物理高考大一轮复习第11章交变电流传感器第31讲交变电流的产生及其变化规律练习（含解析）

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1、第31讲交变电流的产生及其变化规律[解密考纲]理解交变电流的产生过程，能正确推出交变电流的表达式；理解描述交变电流的几个物理量，会计算交变电流的有效值．1．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时(　　)A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→d→aD．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力A　解析闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动就

2、能产生正弦式交流电，产生的交流电与线圈的形状、轴的位置无关，由图示位置开始计时，产生的交流电的电动势e＝nBSω·cosβ，它只跟线圈的匝数n、线圈的面积S、转动的角速度ω及磁感应强度有关，由题可知，不管绕P1还是P2轴转动，产生的交流电完全相同，选项A正确，B、D错误．由右手定则可知，电流方向都是adcba，选项C错误．2．(2019·石门一中模拟)(多选)如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀速转动过程中所产生正弦交流电的图象如图线b所示．下列关于这两个正弦交流电的说法正确的是(　　)A．在图中t＝

3、0时刻穿过线圈的磁通量均为零B．线圈先后两次转速之比为3∶2C．交流电a的瞬时值为u＝10sin5πt(V)D．交流电b电压的最大值为VBCD　解析由题图可知，t＝0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，选项A错误；由图象可知Ta∶Tb＝2∶3，故na∶nb＝3∶2，选项B正确；由图象可知，交流电a的最大值为10V，角速度为ω＝＝rad/s＝5πrad/s，所以交流电a的瞬时值为u＝10sin5πt(V)，选项C正确；交流电最大值Um＝nBSω，故Uma∶Umb＝3∶2，故Umb＝Uma＝V，选项D正确．3．小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生

4、的感应电动势与时间的关系是正弦函数．将发电机与一个标有“6V6W”的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻．当线圈的转速为n＝5r/s时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时值表达式为(　　)A．i＝sin5t(A)B．i＝sin10πt(A)C．i＝1.41sin5t(A)D．i＝1.41sin10πt(A)D　解析小灯泡正常发光，所以电流的有效值为I＝＝＝1A，由于金属线圈产生的是正弦交流电，所以电流的最大值Im＝I＝A＝1.41A，转速n＝5r/s，所以角速度ω＝2πn＝10πrad/s，由以上条件可知，电流的瞬时值表达式i＝Imsinωt＝1.41si

5、n10πt(A)，选项D正确．4．(2019·凉山诊断)如图甲所示为一台小型发电机示意图，产生的感应电动势随时间变化如图乙所示．已知发电机线圈的匝数为100匝，电阻r＝2Ω，外电路的小灯泡电阻恒为R＝6Ω，电压表、电流表均为理想电表．下列说法正确的是(　　)A．电压表的读数为4VB．电流表的读数为0.5AC．1s内流过小灯泡的电流方向改变25次D．线圈在转动过程中，磁通量最大为WbB　解析由图乙可知，交流电的最大值为Em＝4V，有效值为E＝＝4V，根据闭合电路的欧姆定律可知U＝R＝×6V＝3V，选项A错误；电流表的示数为I＝＝A＝0.5A，选项B正确；由图乙可知，T

6、＝4×10－2s，f＝＝25Hz，一个周期内电流方向改变2次，所以1s内流过小灯泡的电流方向改变50次，选项C错误；根据Em＝nBSω可知Φm＝BS＝＝Wb＝Wb，选项D错误．5．如图所示，矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A组成闭合电路．线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，转动的角速度ω＝100πrad/s.线圈的匝数N＝100匝，边长ab＝0.2m、ad＝0.4m，电阻不计．磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小B＝T．电容器放电时间不计．下列说法正确的是(　　)A．该线圈产生的交流电动势峰值为50VB．该线圈产生的交流电动势有效值为25

7、VC．电容器的耐压值至少为50VD．电容器的电容C变大时，电流表的示数变小B　解析该线圈产生的交流电动势峰值Em＝NBSω＝50V，选项A错误；因为该线圈产生的交流电不是完整的正弦式交流电，只有一半，所以根据有效值的定义×＝T，E＝，联立解得电动势有效值E′＝25V，选项B正确；电容器的耐压值至少为50V，选项C错误；电容器的电容C变大时，容抗变小，电容器的充放电电流增大，选项D错误．6．如图所示为发电机结构示意图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，其表面呈半圆柱面状．M是圆柱形铁芯，它与磁极柱面共轴，铁芯上绕有矩形线框，可绕与铁芯共轴的固定轴转动．磁极与铁芯间的