2021届高考物理一轮复习9第1讲磁场及其对电流的作用练习含解析.doc

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1、交变电流的产生和描述(45分钟　100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，1～6题为单选题，7～9题为多选题)1.(2019·沧州模拟)线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可知(　　)A.在A和C时刻线圈处于中性面位置B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A时刻起到D时刻，线圈转过的角度为π弧度D.在A和C时刻磁通量变化率的绝对值最大【解析】选D。在A和C时刻感应电流最大，感应电动势最大，而磁通量为零，磁通量的变化率最大，线圈处于与中性面垂直的位置，故A错误，D正确。在B和D时刻感应电流为零，感应电动势为零

2、，而磁通量最大，故B错误。从A时刻到D时刻经过的时间为周期，线圈转过的角度为1.5π弧度，故C错误。2.如图所示，有一矩形线圈面积为S，匝数为N，总电阻为r，外电阻为R，接触电阻不计。线圈绕垂直于磁感线的轴OO′以角速度ω匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B。则(　　)A.当线圈平面与磁感线平行时，线圈中电流为零B.电流有效值I=11C.电动势的最大值为NBSωD.外力做功的平均功率P=【解析】选D。当线圈平面与磁感线平行时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，线圈中电流不为零，故A错误；根据Em=NBSω得感应电动势最大值是NBSω，

3、所以感应电动势有效值U=，所以电流有效值I=，故B、C错误；根据能量守恒得：外力做功的平均功率等于整个电路消耗的热功率，所以外力做功的平均功率P=I2(R+r)解得：P=，故D正确。3.如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则(　　)A.两次t=0时刻线圈平面与中性面垂直B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C.曲线a表示的交变电动势频率为50HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为5V【解析】选D。在t=0时刻，产生的感应电动势最小，线圈一定处在中性

4、面上，故A错误；由图可知，a的周期为4×10-2s；b的周期为6×10-2s，则由n=可知，转速与周期成反比，故转速之比为3∶2，故B错误；曲线a的交变电流的频率f==25Hz，故C错误；曲线a、b对应的线圈转速之比为3∶2，曲线a表示的交变电动势最大值是15V，根据11Em=NBSω得曲线b表示的交变电动势最大值是10V，则有效值为U=V=5V，故D正确。4.匝数为100匝的线圈通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分)，单匝线圈电阻r=0.02Ω，则在0～10s内线圈产生的焦耳热为(　　)A.80J　　　　　　　　　B.85JC.9

5、0JD.125J【解析】选B。根据有效值的定义方法可知：(A)2R×+(2A)2×R×=I2RT解得：I=A总电阻为：r总=100×0.02Ω=2Ω；则10s内产生的焦耳热为：Q=I2r总t=()2×2×10J=85J，故选B。5.(2020·武汉模拟)如图所示，在磁极和圆柱状铁芯间形成的两部分磁场区域的圆心角α均为π，磁感应强度B均沿半径方向，单匝矩形线圈abcd的宽ab=L，长bc=2L，线圈绕中轴以角速度ω匀速转动时对外电阻R供电，若线圈电阻为r，电流表内阻不计，则下列说法正确的是(　　)A.线圈转动时将产生正弦式交流电11B.从图示位置开

6、始转过90°角时，电流方向将发生改变C.线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的变化率不变D.电流表的示数为【解析】选D。bc、ad边的运动速度为：v=ω，感应电动势为：Em=4BLv，解得：Em=2BL2ω，根据欧姆定律得电流为：Im=，bc边向左切割时，感应电流方向为c→b，bc边向右切割时，感应电流方向为b→c，线圈切割磁感线时穿过线圈的磁通量变化率不变且不为零，线圈在磁场外不切割磁感线时磁通量变化率为零，线圈连续转动，流过电阻R的电流方向周期性变化，属于交流电，电流的大小不变，故产生的不是正弦式交流电，一个周期内，通电时间为：t=T，R上产生的焦

7、耳热为：Q=Rt，且有：Q=I2RT，解得线圈上电流的有效值为：I=，故D正确，A、B、C错误。6.如图甲所示，在匀强磁场中有一个n=10匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为5Ω，从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象如图乙所示，则(　　)A.线圈转动过程中消耗的电功率为10π2WB.在t=0.2s时，线圈中的感应电动势为零，且电流改变一次方向C.所产生的交变电流感应电动势的瞬时表达式为e=10πsin(5πt)VD.线圈从图示位置转过90°时穿过线圈的磁通量变化最快【解析】选A。最大感应电动

8、势为：Em=nBSω=nBS·=nΦm·=10×0.2×V=10πV感应电动势的有效值为：E==V=5πV11线圈转动过程中消耗的电功率