高考物理复习第十一章交变电流传感器课后分级演练31交变电流的产生及描述

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1、课后分级演练(三十一)交变电流的产生及描述【A级——基础练】1．图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是(　　)解析：C　选项C情况下，穿过线圈的磁通量始终为零，不能产生正弦式交变电流，而A、B、D情况均可产生，故选C.2.如图所示的空间存在一匀强磁场，其方向为垂直于纸面向里，磁场的右边界为MN，在MN右侧有一矩形金属线圈abcd，ab边与MN重合．现使线圈以ab边为轴按图示方向匀速转动(从上往下看为顺时针转动)，将a、b两端连到示波器的输入端，若ab边中电流从a到b为正，则从示波器观察到的ab中电流随时间变化的图形是(　　)解析：

2、D　本题可将右侧磁场补全，即矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，会产生正弦式交流电，由楞次定律可知：从中性面开始，电流从0开始，沿负向，可画出完整电流随时间变化的图形，在此基础上，去掉右侧磁场，故电流仅在左侧磁场中切割磁感线而产生电流，故选项D正确．3.(多选)(2017·天津理综)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为2Ω，则(　　)A．t＝0时，线圈平面平行于磁感线B．t＝1s时，线圈中的电流改变方向C．t＝1.5s时，线圈中的感应电动势最大D．一个周期内，线圈产生的热量为8π2

3、J解析：AD　本题考查正弦交流电的产生、有效值，焦耳热．由Φ－t图可知，t＝0时，Φ＝0，则线圈平面平行于磁感线，选项A正确；t＝1s时Φ＝0，此时电动势最大，t＝0.5s和t＝1.5s时，Φ最大，此时电动势为0，电流改变方向，选项B、C错误；交流电电动势的最大值Em＝nBSω＝nΦm＝4πV，有效值E＝Em＝2πV，一个周期内线圈产生的热量Q＝·T＝8π2J，D正确．4．(多选)(2017·山西五校四联)如图甲所示，一台线圈内阻为2Ω的小型发电机外接一只电阻为10Ω的灯泡，发电机内匀强磁场的磁感应强度为T，线圈的面积为0.01m2，发电机正常工作时灯泡的电流i随时间t变化

4、的正弦规律图象如图乙所示．下列说法正确的是(　　)A．t＝0.05s时，穿过线圈的磁通量为零B．t＝0.05s时，理想交流电压表的示数为30VC．发电机内线圈的匝数为240D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为9J解析：AB　由图乙可知t＝0.05s时，发电机的输出电流为最大值，此时线圈平面与中性面垂直，磁通量为零，A正确．由图乙可知电流的有效值I＝3A，理想交流电压表的示数U＝3×10V＝30V，B项正确．由图乙可知，电流最大值为3A，则发电机产生的感应电动势最大值Em＝nBSω＝(2Ω＋10Ω)×3A＝36V，又B＝T，S＝0.01m2，ω＝＝10πrad/s，得n＝3

5、60，C项错误．Q＝32×2×1J＝18J，D项错误．5.如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为(　　)A.B.C.D.解析：D　线框进入磁场和穿出磁场产生的感应电动势均为E＝BωL2，产生感应电动势的时间均为，由一个周期产生的电热Q＝()2R××2＝I2RT，解得I＝，选D.6．如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(

6、如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则下列四幅图中正确的是(　　)解析：D　解法一：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生的电流按正弦规律变化，由于t＝0时，线圈的转动方向如图乙，由右手定则判断可得，此时ad中电流方向为由a到d，线圈中电流方向为a→d→c→b→a，与规定的电流正方向相反，电流为负值．又因为此时ad、bc两边的切割速度方向与磁场方向成45°夹角，由E＝2Blv⊥，可得E＝2·Blv＝Em，即此时的电动势为最大值的倍，电流当然也是最大值的倍，由图乙还能观察到，线圈在接下来45°的转动过程中，ad、bc两边的切割速度越来越

7、小，所以感应电动势应减小，感应电流应减小故D正确，A、B、C错误．解法二：还可以用排除法解题．因计时起点时刻对应θ＝45°，即t＝0时，线圈中感应电流不为零，也不是最大，故A、B错误；当线圈再转过45°时，线圈处于中性面位置，即此时感应电流为零，故D正确，C错误．7.如图所示电路，电阻R1与电阻R2串联接在交变电源上，且R1＝R2＝10Ω，正弦交流电的表达式为u＝20sin100πt(V)，R1和理想二极管D(正向电阻可看做零，反向电阻可看做无穷大)并联，则R2上的电功率为(　　)A．10WB．15WC．25WD．