高考物理大一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 第30讲 交变电流的产生及其变化规律实战演练试题

第十一章第30讲交变电流的产生及其变化规律1．(2017·天津卷)(多选)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为2Ω，则(AD)A．t＝0时，线圈平面平行于磁感线B．t＝1s时，线圈中的电流改变方向C．t＝1.5s时，线圈中的感应电动势最大D．一个周期内，线圈产生的热量为8π2J解析由Φ－t图可知，t＝0时，Φ＝0，则线圈平面平行于磁感线，选项A正确；t＝1s时Φ＝0，此时电动势最大，t＝0.5s和t＝1.5s时，Φ最大，此时电动势为0，电流改变方向，选项B、C错误；交流电电动势的最大值Em＝nBSω＝nΦmeq\f(2π,T)＝4πV，有效值E＝eq\f(\r(2),2)Em＝2eq\r(2)πV，一个周期内线圈产生的热量Q＝eq\f(E2,R)·T＝8π2J，选项D正确．2．(多选)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，则(BC)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相等解析当导线框N完全进入磁场后，通过线框的磁通量将不变，故无感应电流产生，因此它不会产生正弦交流电，选项A错误；导线框每转动一圈，产生的感应电流的变化为一个周期，选项B正确；在t＝eq\f(T,8)时，导线框转过角度为45°，切割磁感线的有效长度相同，均为绕圆心的转动切割形式，设圆弧半径为R，则感应电动势均为E＝eq\f(1,2)BR2ω，选项C正确；导线框N转动的一个周期内，有半个周期无感应电流产生，所以两导线框的感应电动势的有效值并不相同，由闭合电路欧姆定律可知，两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值一定不相同，选项D错误．3．小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所示．矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压(D)A．峰值是e0 B．峰值是2e0C．有效值是eq\f(\r(2),2)Ne0 D．有效值eq\r(2)Ne0解析因每匝矩形线圈ab边和cd过产生的电动势的最大值都是e0，每匝中ab和cd串联，故每匝线圈产生的电动势的最大值为2e0.N匝线圈串联，整个线圈中感应电动势的最大值为2Ne0，因线圈中产生的是正弦交流电，则发电机输出电压的有效值E＝eq\r(2)Ne0，故选项D正确．4．(多选)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象如图乙中曲线a、b所示，则(AC)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a表示的交变电动势频率为25HzD．曲线b表示的交变电动势有效值为10V解析t＝0时刻，两次产生的交流电的电动势瞬时值均为零，因此线圈平面均与中性面重合，选项A正确；图中a、b对应的周期之比为2∶3，因此线圈转速之比na∶nb＝eq\f(1,Ta)∶eq\f(1,Tb)＝3∶2，选项B错误；a线表示的交流电动势的频率为fa＝eq\f(1,Ta)＝eq\f(1,4×10－2)Hz＝25Hz，选项C正确；a线对应线圈相应的电动势的最大值Eam＝NBS·eq\f(2π,Ta)，由图象知Eam＝15V，b线对应线圈相应的电动势的最大值Ebm＝NBS·eq\f(2π,Tb)，因此eq\f(Ebm,Eam)＝eq\f(Ta,Tb)＝eq\f(2,3)，Ebm＝10V，有效值Eb＝eq\f(10,\r(2))V＝5eq\r(2)V，选项D错误．5．(2018·浙江杭州模拟)如图所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A、B间加一正弦交流电u＝20eq\r(2)sin100πtV，则加在R2上的电压有效值为(D)A．10V B．20VC．15V D．5eq\r(10)V解析电压值取正值时，即在前半个周期内，二极管电阻为零，R2上的电压等于输入电压值，电压值取负值时，即在后半周期内，二极管电阻无穷大可看作断路，R2上的电压等于输入电压值的一半，据此可设加在R2的电压有效值为U，根据电流的热效应，在一个周期内满足eq\f(U2,R)T＝eq\f(202,R)eq\f(T,2)＋eq\f(102,R)eq\f(T,2)，可求出U＝5eq\r(10)V．故选项D正确．6．(2017·江苏卷)(多选)某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则(BD)A．电感L1的作用是通高频 B．电容C2的作用是通高频C．扬声器甲用于输出高频成分 D．