广东地区高考物理一轮复习第12章交变电流微专题61交变电流的产生及描述试题粤教版.docx

61 交变电流的产生及描述方法点拨交变电流的产生往往与交变电流图象结合出题，要能将交变电流的图象与线圈的转动过程一一对应起来，分析电流、电动势、磁通量的变化规律1(交流电的产生)矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生如图1所示的交流电,取沿abcda方向为电流正方向,则对应t1时刻线圈的位置应为下列中的()图1 2(交流电的描述)如图2甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈abcd绕轴OO以角速度匀速转动，矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图象，则下列说法中正确的是()图2A从t1到t3这段时间穿过线圈的磁通量的变化量为2nBSB从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为 Ct3时刻穿过线圈的磁通量变化率为nBSD电流表的示数为3(交流电的描述)如图3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匀速转动磁场的磁感应强度B102 T，线圈的面积S0.02 m2，匝数N400 匝，线圈总电阻r2 ，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R8 连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，线圈的转速n r/s.在t0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是()图3A交流发电机产生电动势随时间的变化关系是e8sin 100t(V)B交流电压表的示数为8 VC从t0时刻开始线圈平面转过30的过程中，通过电阻的电量约为5.7103 CD电阻R上的热功率为6.4 W4(交流电的产生)(多选)如图4所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈(单匝)的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 .从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60时的感应电流为1 A那么()图4A线圈匀速转动过程消耗的电功率为4 WB线圈中感应电流的有效值为2 AC任意时刻线圈中的感应电动势为e4costD任意时刻穿过线圈的磁通量为sint5.如图5所示，矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表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100 rad/s.线圈的匝数N100，边长ab0.2 m、ad0.4 m,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()图5A该线圈产生的交流电动势的峰值为50 VB该线圈产生的交流电动势的有效值为25 VC电容器的耐压值至少为50 VD电容器的电容C变大时，电流表的示数变小6(多选)如图6所示，虚线OO的右侧分布着磁感应强度为B的匀强磁场，一个面积为S的矩形线框绕轴OO以恒定的角速度旋转以图示位置为t0时刻，此时线框仅有的面积在磁场中，线框电阻为R，在转过180的过程中，下列判断正确的是()图6A图示位置电流大小为0B电流的最大值为C电阻生热为D外力做功为7.调光灯、调速电风扇以前是用变压器来实现的，该技术的缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的如图7为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压那么现在电灯上的电压为()图7AUmB.C. D.8如图8所示，“”形框置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，“”形框的三条边的长度均为L，电阻均为r，a、b两端用电阻不计的导线连接阻值为R的电阻“”形框绕轴ab以角速度逆时针(从上往下看)匀速转动，t0时刻经过图示位置规定回路中adcb方向为电流的正方向，求：图8(1)通过电阻R的感应电流的表达式；(2)当t时，通过电阻R的感应电流的大小和方向答案精析1B由产生的交变电流图象可知，t1时刻，电流是正最大值，说明线圈垂直切割磁感线，即线圈处于与磁感线方向平行位置由电流方向为abcda，根据楞次定律或右手定则可判断出对应t1时刻线圈位置正确的是选项B.2D从t1到t3的过程，穿过线圈的磁通量变化量为零，选项A错误；从t3到t4的过程，穿过线圈的磁通量变化量为BS，故通过电阻R的电荷量qn，选项B错误；t3时刻产生的电动势大小为E0，由法拉第电磁感应定律可得E0nnBS，可得BS，选项C错误；线圈产生的交流电的电动势有效值为，由闭合电路欧姆定律可得，电流表的示数I，选项D正确3C磁场的磁感应强度B102 T，线圈面积S0.02 m2，匝数N400，线圈总电阻r2 ，线圈的转速n r/s，故100 rad/s，交流发电机产生电动势随时间的变化关系是eNBScos t8cos 100t(V)，A项错误；交流电压表显示出的是路端电压有效值，故示数为6.4 V，B项错误；从t0时刻转过30的过程中，通过电阻的电量为q C4103 C5.7103 C，C项正确；电阻R上的热功率PI2R2R5.12 W，D项错误4AC根据题意，线框中产生的交变电流瞬时值为iImcost，线圈转过60时，电流为1 A，解得Im2 A，有效值为I A，B项错误；线圈匀速转动中消耗的电功率为PI2R4 W，A项正确；eImRcost4cost，C项正确；任意时刻穿过线圈的磁通量为msint，EmBSBS，联立解得sint，D项错误5B峰值EmNBS1000.20.4100 V50 V，故A错因为在一个周期内，线圈只在半个周期内产生感应电动势，设有效值为E，则有：T，解得：E25 V，故B正确电容器的耐压值至少为50 V，故C错C变大时容抗减小，电流表的示数应变大，故D错6ABD图中位置相当于中性面，所以瞬时电流为0，A项正确；当线圈转过90时，另外的面积进入磁场做切割磁感线运动，电动势的最大值为E2BS，此时对应电流最大值为I2，有效值I2，B项正确；另面积进入磁场时，电动势的最大值E1BS，此时对应电流最大值为I1，有效值I1，转动180过程中，外力做功转化为电热，为QI12RI22R，D项正确7C电灯上的电压值，如没有特殊说明一般指电压的有