物理练习（新教材鲁科版）第十三章交变电流电磁波传感器第1练交变电流的产生和描述

1.在匀强磁场中，匝数N＝100的矩形线圈绕垂直磁感线的转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间变化规律如图所示，则下列说法正确的是()A．t＝×10－2s时，线圈平面与中性面重合B．t＝1×10－2s时，线圈中磁通量变化率最大C．穿过每一匝线圈的最大磁通量为1×10－3WbD．线圈转动的角速度为50πrad/s2.(2022·广东卷·4)如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图．定子是仅匝数n不同的两线圈，n1>n2，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流．不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是()A．两线圈产生的电动势的有效值相等B．两线圈产生的交变电流频率相等C．两线圈产生的电动势同时达到最大值D．两电阻消耗的电功率相等3．一只低压电源输出的交变电压为U＝10eq\r(2)sin314t(V)，π取，以下说法正确的是()A．这只电源可以使“10V2W”的灯泡正常发光B．这只电源的交变电压的周期是314sC．这只电源在t＝s时电压达到最大值D．“10V2μF”的电容器可以接在这只电源上4．(多选)(2023·福建龙岩市第一中学模拟)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则()A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C．曲线b表示的交变电动势有效值为10VD．曲线a表示的交变电动势频率为25Hz5．(2018·全国卷Ⅲ·16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正．该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示．则Q方∶Q正等于()A．1∶eq\r(2) B.eq\r(2)∶1C．1∶2 D．2∶16．(2023·福建厦门市模拟)如图所示是一台发电机的模型图，面积为m2的正方形线圈从中性面开始以角速度ω＝10πrad/s绕OO′轴匀速转动，线圈共100匝，总电阻为2Ω.线圈所在处的匀强磁场的磁感应强度大小B＝eq\f(1,π)T，外电路中理想二极管与电阻R串联，R＝8Ω，电流表为理想电表．则下列说法正确的是()A．电流表的示数为eq\f(\r(2),2)AB．在一个周期内，电阻R上产生的热量为JC．单匝线圈的AB边受到的安培力最大值为eq\f(10,π)ND．在一个周期内，外力对发电机做的功为1J7．(多选)如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度大小为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，若图示位置为初始时刻，则()A．感应电动势的最大值为2π2Bnr2B．从图示位置起到转过eq\f(1,4)转的时间内，负载电阻R上产生的热量为eq\f(π4B2nr4,8R)C．从图示位置起到转过eq\f(1,4)转的时间内，通过负载电阻R的电荷量为eq\f(πBr2,2R)D．电流表的示数为eq\f(π2r2nB,2R)8．(多选)(2023·陕西咸阳市模拟)如图所示，发电机内部线圈处于磁体和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，磁体的N、S极间的过渡区域宽度很小，可忽略不计．线圈的匝数为N、面积为S、总电阻为r，线圈所在位置的磁感应强度大小为B.当线圈以角速度ω匀速转动时，额定电压为U、电阻为R的小灯泡在电路中恰能正常发光，则()A．发电机输出的电流为矩形波交流电B．灯泡两端电压U＝eq\f(\r(2),2)NBSωC．感应电动势的有效值是(1＋eq\f(r,R))UD．转动过程中穿过线圈的磁通量始终为零9．(多选)如图甲所示，电阻不计、面积S＝m2的固定矩形线圈水平放置，与线圈平面垂直的空间有均匀分布的匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示．此时与线圈连接的额定电压是40V的灯泡正常发光，氖泡两端瞬时电压达到40V时开始发光．下列说法正确的是(不计灯丝电阻随温度的变化)()A．氖泡两端电压的瞬时值表达式为u＝40eq\r(2)·cos100πt(V)B．矩形线圈匝数N＝50匝C．氖泡的发光频率为50HzD．若将氖泡换成一个耐压值为40V的电容器，电容器可以安全工作10.如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨，水平地放置在竖直向上且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻．一有效电阻为r、质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力F作用下从t＝0时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为v＝vmsinωt，不计导轨电阻．求：(1)从t＝0到t＝eq\f(2π,ω)时间内，电阻R上产生的热量；(2)从t＝0到t＝eq\f(2π,ω)时间内，外力F所做的功．11.(2023·山东德州市模拟)如图所示，坐标系xOy的第一、四象限的两块区域内分别存在垂直纸面向里、向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为T，两块区域曲线边界的曲线方程为y＝2πx(m)(0≤x≤m)．现有一单匝矩形导线框abcd在拉力F的作用下，从图示位置开始沿x轴正方向以2m/s的速度做匀速直线运动，已知导线框长为1m、宽为m、总电阻为1Ω，开始时bc边与y轴重合．则导线框穿过两块区域的整个过程拉力F做的功为()A．J B．JC．J D．J12．(多选)如图所示的正方形线框abcd的边长为L，每边电阻均为r，在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω匀速转动，c、d两点与一阻值为r的电阻相连，各表均可视