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1、
2022年高考物理一輪復習方案 第32講 交變電流的產生及描述(含解析)
1.xx·佛山二模(雙選)如圖K32-1所示,線圈在磁場中勻速轉動產生交變電流,以下相關說法中正確的是( )
甲 乙 丙 丁
圖K32-1
A.線圈在甲、丙圖所示位置時,磁通量變化率最大
B.線圈在乙、丁圖所示位置時,產生的電流最大
C.線圈平面經(jīng)過甲、丙圖所示位置時,電流的方向都要改變一次
D.線圈每轉動一周,電流方向改變一次
2.xx·泉州模擬如圖K32-2所示,面積均為S的線圈均繞其對稱軸或中心軸在磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度ω勻速轉
2、動,能產生正弦交變電動勢e=BSωsinωt的是( )
A B
C D
圖K32-2
3.xx·廣東調研如圖K32-3所示,圖線a是線圈在勻強磁場中勻速轉動時所產生正弦交流電的圖象,當調整線圈轉速后,所產生正弦交流電的圖象如圖線b所示,關于這兩個正弦交流電,下列說法不正確的是( )
圖K32-3
A.在圖中t=0時刻穿過線圈的磁通量均為零
B.線圈先后兩次轉速之比為3∶2
C.交流電a的瞬時值為u=10sin5πt V
D.交流電b的最大值為V
4.xx·東莞調研(雙選)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=11∶5.原線圈與
3、正弦交變電源連接,輸入電壓u如圖K32-4所示.副線圈僅接入一個10 Ω的電阻,下列說法正確的是( )
圖K32-4
A.原線圈的輸入電壓與副線圈的輸出電壓之比為5∶11
B.原線圈的輸入電流與副線圈的輸出電流之比為5∶11
C.該交流電的周期為3×10-2 s
D.流過電阻的電流是10 A
5. xx·貴陽質檢如圖K32-5所示,一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸OO′以恒定的角速度ω轉動,從線圈平面與磁場方向平行的位置開始計時,則在t=時刻( )
圖K32-5
A.線圈中的感應電動勢最小
B.線圈中的感應電流最大
C.穿過線圈的磁通量最大
D
4、.穿過線圈的磁通量的變化率最小
6. xx·中山模擬如圖K32-6甲所示,電阻R的阻值為50 Ω,在a、b間加上如圖乙所示的正弦交流電,則下列說法中不正確的是( )
圖K32-6
A.電阻R的功率為200 W
B.電流表示數(shù)為2 A
C.產生該交流電的線圈在磁場中轉動的角速度為3.14 rad/s
D.如果產生該交流電的線圈轉速提高一倍,則電流表的示數(shù)也增大一倍
圖K32-7
7.xx·合肥模擬在垂直紙面向里的有界勻強磁場中放置了矩形線圈abcd.線圈cd邊沿豎直方向且與磁場的右邊界重合.線圈平面與磁場方向垂直.從t=0時刻起,線圈以恒定角速度ω=
5、繞cd邊按如圖K32-7所示的方向轉動,規(guī)定線圈中電流沿abcda方向為正方向,則從t=0到t=T時間內,線圈中的電流i隨時間t變化關系圖象為圖K32-8中的( )
圖K32-8
8.xx·西城期末如圖K32-9所示,單匝矩形金屬線圈ABCD在勻強磁場中繞轉軸OO′勻速轉動.轉軸OO′過AD邊和BC邊的中點.若從圖示位置開始計時,穿過線圈的磁通量Φ隨時間t的變化關系可以表示為Φ=0.1cos20πt(Wb),時間t的單位為s.已知矩形線圈電阻為2.0 Ω.下列說法正確的是( )
圖K32-9
A.線圈中電流的有效值約為3.14 A
B.穿過線圈的磁通量的最大值為0
6、.1 Wb
C.在任意1 s時間內,線圈中電流的方向改變10次
D.在任意1 s時間內,線圈克服安培力所做的功約為9.86 J
9.xx·衡水調考(雙選)如圖K32-10所示,有一矩形線圈,面積為S,匝數(shù)為N,內阻為r,繞垂直磁感線的對稱軸OO′以角速度ω勻速轉動,從圖示位置轉90°的過程中,下列說法正確的是( )
圖K32-10
A.通過電阻R的電荷量Q=
B.通過電阻R的電荷量Q=
C.外力做功平均功率P=
D.從圖示位置開始計時,則感應電動勢隨時間變化的規(guī)律為e=NBSωsinωt
課時作業(yè)(三十二)
1.BC [解析] 線圈在甲、丙圖所示位
7、置時,處于中性面,磁通量最大,磁通量的變化率為0,線圈每經(jīng)過這里一次,就會改變電流方向,A錯,C對;線圈在乙、丁圖所示位置時,線圈平面與磁感線平行,磁通量為0,產生感應電動勢最大,感應電流也最大,B對;線圈每轉動一周,分別在甲圖和丙圖兩個位置各改變一次運動方向,D錯.
