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第十二章第1讲交变电流的产生和描述

1~12题,每小题6分,共72分。

A级基础对点练

对点练1正弦式交变电流的产生及变化规律

1.(人教版选择性必修第二册P51图3.1-3改编)交流发电机发电的示意图如图所示,线圈的AB边连在金属滑环K上,CD边连在金属滑环L上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路相连。线圈转动过程中,下列说法中正确的是()

A.转到图甲位置时,通过线圈的磁通量变化率最大

B.转到图乙位置时,线圈中产生的感应电动势为零

C.转到图丙位置时,线圈中产生的感应电流最大

D.转到图丁位置时,AB边感应电流方向为A→B

2.图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为理想交流电流表,电阻R为5Ω。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动,从图甲所示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是()

A.电阻R的热功率为1000W

B.1s内电流方向改变50次

C.t=0.01s时,线圈平面与磁场方向平行

D.t=0.005s时,穿过线圈的磁通量变化最快

3.如图所示,虚线OO的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场,右边没有磁场。单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场右边界重合,线圈平面与磁场垂直。线圈沿图示方向绕OO轴以角速度ω匀速转动(即ab边向纸外、cd边向纸里转动),规定沿a→b→c→d→a方向为感应电流的正方向。从图示位置开始计时,下列四个图像中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是()

A.A B.B

C.C D.D

对点练2交变电流的有效值的计算

4.一电阻R接到如图甲所示的正弦式交流电源上,两端电压的有效值为U1,消耗的电功率为P1;若该电阻接到如图乙所示的方波交流电源上,两端电压的有效值为U2,消耗的电功率为P2。若甲、乙两图中的U0、T所表示的电压、周期是相同的,则下列说法正确的是()

A.U1=12U0 B.U2=2U

C.P1=U022R D.P1∶P

5.如图,边长为L的N匝正方形线框连接用电器,在竖直方向的磁场中绕水平轴线以角速度ω旋转,t=0时线框水平,磁感应强度随时间变化的表达式为B(t)=B0sinωt,则线圈产生的感应电动势的有效值为()

A.NB0L2ω B.N

C.NB0L2ω2 D.

6.(2025·安徽天一大联考)如图所示,磁感应强度为B的匀强磁场与纸面垂直,虚线表示匀强磁场的边界,一半径为r、圆心角为θθπ2的扇形单匝线框圆心O在边界线上。当线框围绕圆心O在纸面内以角速度ω匀速转动时,线框中产生交变电动势的有效值为

A.Br2ωθπ B.12Br2

C.Br2ωπθ D.12Br2

对点练3交变电流“四值”的理解和计算

7.一低压电源输出的交变电压为u=102sin(100πt)V,以下说法正确的是()

A.这只电源可以使“10V2W”的灯泡正常发光

B.这只电源的交变电压的周期是314s

C.这只电源在t=0.01s时电压达到最大值

D.“10V2μF”的电容器可以接在这只电源上

8.图甲是某发电机的示意图,正方形金属框边长为L,其两端与两个半圆环相连,在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO轴转动。阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示,Um为已知,其他电阻不计,则金属框转动一周()

A.框内电流方向不变

B.电动势的有效值大于22U

C.流过电阻的电荷量为2

D.电阻产生的焦耳热为π

9.如图所示,纸面内有一单匝“凹”字形金属线圈组成闭合回路,置于垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,线圈的总电阻为R,边长如图所示。线圈绕ab轴做角速度为ω的匀速圆周运动。则从图示位置()

A.转动90°时回路中电流方向发生改变

B.转动180°的过程中通过导线横截面的电荷量为零

C.转动90°时回路中感应电动势大小为3BL2ω

D.转动过程中电流的有效值为5

B级综合提升练

10.(多选)(2025·重庆九龙坡模拟)如图甲,风吹向风力发电机叶片带动风轮机内部的矩形线圈在水平匀强磁场中转动,发电机简化模型如图乙。矩形线圈以角速度ω绕垂直于磁场的水平转轴OO顺时针匀速转动产生交变电流,已知n匝线圈产生的感应电动势的最大值为Em。则()

A.图示位置时AB边产生的感应电流方向为A到B

B.当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零

C.图示位置时磁通量的变化率最小

D.穿过线圈的最大磁通量为E

11.为发展新能源,某科研小组制作了一个小型波浪发电机,磁铁固定在水中,S极上套有一个浮筒,浮筒上绕有线圈,其截面示意图如图甲所示。浮筒可随波浪上下往复运动切割磁感线而产生电动势,线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化,如