2019版高考物理一轮复习 第十一章 交变电流 传感器 课后分级演练31 交变电流的产生及描述.doc
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1、1课后分级演练课后分级演练( (三十一三十一) ) 交变电流的产生及描述交变电流的产生及描述【A 级基础练】1图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动,不能产生正弦式交变电流的是( )解析:C 选项 C 情况下,穿过线圈的磁通量始终为零,不能产生正弦式交变电流,而A、B、D 情况均可产生,故选 C.2.如图所示的空间存在一匀强磁场,其方向为垂直于纸面向里,磁场的右边界为MN,在MN右侧有一矩形金属线圈abcd,ab边与MN重合现使线圈以ab边为轴按图示方向匀速转动(从上往下看为顺时针转动),将a、b两端连到示波器的输入端,若ab边中电流从a到b为正,则从示波器观察到的ab中电流随
2、时间变化的图形是( )解析:D 本题可将右侧磁场补全,即矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,会产生正弦式交流电,由楞次定律可知:从中性面开始,电流从 0 开始,沿负向,可画出完整电流随时间变化的图形,在此基础上,去掉右侧磁场,故电流仅在左侧磁场中切割磁感线而产生电流,故选项 D 正确3.(多选)(2017天津理综)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2 ,则( )At0 时,线圈平面平行于磁感线Bt1 s 时,线圈中的电流改变方向Ct1.5 s 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
3、为 82 J解析:AD 本题考查正弦交流电的产生、有效值,焦耳热由t图可知,t0 时,0,则线圈平面平行于磁感线,选项 A 正确;t1 s 时0,此时电动势最大,t0.5 s 和t1.5 s 时,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EmnBSnm4 V,有效值EEm2 V,一个周期内2 T2222线圈产生的热量QT82 J,D 正确E2 R4(多选)(2017山西五校四联)如图甲所示,一台线圈内阻为 2 的小型发电机外接一只电阻为 10 的灯泡,发电机内匀强磁场的磁感应强度为 T,线圈的面积为 0.01 2m2,发电机正常工作时灯泡的电流i随时间t变化
4、的正弦规律图象如图乙所示下列说法正确的是( )At0.05 s 时,穿过线圈的磁通量为零Bt0.05 s 时,理想交流电压表的示数为 30 VC发电机内线圈的匝数为 240D发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 9 J解析:AB 由图乙可知t0.05 s 时,发电机的输出电流为最大值,此时线圈平面与中性面垂直,磁通量为零,A 正确由图乙可知电流的有效值I3 A,理想交流电压表的示数U310 V30 V,B 项正确由图乙可知,电流最大值为 3 A,则发电机产生的2感应电动势最大值EmnBS(2 10 )3 A36 V,又B T,S0.01 222m2,10 rad/s,得n360,C 项错误Q32
5、21 J18 J,D 项错误2 T5.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.BL2 2R2BL22RC.D.2BL24RBL2 4R解析:D 线框进入磁场和穿出磁场产生的感应电动势均为EBL2,产生感应电动1 2势的时间均为 ,由一个周期产生的电热Q()2R 2I2RT,解得I,选 D.T 8BL2 2RT 8BL2 4R6如图甲所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd中点的轴OO3以角速度逆时针匀速转动若以线
6、圈平面与磁场夹角45时(如图乙)为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正则下列四幅图中正确的是( )解析:D 解法一:矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,产生的电流按正弦规律变化,由于t0 时,线圈的转动方向如图乙,由右手定则判断可得,此时ad中电流方向为由a到d,线圈中电流方向为adcba,与规定的电流正方向相反,电流为负值又因为此时ad、bc两边的切割速度方向与磁场方向成 45夹角,由E2Blv,可得E2BlvEm,即此时的电动势为最大值的倍,电流当然也是最222222大值的倍,由图乙还能观察到,线圈在接下来 45的转动过程中,ad、bc两边的切割速22度越来越小,
7、所以感应电动势应减小,感应电流应减小故 D 正确,A、B、C 错误解法二:还可以用排除法解题因计时起点时刻对应45,即t0 时,线圈中感应电流不为零,也不是最大,故 A、B 错误;当线圈再转过 45时,线圈处于中性面位置,即此时感应电流为零,故 D 正确,C 错误7.如图所示电路,电阻R1与电阻R2串联接在交变电源上,且R1R210 ,正弦交流电的表达式为u20sin 100t(V),2R1和理想二极管D(正向电阻可看做零,反向电阻可看做无穷大)并联,则R2上的电功率为( )A10 WB15 WC25 WD30 W解析:C 由图可知,当A端输出电流为正时,R1被短路,则此时R2上电压有效值为:
8、U220 V,当B端输出电流为正时,R1、R2串联,则R2两端电压有效值为Um24U210 V,则在一个周期内的电压有效值为: T解得:U5U2 2U22 R2T 2U2 2 R2T 2U2 R2V 则有:P2 W25 W.10U2 R2250 108(多选)如图所示,某电路上接有保险丝、交流电压表、 “220 V 900 W”的电饭锅及“220 V 200 W”的抽油烟机现接入311sin 100t(V)的交流电,下列说法正确的是( )A交流电压表的示数为 311 VB1 s 内流过保险丝的电流方向改变 100 次C电饭锅的热功率是抽油烟机热功率的 4.5 倍D为保证电路正常工作,保险丝的额
9、定电流不能小于 5 A解析:BD 由u311sin 100t(V)知,电压最大值Um311 V,f Hz50 100 2Hz,1 s 内电流方向改变 100 次,电压有效值为U220 V,故选项 A 错误,B 正确;电Um2饭锅的功率为抽油烟机功率的 4.5 倍,但抽油烟机不是纯电阻元件,其热功率小于 200 W,故选项 C 错误;电路正常工作时的总功率P1 100 W,有I A5 A,故选P U1 100 220项 D 正确9如图甲所示,N匝矩形线框以角速度在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕轴OO匀速转动,线框面积为S,线框的电阻不计,外电路接有开关、理想电压表、电阻为R的灯泡L和电容器C,
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- 2019 高考 物理 一轮 复习 第十一 章交变 电流传感器 课后 分级 演练 31 电流 产生 描述
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