2.A [解析] 根據(jù)正弦交變電流的產生條件可知,圖A可以;其余三個圖均無電流產生.
3.A [解析] t=0時刻線圈處于中性面位置,穿過線圈的磁通量最大,選項A錯誤;由題中圖象可知交流電a、b周期之比是2∶3,故線圈先后兩次轉速之比為3∶2,選項B正確;交流電a的瞬時值為u=Umsinωt=10sint V=10sin 5
8、πt V,選項C正確;又由Um=nBSω可知Ubm=Uam=×10 V= V,選項D正確.
4.BD [解析] 由電壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比,電流與匝數(shù)成反比知,A錯,B對;又依圖知交流電的周期為2×10-2s,C錯;又依圖知輸入電壓的有效值為220 V,所以輸出電壓為100 V,由I2=得,I2=10 A,D對.
5.B [解析] 經(jīng)過時間t=,線圈轉過的角度為π,則該時刻磁通量為零,左、右兩個邊的速度剛好與磁感線垂直,由電動勢E=BLv得此刻穿過線圈的磁通量最小,磁通量的變化率最大,產生的感應電動勢最大,線圈中的感應電流最大,選項B正確,選項A、C、D錯誤.
6.C [解析]
9、由圖象可知,正弦交流電的有效值U= V=100 V,由P=得P= W=200 W,選項A正確;由I=得I=2 A,選項B正確;周期T=0.02 s,故角速度ω==314 rad/s,選項C錯誤;由ω=2πn,Em=BSω知:當轉速n增大一倍時,Em增大一倍,電流表示數(shù)增大一倍,選項D正確.
7.B [解析] 在0~內,線圈在勻強磁場中勻速轉動,故產生正弦式交流電,由楞次定律知,電流方向沿adcba,在~T內,線圈中無感應電流;在T時,ab邊垂直切割磁感線,感應電流最大,且電流方向沿abcda,故只有B項正確.
8.D [解析] 由Φ=0.1cos20πt(Wb)可知,線圈轉動的角速度ω=2
10、0π rad/s,穿過線圈的磁通量的最大值為Φm=BS=0.1 Wb,選項B錯誤;線圈中感應電動勢的瞬時表達式為e=BSωsin20πt(V)=2πsin20πt(V),感應電流的瞬時表達式為i==πsin20πt(A),故線圈中電流的最大值約為3.14 A,選項A錯誤;周期T==0.1 s,因為每個周期內線圈中的電流方向改變2次,所以任意1 s內,線圈中電流的方向改變20次,選項C錯誤;線圈克服安培力所做的功等于線框中消耗的電能,故在任意1 s時間內,線圈克服安培力所做的功約為W=IRt=×2×1 J=9.86 J,選項D正確.
9.BC [解析] Q=IΔt=N·Δt=N=,選項A錯誤,選項B正確;外力做功的平均功率等于電路消耗的電功率,即P==·=,選項C正確;從圖示位置開始計時,t=0時,e=Em=NBSω,故感應電動勢隨時間按余弦規(guī)律變化,即e=NBSωcosωt,選項D錯誤.