2023高考物理一轮复习35交变电流的产生和描述新人教版

PAGEPAGE235交变电流的产生和描述一、选择题(1～6题只有一个选项符合题目要求，7～11题有多个选项符合题目要求)1．交流发电机工作时的电动势为e＝Emsinωt，假设将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，那么其电动势变为()A．e＝Emsin(ωt/2)B．e＝2Emsin(ωt/2)C．e＝Emsin(2ωt)D．e＝2Emsin(2ωt)2．在图示电路中，交流电源电压u＝200sin100πtV，电阻R＝100Ω，那么电流表和电压表的示数分别为()A．1.41A、200VB．1.41A、141VC．2A、200VD．2A、141V3．如下图，虚线OO′的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场．单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场右边界重合，线圈平面与磁场垂直．线圈沿图示方向绕OO′轴以角速度ω匀速转动(即ab边先向纸外、cd边先向纸内转动)，规定沿a→b→c→d→a方向为感应电流的正方向．假设从图示位置开始计时，以下图四个图象中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是()4．如下图，在xOy直角坐标系中的第二象限有垂直坐标平面向里的匀强磁场，第四象限有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B.直角扇形导线框半径为l、总电阻为R，在坐标平面内绕坐标原点O以角速度ω匀速转动．线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值是()A．I＝eq\f(BL2ω,R)B．I＝eq\f(BL2ω,2R)C．I＝0D．I＝eq\f(BLω,2R)5．如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．假设以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙所示)为计时起点，并规定当电流自a流向b时的电流方向为正方向．那么以下四幅图中正确的选项是()6．一只氖管的启辉电压与交流电u＝50sin314tV的有效值相等．假设将这交流电接到氖管的两极，在一个周期内，氖管的发光时间为()A．0.02sB．0.015sC．0.01sD．0.005s7．如下图，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω.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1A．那么()A．线圈消耗的电功率为4WB．线圈中感应电流的有效值为2AC．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4coseq\f(2π,T)tD．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝eq\f(T,π)sineq\f(2π,T)t8．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间成正弦函数关系，如下图．此线圈与一个R＝10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，以下说法正确的选项是()A．交变电流的周期为0.125sB．交变电流的频率为4HzC．交变电流的有效值为eq\r(2)AD．交变电流的最大值为4A9．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，那么()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TC．在t＝eq\f(T,8)时，两导线框中产生的感应电动势相等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10．如图甲所示，将阻值为R＝5Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小．对此，以下说法正确的选项是()A．电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u＝2.5sin(200πt)VB．电阻R消耗的电功率为1.25WC．如图丙所示，假设此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1AD．这一交变电流与图丁所示电流比拟，其有效值之比为eq\f(1,\r(2))11．如下图的正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω转动，c、d两点与外电路相连，外电路电阻也为r，那么以下说法中正确的选项是()A．S断开时，电压表读数为eq\f(\r(2),2)BωL2B．S断开时，电压表读数为eq\f(\r(2),8)BωL2C．S闭合时，电流表读数为eq\f(\r(2),10r)BωL2D．S闭合时，线框从图示位置转过eq\f(π,2)过程中流过电流表的电荷量为eq\f(BL2,7r)二、非选择题12．某兴趣小组设计了一种发电装置，如下图．在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为eq\f(4,9)π，磁场均沿半径方向．匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场．在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直．线圈的总电阻为r，外接电阻为R.求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小E；(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F；(3)外接电阻上电流的有效值I.答案1D2B3B4B5D6C7AC8BC9BC10AD1112(1)bc、ad边的运动速度v＝ωeq\f(l,2)，感应电动势E＝Ebc＋Ead＝4NBLv，得E＝2NBl2ω.(2)电