课时作业37 交变电流的产生和描述
时间：45分钟
1．将闭合多匝线圈置于如图所示的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，线圈可绕MN轴自由转动，则下列表述中正确的是( C )
A．当磁感应强度均匀增加时，线圈不动，线圈中感应电动势的大小与线圈的匝数无关
B．当磁感应强度均匀增加时，线圈不动，线圈中感应电流为顺时针方向
C．线圈以MN为轴匀速转动时，可以产生正弦式交流电 D．当磁感应强度恒定时，线圈匝数越大，穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大
解析：根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势ΔΦΔBSE＝n＝n，感应电动势与线圈的匝数有关，故A错误；根据楞
ΔtΔt次定律可知，线圈中产生的感应电流的方向为逆时针方向，故B错误；当线圈以MN为轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量发生周期性变化，ΔΦ
故可以产生正弦式交流电，故C正确；根据E＝n可知，当磁感应
Δt强度恒定时，穿过线圈的磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故
D错误．
2．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是( C )
A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直
B．t＝0.02 s时刻，线圈磁通量的变化率达最大 C．t＝0.01 s时刻，瞬时电流达到最大 D．该线圈相应的交流电动势图象如图乙所示
解析：由甲图知t＝0时刻磁通量最大，线圈平面应在中性面，A错误；t＝0.02 s时刻，磁通量最大，磁通量的变化率为零，B错误；t＝0.01 s时刻，磁通量为零，磁通量的变化率最大，交流电动势最大，瞬时电流最大，故C正确；由甲图知交流电动势的图象应为正弦图象，D错误．
3．(多选)如图甲所示，标有“220 V 40 W”的电灯和标有“20 μF 300 V”的电容器并联接到交流电源上，V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( BC )
T
A．t＝时刻，V的示数为零
2
B．电灯恰正常发光 C．电容器有可能被击穿
D．交流电压表V的示数保持1102 V不变
解析：交流电压表V的示数应是电压的有效值220 V，故A、D错误；电压的有效值恰等于电灯的额定电压，电灯正常发光，B正确；电压的峰值2202 V≈311 V，大于电容器的耐压值，故有可能被击穿，C正确．
4．如图所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1
并联的D为理想二极管(正向电阻可视为零，反向电阻可视为无穷大)，在A、B间加一正弦交流电u＝202sin100πt(V)，则加在R2上的电压有效值为( D )
A．10 V C．15 V
B．20 V D．510 V
解析：由二极管的单向导电性可知，加在R2上的电压波形的半个周期最大值为202 V，半个周期最大值为102 V．由有效值的定义可得加在R2上的电压有效值为510 V，选项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( D )
BL2ωA.
2R2BL2ωC.
4R
2BL2ωB.
2RBL2ωD.
4R
解析：扇形闭合导线框切割磁感线的有效长度始终是半径L，平Lω
均速度v＝，导线框进磁场和出磁场时有感应电流产生，由法拉第
2BL2ωE2T2
电磁感应定律和有效值的定义有：E＝，R×＝IRT，可得I
24BL2ω
＝，故D正确，A、B、C错误．
4R
6．(多选)图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是( AC )
A．电流表的示数为10 A B．线圈转动的角速度为50π rad/s C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左
Im
解析：由题图乙知Im＝102 A，I＝＝10 A，A正确．T＝2×10
2
－2
2π
s，ω＝T＝100π rad/s，B错误．t＝0.01 s时，i＝Im，此时线圈平
面与磁场方向平行，C正确．由右手定则判定0.02 s时电阻R中电流方向自左向右，D错误．
7．(多选)图1中，单匝矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴转动．改变线圈的转速，穿过该线圈的磁通量随时间分别按图2中图线甲、乙的规律变化．设线圈的电阻为1.0 Ω，则( BC )
A．图线甲对应线圈在t＝0时产生的感应电动势最大
B．图线甲、乙对应的线圈在t＝2.0 s时，线圈平面均平行于磁感线
C．图线甲、乙对应的线圈转速之比为5
4
D．图线甲对应的线圈中交变电流的峰值为2.5π A
解析：在t＝0时，Φ甲最大，则产生的感应电动势最小，故A错误；因为在t＝0.2 s×10＝2.0 s时，Φ甲＝Φ乙＝0，所以线圈平面均平行于磁感线，故B正确；由图可知甲、乙图线对应的周期之比为41
5，而线圈的转速n＝T，所以图线甲、乙对应的线圈转速之比为54，故C正确；甲图线对应的线圈中交流电压的峰值Em＝BSω＝Φmω2πEm
＝0.4× V＝5π V，电流的峰值Im＝R＝5π A，故D项错误．
0.16
2024届高考物理二轮同步复习：第十一章 交流电 传感器课时作业37(Word版含答案)
