高考总复习物理（人教版）练习第11章交变电流传感器第1讲交变电流的产生和描述（模拟演练）

第十一章第一讲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()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：选ADA对：t＝0时，Φ＝0，故线圈平面平行于磁感线．B错：线圈每经过一次中性面电流的方向改变一次，线圈经过中性面时，磁通量最大，故在t＝0.5s、1．5s时线圈中的电流改变方向．在t＝1s时线圈平面平行于磁感线，线圈中的电流方向不变．C错：线圈在磁场中转动，磁通量最大时，感应电动势为0，磁通量为0时，感应电动势最大，故t＝1．5s时，感应电动势为0.D对：线圈中感应电动势的最大值Em＝nBωS＝nωΦm＝neq\f(2π,T)Φm＝100×eq\f(2π,2)×0.04V＝4πV，有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝2eq\r(2)πV，故在一个周期内线圈产生的热量Q＝eq\f(E2,R)T＝eq\f(2\r(2)π2,2)×2J＝8π2J.2．(2018·山西忻州一中等四校联考)(多选)如图甲所示，一单匝圆形闭合导线框半径为r，线框电阻为R，连接一交流电流表(内阻不计)．线框内充满匀强磁场，已知该磁场磁感应强度B随时间按正弦规律变化，如图乙所示(规定向下为B的正方向)，则下列说法正确的是()A．0.005s时线框中的感应电流最大B．0.01s时线框中感应电流方向从上往下看为顺时针方向C．0.015s时电流表的示数为零D．0～0.02s内闭合导线框上产生的热量为eq\f(π4r4,R)解析：选BD线圈中的感应电动势为E＝πr2eq\f(ΔB,Δt)，感应电流为i＝eq\f(πr2,R)·eq\f(ΔB,Δt)，在0.005s，eq\f(ΔB,Δt)＝0，则i＝0，A项错；由楞次定律知在0.01s时感应电流方向为顺时针方向(从上往下看)，B项正确；交流电流表测量的是交变电流的有效值，C项错；感应电动势的峰值为Em＝Bmπr2eq\f(2π,T)，一个周期导线框上产生的热量为Q＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Em,\r(2))))2,R)T＝eq\f(π4r4,R)，D项正确．3．(2018·江西红色七校第二次联考)(多选)如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，线框转过eq\f(π,6)时的感应电流为I，下列说法正确的是()A．线框中感应电流的有效值为2IB．转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为eq\f(2IR,ω)C．从中性面开始转过eq\f(π,2)的过程中，通过导线某横截面的电荷量为eq\f(2I,ω)D．线框转一周的过程中，产生的热量为eq\f(2πRI2,ω)解析：选BCe＝BSωsinωt，i＝eq\f(e,R)＝eq\f(BSω,R)sinωt即Im＝eq\f(BSω,R)＝2I当ωt＝eq\f(π,6)时，I＝eq\f(BSω,R)sineq\f(π,6)，即I＝eq\f(BSω,2R)，I有效＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\r(2)I，A错误；Em＝BSω＝Φmω＝2IR，解得Φm＝eq\f(2IR,ω)，B正确；从中性面开始转过eq\f(π,2)的过程中，通过导线某横截面的电荷量q＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(BS,R)＝eq\f(2I,ω)，C正确；线框转一周的过程中，产生的热量为Q＝(eq\r(2)I)2R·eq\f(2π,ω)＝eq\f(4πI2R,ω)，D错误．4．(2016·全国卷Ⅲ)(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()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解析：选BC当导线框进入磁场时，两导线框切割磁感线的有效长度不变，又匀速旋转切割磁感线，根据E＝BRv＝BR(eq\f(1,2)ωR)＝eq\f(1,2)BR2ω，可得产生的感应电动势恒定，故产生恒定的电流，不是正弦式交流电，选项A错误；感应电流的周期和导线框的运动周期相等，两导线框中感应电流的周期都等于T，选项B正确；在t＝eq\f(T,8)时，两导线框中产生的感应电动势相等，都等于E＝eq\f(1,2)BR2ω，选项C正确；导线框