高考物理第一轮复习第32讲　交变电流的产生及描述（含解析）

高考物理第一轮复习第32讲　交变电流的产生及描述（含解析）

‎ 课时作业(三十二)　[第32讲　交变电流的产生及描述]‎ ‎1．2012·佛山二模(双选)如图K32－1所示，线圈在磁场中匀速转动产生交变电流，以下相关说法中正确的是(　　)‎ 甲　　　　　　乙　　　　　　丙　　　　　　丁 图K32－1‎ A．线圈在甲、丙图所示位置时，磁通量变化率最大 B．线圈在乙、丁图所示位置时，产生的电流最大 C．线圈平面经过甲、丙图所示位置时，电流的方向都要改变一次 D．线圈每转动一周，电流方向改变一次 ‎2．2012·泉州模拟如图K32－2所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsinωt的是(　　)‎ A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D 图K32－2‎ ‎3．2013·广东调研如图K32－3所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，关于这两个正弦交流电，下列说法不正确的是(　　)‎ 图K32－3‎ A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为3∶2‎ C．交流电a的瞬时值为u＝10sin5πt V D．交流电b的最大值为V ‎4．2012·东莞调研(双选)理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图K32－4所示．副线圈仅接入一个10 Ω的电阻，下列说法正确的是(　　)‎ 图K32－4‎ A．原线圈的输入电压与副线圈的输出电压之比为5∶11‎ B．原线圈的输入电流与副线圈的输出电流之比为5∶11‎ C．该交流电的周期为3×10－2 s D．流过电阻的电流是‎10 A ‎5. 2012·贵阳质检如图K32－5所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，则在t＝时刻(　　)‎ 图K32－5‎ A．线圈中的感应电动势最小 B．线圈中的感应电流最大 C．穿过线圈的磁通量最大 D．穿过线圈的磁通量的变化率最小 ‎6. 2012·中山模拟如图K32－6甲所示，电阻R的阻值为50 Ω，在a、b间加上如图乙所示的正弦交流电，则下列说法中不正确的是(　　)‎ 图K32－6‎ A．电阻R的功率为200 W B．电流表示数为‎2 A C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/s D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍 图K32－7‎ ‎7．2012·合肥模拟在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd.线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合．线圈平面与磁场方向垂直．从t＝0时刻起，线圈以恒定角速度ω＝绕cd边按如图K32－7所示的方向转动，规定线圈中电流沿abcda方向为正方向，则从t＝0到t＝T时间内，线圈中的电流i随时间t变化关系图象为图K32－8中的(　　)‎ 图K32－8‎ ‎8．2012·西城期末如图K32－9所示，单匝矩形金属线圈ABCD在匀强磁场中绕转轴OO′匀速转动．转轴OO′过AD边和BC边的中点．若从图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系可以表示为Φ＝0.1cos20πt(Wb)，时间t的单位为s.已知矩形线圈电阻为2.0 Ω.下列说法正确的是(　　)‎ 图K32－9‎ A．线圈中电流的有效值约为‎3.14 A B．穿过线圈的磁通量的最大值为0.1 Wb C．在任意1 s时间内，线圈中电流的方向改变10次 D．在任意1 s时间内，线圈克服安培力所做的功约为9.86 J ‎9．2012·衡水调考(双选)如图K32－10所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，内阻为r，绕垂直磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动，从图示位置转90°的过程中，下列说法正确的是(　　)‎ 图K32－10‎ A．通过电阻R的电荷量Q＝ B．通过电阻R的电荷量Q＝ C．外力做功平均功率P＝ D．从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为e＝NBSωsinωt 课时作业(三十二)‎ ‎1．BC　[解析] 线圈在甲、丙图所示位置时，处于中性面，磁通量最大，磁通量的变化率为0，线圈每经过这里一次，就会改变电流方向，A错，C对；线圈在乙、丁图所示位置时，线圈平面与磁感线平行，磁通量为0，产生感应电动势最大，感应电流也最大，B对；线圈每转动一周，分别在甲图和丙图两个位置各改变一次运动方向，D错．‎ ‎2．A　[解析] 根据正弦交变电流的产生条件可知，图A可以；其余三个图均无电流产生．‎ ‎3．A　[解析] t＝0时刻线圈处于中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，选项A错误；由题中图象可知交流电a、b周期之比是2∶3，故线圈先后两次转速之比为3∶2，选项B正确；交流电a的瞬时值为u＝Umsinωt＝10sint V＝10sin 5πt V，选项C正确；又由Um＝nBSω可知Ubm＝Uam＝×10 V＝ V，选项D正确．‎ ‎4．BD　[解析] 由电压器原、副线圈电压与匝数成正比，电流与匝数成反比知，A错，B对；又依图知交流电的周期为2×10－2s，C错；又依图知输入电压的有效值为220 V，所以输出电压为100 V，由I2＝得，I2＝‎10 A，D对．‎ ‎5．B　[解析] 经过时间t＝，线圈转过的角度为π，则该时刻磁通量为零，左、右两个边的速度刚好与磁感线垂直，由电动势E＝BLv得此刻穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，产生的感应电动势最大，线圈中的感应电流最大，选项B正确，选项A、C、D错误．‎ ‎6．C　[解析] 由图象可知，正弦交流电的有效值U＝ V＝100 V，由P＝得P＝ W＝200 W，选项A正确；由I＝得I＝‎2 A，选项B正确；周期T＝0.02 s，故角速度ω＝＝314 rad/s，选项C错误；由ω＝2πn，Em＝BSω知：当转速n增大一倍时，Em增大一倍，电流表示数增大一倍，选项D正确．‎ ‎7．B　[解析] 在0～内，线圈在匀强磁场中匀速转动，故产生正弦式交流电，由楞次定律知，电流方向沿adcba，在～T内，线圈中无感应电流；在T时，ab边垂直切割磁感线，感应电流最大，且电流方向沿abcda，故只有B项正确．‎ ‎8．D　[解析] 由Φ＝0.1cos20πt(Wb)可知，线圈转动的角速度ω＝20π rad/s，穿过线圈的磁通量的最大值为Φm＝BS＝0.1 Wb，选项B错误；线圈中感应电动势的瞬时表达式为e＝BSωsin20πt(V)＝2πsin20πt(V)，感应电流的瞬时表达式为i＝＝πsin20πt(A)，故线圈中电流的最大值约为‎3.14 A，选项A错误；周期T＝＝0.1 s，因为每个周期内线圈中的电流方向改变2次，所以任意1 s内，线圈中电流的方向改变20次，选项C错误；线圈克服安培力所做的功等于线框中消耗的电能，故在任意1 s时间内，线圈克服安培力所做的功约为W＝IRt＝×2×1 J＝9.86 J，选项D正确．‎ ‎9．BC　[解析] Q＝IΔt＝N·Δt＝N＝，选项A错误，选项B正确；外力做功的平均功率等于电路消耗的电功率，即P＝＝·＝，选项C正确；从图示位置开始计时，t＝0时，e＝Em＝NBSω，故感应电动势随时间按余弦规律变化，即e＝NBSωcosωt，选项D错误．‎