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课时跟踪检测（三十六） 交变电流的产生及描述
[A级——基础小题练熟练快]
1.(2019·临沂一模)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→a
D.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
【试题解析】：选A 线圈绕垂直于磁场方向的轴转动产生交变电流,产生的电流、电动势及线圈各边所受安培力大小与转轴所在位置无关,故A对,B、D错；图示时刻产生电流的方向为a→d→c→b→a,故C错。
2.(多选)(2020·衡水模拟)如图所示,线圈ABCD匝数n＝10,面积S＝0.4 2
m2,边界MN(与线圈的AB边重合)右侧存在磁感应强度B＝ T的匀强磁
π场,若线圈从图示位置开始绕AB边以ω＝10π rad/s的角速度匀速转动,则以下说法正确的是( )
A.线圈产生的是正弦交流电
B.线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为80 V 1
C.线圈转动 s时瞬时感应电动势为403 V
60D.线圈产生的感应电动势的有效值为40 V
【试题解析】：选BD 线圈在有界匀强磁场中将产生正弦半波脉动电流,故A错误；电π1
动势最大值Em＝nBSω＝80 V,故B正确；线圈转动 s、转过角度,瞬时感应电动势为e
606π
＝Emsin＝40 V,故C错误；在一个周期时间内,只有半个周期产生感应电动势,根据有效值
6
Em?2T?E?2Em?的定义有R·＝?R?RT,可得电动势有效值E＝＝40 V,故D正确。
2?2R?2
T
3.已知某电阻元件在正常工作时,通过它的电流按如图所示的规律变化,其中0～时间
4内为正弦交流电的一部分,将一个多用电表(已调至交变电流电流挡)与这个电阻元件串联,则
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多用电表的读数为( )
A.4 A C.19 A
B.17 A D.52 A
TTT8
【试题解析】：选B 在0～时间内,正弦交流电的有效值为 A；在～时间内,电流
4422T
为0；在～T时间内,直流电的电流为32 A。根据交流电有效值的定义可得此交变电流的
2有效值I产生的焦耳热与各段时间产生焦耳热的关系为得I＝17 A,选项B正确。
4.(2019·唐山模拟)图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与R＝10 Ω的电阻连接,与电阻R并联的交流电压表为理想电表,示数是10 V。图乙是穿过矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的图像。则下列说法正确的是( )
I2RT＝
2
?8?R×T＋(32)2R×T,解
42?2?
A.电阻R的电功率为20 W
B.0.02 s时R两端的电压瞬时值为零
C.R两端的电压随时间变化的规律是u＝14.1cos 100πt(V) D.通过R的电流随时间变化的规律是i＝cos 50πt(A)
U2
【试题解析】：选C 电阻R的电功率P＝＝10 W,A项错误；0.02 s时穿过线圈的磁
R通量变化率最大,R两端的电压瞬时值最大,B项错误；R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos 100πt(V),通过R的电流随时间变化的规律是i＝1.41cos 100πt(A),C项正确,D项错误。
5.图甲所示电压按正弦规律变化,图乙所示电压是正弦交流电的一部分,则下列说法正确
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的是( )
A.图乙所示的电压也是正弦交流电压
B.图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝10sin(50πt)V C.图乙所示电压的周期与图甲所示电压周期相同 D.图甲所示电压的有效值比图乙所示电压的有效值小
【试题解析】：选D 图乙所示电压只有一部分按正弦交流电压变化,整个不能称为正弦交流电压,选项A错误；图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝10sin(100πt)V,选项B错误；图乙所示电压的周期为图甲所示电压周期的2倍,选项C错误；图甲所示电压的有效值为52
V,对图乙由
?Um?
?2?TU2
2
R
·＝T,得电压的有效值为U＝10 V,因此选项D正确。 2R
6.(2020·福州质检)某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示,现用该电源对标称值为“5 V 10 W”的电动机供电,电源内阻不计,下列说法正确的是( )
A.电动机的内阻为2.5 Ω B.电动机的发热功率为10 W C.通过电动机的电流为2 A D.通过电动机的电流为22 A
【试题解析】：选C 由题图知该电源电动势最大值Em＝52 V,则有效值E＝5 V,通过105
电动机的电流I＝ A＝2 A,电动机是非纯电阻元件,电动机内阻r< Ω＝2.5 Ω,电动机的发
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热功率P热＝I2r 7.(多选)如图甲所示,标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 μF 320 V”的电容器并联到交流电源上,为交流电压表,交流电源的输出电压如图乙所示,闭合开关。下列判断正确的是( ) T A.t＝时刻,的示数为零 2B.灯泡恰好正常发光 C.电容器不可能被击穿 D.的示数保持1102 V不变 【试题解析】：选BC 的示数应是电压的有效值220 V,故选项A、D错误；电压的 有效值恰好等于灯泡的额定电压,灯泡正常发光,选项B正确；电压的峰值Um＝2202 V≈311 V,小于电容器的耐压值,故电容器不可能被击穿,选项C正确。 [B级——增分题目练通抓牢] 8.(多选)如图,M为半圆形导线框,圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂 直于纸面。现使线框M、N在t＝0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则( ) A.两导线框中均会产生正弦交流电 B.两导线框中感应电流的周期都等于T T C.在t＝时,两导线框中产生的感应电动势相等 8 D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等 【试题解析】：选BC 两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变,选项T A错误；导线框的转动周期为T,则感应电流的周期也为T,选项B正确；在t＝时,切割磁感 8 第 5 页 共 8 页 线的有效长度相同,两导线框中产生的感应电动势相等,选项C正确；M导线框中一直有感应电流,N导线框中只有一半时间内有感应电流,所以两导线框的电阻相等时,感应电流的有效值不相等,选项D错误。 9.某研究小组成员设计了一个如图所示的电路,已知纯电阻R的阻值不随温度变化。与R并联的是一个理想的交流电压表,D是理想二极管(它的导电特点是正向电阻为零,反向电阻为无穷大)。在A、B间加一交流电压,瞬时值的表达式为u＝202sin 100πt(V),则交流电压表示数为( ) A.10 V C.15 V B.20 V D.14.1 V 【试题解析】：选D 二极管具有单向导电性,使得半个周期内R通路,另半个周期内RU2202T 断路,在正半周内,交流电的有效值为20 V,故一个周期内的电阻发热为Q＝T＝·,解得 RR2U＝102 V＝14.1 V,选项D正确。 10.如图所示,一半径为L的导体圆环位于纸面内,O为圆心。环内两个圆心角为90°且关于O中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场,两磁场的磁感应强度大小均为B、方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动,M端通过滑动触点与圆环良好接触,在圆心和圆环间连有电阻R, 不计圆环和导体杆的电阻,当杆OM以恒定角速度ω逆时针转动时,理想电流表A的示数为( ) 2BL2ωA. 4R2BL2ωC. 2R BL2ωB. 4RBL2ωD. 2R BL2ω【试题解析】：选A OM切割磁感线产生的电动势E＝,OM切割磁感线时产生的 2E 感应电流I＝,设电流的有效值为I R正确。 11.(多选)(2019·河北省张家口市期末)如图所示,处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中的矩形线框MNPQ,以恒定的角速度ω绕对角线NQ转动。 有效,则 I 有效 2RT＝2I2R·1T,解得 4 2BL2ωI有效＝,选项A 4R
高2021届高2018级高中物理大一轮复习资料三维设计课件课时跟踪检测(三十六)交变电流的产生及描述
