通用版2018_2019版高中物理第2章交变电流与发电机微型专题4交变电流的产生及描述练习沪科版选修3_

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1、微型专题4　交变电流的产生及描述一、选择题考点一　交变电流图像的应用1．一矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的规律如图1所示，下列说法中正确的是(　　)图1A．此交流电的频率为0.2HzB．此感应电动势的有效值为1VC．t＝0.1s时，线圈平面与磁场方向平行D．在线圈转动过程中，穿过线圈的最大磁通量为Wb答案　D解析　由题图可知，此交流电的周期T＝0.2s，频率f＝＝5Hz，A错误；E＝＝V，B错误；t＝0.1s时，电动势为0，线圈平面与磁场方向垂直，C错误；因Em＝nBSω，其中7n＝10，ω＝＝10πrad/s，故Φm

2、＝BS＝Wb，D正确．2．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图2甲所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图像如图乙所示，已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接一只电阻为9.0Ω的灯泡，则(　　)图2A．电压表V的示数为20VB．电路中的电流方向每秒改变5次C．灯泡实际消耗的功率为36WD．电动势随时间变化的瞬时值表达式为e＝20cos5πt(V)答案　C解析　由题图乙知电压最大值为20V，周期为0.2s，所以有效值为20V，角速度ω＝＝10πrad/s.电压表测的是路端电压U＝×9V＝18V，A错误；交流电的频率为5Hz，每一周期电流方向改变两次，所以每秒改变10次

3、，B错误；灯泡实际消耗的功率为P＝＝W＝36W，C正确；电动势随时间变化的瞬时值表达式为e＝20cos10πt(V)，D错误．考点二　交变电流有效值的应用3．如图3所示是某种交变电流的电流随时间变化的图线，i>0部分的图线是一个正弦曲线的正半周，i<0部分的图线是另一个正弦曲线的负半周，则这种交变电流的有效值为(　　)图3A．I0B.I0C.I0D.I0答案　B解析　设这种交变电流的有效值为I，则I2R·3T＝2R·T＋2R·2T，解得：I7＝I0，故选B.4．(多选)如图4所示，A、B两输电线间的电压是u＝200sin(100πt)V，输电线电阻不计，把电阻R＝50Ω的纯电阻用电器接在

4、A、B两输电线上，下列说法正确的是(　　)图4A．理想电流表示数为4AB．理想电压表示数为200VC．通过R的电流方向每秒钟改变50次D．用电器消耗的电功率为1.6kW答案　AB解析　由u＝200sin(100πt)V可知，电压最大值Um＝200V，角速度ω＝100πrad/s，所以电压的有效值U＝＝200V，周期T＝＝0.02s，频率f＝＝50Hz.由欧姆定律得I＝＝A＝4A，所以A、B正确；一周期内电流方向改变两次，而f＝50Hz，则1s内电流方向改变100次，C项错误；用电器消耗的电功率P＝IU＝4×200W＝800W，D项错误．5．如图5所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为

5、R，和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看做零，反向电阻可看做无穷大)，在A、B间加一正弦交流电u＝20sin(100πt)V，则加在R2上的电压有效值为(　　)图5A．10VB．20VC．15VD．5V答案　D解析　由二极管的单向导电性可知，若二极管导通，加在R2上的电压波形为半个周期，最大值为20V，若二极管截止，R1、R2串联，则R2上的电压半个周期最大值为10V．由有效值的定义可得加在R2上的电压有效值为5V，选项D正确．考点三　交变电流“四值”的比较76．面积均为S的两个电阻相同的线圈，分别放在如图6甲、乙所示的磁场中，甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T

6、绕垂直磁场方向的OO′轴匀速转动，乙图中匀强磁场变化规律为B＝B0cost，从图示位置开始计时，则(　　)图6A．两线圈的磁通量变化规律相同B．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C．经相同的时间t(t＞T)，两线圈产生的热量不同D．从此时刻起，经过时间，通过两线圈横截面的电荷量不同答案　A解析　题图甲中磁通量的变化规律为Φ甲＝B0Scost，题图乙中磁通量的变化规律为Φ乙＝B0Scost.由于两线圈的磁通量变化规律相同，则两线圈中感应电动势的变化规律相同，达到最大值的时刻也相同，有效值E也相同，又因两线圈电阻相同，所以Q＝t也相同，经过时间，通过两线圈横截面的电荷量q＝·也相同，故A

7、正确．7．(多选)如图7所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕垂直磁场方向的ab边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电阻为R.t＝0时刻线圈平面与纸面重合．则(　　)图7A．t时刻线圈中电流的瞬时值表达式为i＝cosωtB．线圈中电流的有效值为I＝7C．线圈中电流的有效值为I＝D．线圈消耗的电功率为P＝答案　CD解析　回路中感应电动势的最大值Em＝BSω，电流的最大值Im＝＝