2021届高考物理一轮复习电磁学专项特训（11）交变电流的产生和描述

1、2021届高考物理一轮复习电磁学专项特训（11）交变电流的产生和描述1.如图所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴以恒定的角速度转动,从图示位置开始计时,则在转过这段时间内（ ）A. 线圈中的感应电流一直在减小  B.线圈中的感应电流先增大后减小 C.穿过线圈的磁通量一直在增大D.穿过线圈的磁通量的变化率先减小后增大2.某小型旋转电枢式发电机所产生的交流电电动势为110V、频率为60Hz，要使它产生的电动势变为220V、频率变为50Hz，需要调整线圈的转速n、匝数N或磁感应强度的大小B下列调整合适的是( )A 使n变为原来的1.2倍，B变为原来的2倍，N变为

2、原来的1.2倍B 使n变为原来的，B变为原来的倍，N变为原来的2倍C 使n变为原来的，N变为原来的2倍，B不变D 使n变为原来的，N变为原来的2.4倍，B不变3.如图,水平匀强磁场中有一边长为的正方形线框,其电阻为。当线框绕过其两对边中心的竖直轴以某一角速度匀速旋转时,线框中产生的感应电动势随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )A.线框转动的角速度为B.磁感应强度的大小约为C.线框内感应电流的有效值约为D.时,线框平面与磁感应强度方向的夹角为90°4.图1为电子电路中的正弦脉冲波的交变电流与时间的变化图像,图2为用作时钟讯号来准确地触发同步电路的方波的交变电流与时间的变化图

3、像,则正弦脉冲波和方波的交变电流有效值分别为( )A.B.C.D.5.是两个完全相同的电热器，通以图甲所示的交变电流，通以图乙所示的交变电流，则两电热器的电功率之比等于( )A.B.C.D.6.一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为;若该电阻接到正弦交变电源上,在一个周期内产生的热量为。该电阻上电压的峰值为，周期为T,如图所示。则等于(   )A. B. C.1:2D.2:17.如图所示是一台发电机的结构示意图，其中是永久磁 铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴,铁芯上有一矩形线框，可绕与铁芯M共轴的固定转动轴旋转

4、。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场。若从图示位置开始计时，当线框绕同定转动轴匀速转动时，下列图象中能正确反 映线框中感应电动势e随时间t变化规律的是( )A. B. C. D. 8.一矩形金属线圈，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变化的规律如图所示，下列说法中正确的是( )A此交流电的频率为B此感应电动势的有效值为C时，线圈平面与磁场方向垂直D在线圈平面与磁场方向成时，感应电动势的大小为9.在匀强磁场中，一只矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图所示。则（ ）A.交变电动势的频率为100 HZB.线

5、框转动的角速度为 C.时线框平面与中性面重合D.线框产生的交变电动势有效值为311 V10.如图所示，矩形线圈的匝数为匝，线圈的边长为，的边长为，在磁感应强度为的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴匀速转动，转动的角速度，试求：(1)穿过线圈平面的最大磁通量；(2)线圈在题图所示位置(线圈平面与磁感线平行)时，感应电动势e的大小；(3)若线圈在中性面位置开始计时，写出此交变电流电动势瞬时值表达式。11.如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO轴以50rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部

6、 20的电阻R相接.求：1）.若从线圈图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式2）.电键S合上时，电压表和电流表示数；3）.通过电阻R的电流最大值是多少；4）.电阻R上所消耗的电功率是多少；参考答案1.答案：D解析：从图示位置开始计时,则在转过180度这段时间内,产生的感应电流呈余弦函数曲线,在0T/4,线圈的感应电流一直在减小,而在T/4T/2，线圈的感应电流一直在增大，故A错误，B也错误；穿过线圈的磁通量先增加后减小，而磁通量的变化率先减小后增大，故C错误，D正确；故选：D.2.答案：D解析：使n变为原来的1.2倍，B变为原来的2倍，N变为原来的1.2倍，其中，电动势的最大值为

7、Em=NBS=2NBSn，电动势将变为原来的2.88倍，不符合题意，故A错误；使n变为原来的，B变为原来的倍，N变为原来的2倍，电动势的最大值为Em=NBS=2NBSn，电动势将变为原来的倍，不符合题意，故B错误；使n变为原来的，N变为原来的2倍，B不变，电动势的最大值为Em=NBS=2NBSn，电动势将变为原来的倍，不符合题意，故C错误；使n变为原来的，N变为原来的2.4倍，B不变，电动势的最大值为Em=NBS=2NBSn，电动势将变为原来的2倍，不符合题意，故D正确。所以D正确，ABC错误。3.答案：C解析：A、分析图（b）可知，线框产生的感应电动势周期为，角速度：，故A错误；B、根据交变

8、电流的产生规律可知，感应电动势最大值：，解得磁感应强度：，故B错误；C、根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，有效值：，根据闭合电路欧姆定律可知，感应电流的有效值：，故C正确；D、t=0时，感应电动势最大，则线框平面与磁场方向平行，即线框平面与磁感应强度方向的夹角为0，故D错误。故选：C。4.答案：D解析：设正弦脉冲波和方波的交变电流有效值分别为,由题图1知,交变电流的周期为0.06 s,根据焦耳定律和有效值的定义可得,解得,A、B错误;由题图2知,交变电流的周期为0.2 s,对一个周期,根据焦耳定律和有效值的定义可得,解得,C错误,D正确。5.答案：A解析：根据有效值的定义，则有：方波

9、：解得：乙图是正弦波根据得故选：A6.答案：D解析：据得: ，两式相除就有，故选D。7.答案：D解析：因发电机的两个磁极呈半圆 柱面形状，磁极间的磁感线如图所示，即呈辐向分布磁场，磁感应强度的大小不 变，仅方向发生改变，故线框在磁场中转动时垂直切割磁感线，产生的感应电动势的大小不变，线框越过空隙后，由于线框切割磁 感线方向发生变化，所以感应电动势的方向 发生变化，综上所述，D正确。8.答案：BC解析：A.此交流电的频率为，故A错误；B.此感应电动势的有效值为，故B正确；C.时，感应电动势为0，线圈平面与磁场方向垂直，故C正确；D.在线圈平面与磁场方向成时，感应电动势的大小为，故D错误。9.答案：BC解析：周期为，故频率为：，故A错误；线框转动的角速度为，故B正确；时，产生的感应电动势为零，线框平面与中性面重合，故C正确；由图象可知，交流电的最大值，有效值，故D错误。10.答案:(1)穿过线圈平面的最大磁通量(2)线圈在图示位置时感应电动势最大，此时感应电动势的值(3)感应电动势的最大值，线圈转动的角速度，若从中性面位置开始计时，此交变电流电动势瞬时值表达式解析：11.答案：1）. 感应电动势最大值Em=nBS=100×0.5×0.1