（全国版）2019版高考物理一轮复习 第12章 交变电流 传感器 45 交变电流的产生和描述能力训练.doc

45 交变电流的产生和描述 1．(2017·湖北重点中学测试)如图甲所示，在匀强磁场中，两个匝数相同的正方形金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间t变化的图象如图乙中曲线a、b所示，则(　　) A．t＝0时刻，两线圈均处于垂直于中性面的位置 B．a、b对应的线圈转速之比为23 C．a、b对应的两线圈面积之比为11 D．若只改变两线圈的形状(匝数不变)，则两线圈电动势的有效值之比一定不变 答案　C 解析　t＝0时刻，两线圈感应电动势均为零，故两线圈均处于中性面的位置，A错误；由图线可知，两线圈的周期之比TaTb＝23；故根据n＝可知a、b对应的线圈转速之比为32，B错误；根据Em＝NBSω，＝＝；＝＝；则＝·＝，C正确；若只改变两线圈的形状(匝数不变)，则两线圈的面积要变化，故感应电动势的最大值要变化，电动势的有效值之比一定变化，D错误。 2. 一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36 Ω。磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为(　　) A.×10－5 A B.×10－5 A C.×10－5 A D.×10－5 A 答案　B 解析　由法拉第电磁感应定律和欧姆定律可得 E＝＝·S，I＝＝· 在0～3 s内，I1＝× A＝2×10－5 A 3～5 s内，I2＝× A＝－3×10－5 A 于是可作出i随时间变化的图象如图所示。 由有效值的定义，Q直＝Q交，IRt1＋IRt2＝I2Rt， 其中t1＝3 s，t2＝2 s，t＝t1＋t2。代入数据，解得I＝×10－5 A，故B选项正确。 3．如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为(　　) A. B. C. D. 答案　D 解析　线框的转动周期为T，而线框转动一周只有的时间内有感应电流，此时感应电流的大小为：I＝＝，根据电流的热效应有：2R·＝IRT，解得I有＝，故D正确。 4．(2017·忻州模拟)(多选)如图所示，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2 Ω。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1 A。那么(　　) A．线圈消耗的电功率为4 W B．线圈中感应电流的有效值为2 A C．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cost D．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝sint 答案　AC 解析　线圈转动的角速度ω＝，线圈平面从与磁场方向平行开始计时，当转过60°时，电流的瞬时值表达式为i＝Imcos60°＝1 A，解得Im＝2 A，则正弦交变电流的有效值为I＝＝ A，B错误；线圈消耗的电功率P＝I2R＝4 W，A正确；由欧姆定律可知，感应电动势最大值为Em＝ImR＝4 V，所以其瞬时值表达式为e＝4cost，C正确；通过线圈的磁通量Φ＝Φmsinωt＝Φmsint，感应电动势的最大值Em＝BSω＝Φm×，Φm＝，联立解得Φ＝sint，D错误。 5．(多选)图甲为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连，在某一风速时，传感器显示如图乙所示，则(　　) A．磁铁的转速为10 r/s B．线圈两端电压的有效值为6 V C．交流的电压表达式为u＝12sin5πt(V) D．该交流电可以直接加在击穿电压为9 V的电容器上 答案　BC 解析　电压的周期为T＝0.4 s，故磁体的转速为n＝＝＝2.5 r/s，故A错误；通过乙图可知电压的最大值为12 V，故有效值U＝＝ V＝6 V，故B正确；周期T＝0.4 s，故ω＝＝ rad/s＝5π rad/s，故电压的表达式为U＝12sin5πt(V)，故C正确；交流电的最大值为12 V，大于电容器的击穿电压，故D错误。 6．(2017·山东泰安检测)(多选)如图甲的电路中，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，UAB0)。由此可知(　　) A．在A、B之间所加的交变电压的周期为2×10－2 s B．在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u＝220sin50πt(V) C．加在R1上电压的有效值为55 V D．加在R1上电压的有效值为55 V 答案　AC 解析　由图象可得交流电的周期为：T＝2×10－2 s，故A正确。电压最大值为：Um＝220 V，电压的瞬时值表达式为：u＝Umsinωt＝220sint＝220sin100πt(V)，故B错误；当电源在正半轴时A点电势高