2020版高考物理一轮复习课后限时集训30交变电流的产生及描述新人教版

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1、课后限时集训(三十)交变电流的产生及描述(建议用时：40分钟)[基础对点练]题组一：交变电流的产生1.一边长为L的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示。已知匀强磁场的磁感应强度为B，则结合图中所给信息可判定(　　)A．t1时刻穿过线框的磁通量为BL2B．t2时刻穿过线框的磁通量为零C．t3时刻穿过线框的磁通量变化率为零D．线框转动的角速度为D　[t1时刻，感应电动势最大，穿过线框的磁通量应为零，A错误；t2时刻，穿过线框的磁通量最大，为Φm＝BL2，B错误

2、；t3时刻，感应电动势最大，则磁通量变化率也最大，C错误；交变电流的最大值为Em＝BL2ω，则ω＝，D正确。]2．(2019·合肥模拟)一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动。在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是(　　)A．当磁通量为零时，感应电动势也为零B．当磁通量减小时，感应电动势也减小C．当磁通量等于0.5Φm时，感应电动势等于0.5EmD．角速度ω等于D　[根据正弦式交变电流的产生及其变化规律，当磁通量最大时，感应电动势为零；当磁通量减小时，感

3、应电动势在增大，磁通量减为零时，感应电动势最大，由此可知A、B项错误；设从线框位于中性面开始计时，则有e＝Emsinωt，式中Em＝BSω，因Φm＝BS，故角速度ω＝，D项正确；设e＝0.5Em，则解出ωt＝，此时Φ＝B·Scos＝BS＝Φm，所以C项错误。]3．(2019·抚顺模拟)如图甲所示，在匀强磁场中，两个匝数相同的正方形金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势e随时间t变化的图象如图乙中曲线a、b所示，则(　　)甲　　　　　　　　乙A．t＝0时刻，两线圈均处于垂直于中性面的

4、位置B．a、b对应的线圈转速之比为2∶3C．a、b对应的两线圈面积之比为1∶1D．若只改变两线圈的形状(匝数不变)，则两线圈电动势的有效值之比一定不变C　[t＝0时刻，两线圈感应电动势均为零，故两线圈均处于中性面的位置，选项A错误；由图线可知，两线圈的周期之比Ta∶Tb＝2∶3；故根据n＝可知a、b对应的线圈转速之比为3∶2，选项B错误；根据Em＝NBωS，＝＝；＝＝；则＝＝，选项C正确；若只改变两线圈的形状(匝数不变)，则两线圈的面积可能要变化，故感应电动势的最大值可能要变化，电动势的有效值之比可能变化，选项D

5、错误。]题组二：描述交变电流的物理量4．(多选)理想变压器原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t变化的规律如图所示，原、副线圈匝数比n1∶n2＝100，副线圈只接入一个R＝10Ω的电阻，则(　　)A．与电阻R并联的电压表示数为3.11VB．流过电阻R的电流最大值为0.311AC．变压器的输入功率为0.484WD．一个周期内，电阻R上产生的热量为9.68×10－3JBCD　[由题图知，变压器原线圈两端电压的有效值为220V，由＝知，电压表的示数为2.2V，A错误；流过R的最大电流Im＝≈0.311A，B正确；

6、电流有效值为0.22A，R消耗的功率P＝U2I＝2.2×0.22W＝0.484W，C正确；一个周期内R产生的热量Q＝I2RT＝9.68×10－3J，D正确。]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.D　[线框的转动周期为T，而线框转动一周只有的时间内有感应电流，此时感应电流的大小为I＝＝，根据电流的热效应有R·＝IRT，

7、解得I有＝，故D正确。]6．(多选)如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为100Ω，则(　　)甲　　　　　　　　　乙A．理想电压表读数为100VB．理想电流表读数为0.75AC．电阻R消耗的电功率为56WD．电阻R在100秒内产生的热量为5625JBD　[根据电流的热效应，一个周期内产生的热量Q＝T＝·＋·，解得U＝75V，A错误；电流表读数I＝＝0.75A，B正确；电阻R消耗的电功率P＝I2R

8、＝56.25W，C错误；在100秒内产生的热量Q′＝Pt＝5625J，D正确。]7.(多选)(2019·大庆检测)如图所示，N匝矩形导线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表A和二极管D。电流表的示数为I，二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是(　　)A．导线框