课时跟踪检测（三十七） 交变电流的产生及描述

课时跟踪检测（三十七）交变电流的产生及描述1．下图是交流发电机的示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上；导体制成的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接，线圈按逆时针方向匀速转动依次经过如图所示四个位置的过程中，下列说法正确的是()A．经甲图所示位置时，穿过线圈的磁通量为零B．经乙图所示位置时，通过线圈的电流改变方向C．经丙图所示位置时，通过线圈的电流最大D．经丁图所示位置时，穿过线圈的磁通量的变化率最大解析：选D题甲与丙图中，线圈在中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，穿过线圈的磁通量的变化率为0，通过线圈的电流为0，故A、C错误；题乙与丁图中，AB和CD边运动方向与磁感线方向垂直，切割磁感线，产生的感应电流最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，通过线圈的电流不改变方向，故B错误，D正确。2．(多选)如图，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一面积为S的矩形单匝闭合导线框abcd，ab边与磁场方向垂直，线框的电阻为R。使线框以恒定角速度ω绕过ab、bc中点的轴旋转。下列说法正确的是()A．线框abcd中感应电动势的最大值是BSωB．线框abcd中感应电动势的有效值是BSωC．线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大D．线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大解析：选AC线框abcd中感应电动势的最大值是BSω，故A正确，B错误；线框平面与磁场方向平行时，感应电动势最大，流经线框的电流最大，故C正确，D错误。3．一电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如下图所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是()解析：选D选项A、B中交变电流的有效值都为eq\r(2)A，选项C中恒定电流的大小为1.5A，选项D中交变电流的有效值为2A，根据热量的表达式Q＝I2Rt知，在相同时间内D项的电流产生热量最大，选项D正确。4．如图所示为一交流电电流随时间变化的图像，此交流电电流的有效值为()A．7A B．5AC．3.5eq\r(2)A D．3.5A解析：选B根据有效值的定义有：(4eq\r(2)A)2R×0.02s＋(3eq\r(2)A)2R×0.02s＝I2R×0.04s，解得I＝5A。5．A、B是两个完全相同的电热器，A中通以图甲所示的方波交变电流，B中通以图乙所示的正弦式交变电流，则两电热器的电功率PA∶PB等于()A．5∶4 B．3∶2C．eq\r(2)∶1 D．2∶1解析：选A根据电流有效值的定义可知I02Req\f(T,2)＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(I0,2)))2Req\f(T,2)＝IA2RT，解得有效值IA＝eq\r(\f(5,8))I0，同理可求得IB＝eq\f(I0,\r(2))，根据功率的计算公式P＝I2R可得PA∶PB＝IA2∶IB2＝5∶4，故A正确。6.如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连。现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动。下列说法正确的是()A．将交流电流表串联到电路中，其示数随时间按余弦规律变化B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且Em＝NBSωD．线圈从中性面位置每转过半圈，穿过线圈的磁通量变化量为零解析：选C交流电流表测量的是交变电流的有效值，不随时间变化，故A错误；根据e＝NBSωcosωt可知，线圈转动的角速度越大，产生的感应电动势越大，通过电阻R的电流越大，故B错误；题图所示位置，线圈平面与磁场平行，产生的感应电动势最大，最大值为Em＝NBSω，故C正确；线圈从中性面位置每转过半圈，穿过线圈的磁通量变化量为2BS，故D错误。7．在匀强磁场中，一个100匝的矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，线圈外接定值电阻和理想交流电流表，如图甲所示。穿过该线圈的磁通量按正弦规律变化，如图乙所示。已知线圈的总电阻为2Ω，定值电阻R＝8Ω。下列说法正确的是()A．电动势的瞬时值表达式为e＝4eq\r(2)πsinπt(V)B．电流表的示数最小为0C．一个周期内产生的热量约为32JD．0.5～1.5s的时间内，通过线圈横截面的电荷量为0解析：选C感应电动势的最大值为Em＝NBSω＝NΦmω＝NФm·eq\f(2π,T)＝4eq\r(2)πV，线圈电动势的瞬时值表达式为e＝4eq\r(2)πcosπt(V)，故A错误；电流表的示数为交变电流的有效值，I＝eq\f(Em,\r(2)R＋r)＝eq\f(4\r(2)π,\r(2)8＋2)A＝0.4πA，故B错误；一个周期内产生的热量为Q＝I2(R＋r)T＝(0.4π)2×(8＋2)×2J≈32J，故C正确；由题图乙可知，0.5～1.5s的时间内，磁通量的变化量ΔΦ＝2Φm＝8eq\r(2)×10－2Wb，则通过线圈横截面的电荷量为q＝eq\x\to(I)t＝eq\f(\x\to(E),R＋r)t＝eq\f(NΔΦ,R＋r)＝eq\f(100×8\r(2)×10－2,10)C＝eq\f(4,5)eq\r(2)C，故D错误。8．(多选)如图甲所示的电路中，电阻R1＝R2＝R，和R1并联的D是理想二极管(正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大)，在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压(电压为正值时，UAB>0)。由此可知()A．在A、B之间所加的交变电压的周期为2×10－2sB．在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u＝220eq\r(2)sin50πt(V)C．加在R1上电压的有效值为55eq\r(2)VD．加在R1上电压的有效值为55eq\r(10)V解析：选AC由题图乙可知，交变电压的周期为T＝2×10－2s，故选项A正确；交变电压瞬时值的表达式为u＝220eq\r(2)sineq\f(2π,T)(V)＝220eq\r(2)sin100πt(V)，故选项B错误；电压值取正值时，即在前半个周期内，二极管电阻为零，R1被短路，电压值取负值时，即在