高考物理一轮总复习课后习题 第13章 交变电流 传感器 第1讲 交变电流的产生及其描述.docVIP

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第十三章交变电流传感器

第1讲交变电流的产生及其描述

基础对点练

题组一交变电流的产生及其变化规律

1.(浙江嘉兴模拟)交流发电机发电过程的示意图如图所示,装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场,为了便于观察,图中只画了一匝线圈,线圈的AB边和CD边分别连接在滑环上,线圈在匀速转动过程中,下列说法正确的是()

A.转到图甲位置时,通过线圈的磁通量为0,此位置为中性面

B.转到图乙位置时,线圈中电流方向发生改变

C.转到图丙位置时,CD边切割磁感线,产生感应电流方向为D→C

D.转到图丁位置时,线圈中的磁通量最大,磁通量的变化率最大

2.(湖南长沙二模)矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。若轴线右侧没有磁场(磁场具有理想边界),如图所示。设abcda方向为感应电流的正方向。从图示位置开始一个周期内线圈感应电流随时间变化的图像,正确的是()

题组二描述交变电流的物理量

3.(多选)如图甲所示,标有“220V40W”的电灯和标有“20μF300V”的电容器并联接到交流电源上,V为交流电压表。交流电源的输出电压如图乙所示,闭合开关S,下列判断正确的是()

A.t=T2

B.电灯恰正常发光

C.电容器有可能被击穿

D.交流电压表V的示数保持1102V不变

4.(浙江卷)如图所示,虚线是正弦式交变电流的图像,实线是另一交变电流的图像,它们的周期T和最大值Um相同,则实线所对应的交变电流的有效值U满足()

A.U=Um2

C.U2Um

5.如图所示电路,电阻R1与电阻R2串联接在交变电源上,且R1=R2=10Ω,正弦式交变电流的表达式为u=202sin100πtV,R1和理想二极管D(正向电阻为零,反向电阻为无穷大)并联,则R2的电功率为()

A.10W B.15W

C.25W D.30W

综合提升练

6.(广东卷)下图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈,n1n2,二者轴线在同一平面内且相互垂直,两线圈到其轴线交点O的距离相等,且均连接阻值为R的电阻,转子是中心在O点的条形磁体,绕O点在该平面内匀速转动时,两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响,下列说法正确的是()

A.两线圈产生的电动势的有效值相等

B.两线圈产生的交变电流频率相等

C.两线圈产生的电动势同时达到最大值

D.两电阻消耗的电功率相等

7.(多选)(山东济南质检)一台小型发电机结构示意图如图所示,线圈绕垂直匀强磁场方向的轴匀速转动,通过电刷接有一盏灯泡。已知线圈匝数为N,内阻为r,转动的周期为T,灯泡的电阻为9r,电压表的示数为U。从图示位置开始计时,下列说法正确的是()

A.从开始计时到t=T4过程中,通过灯泡的电荷量为

B.从开始计时到t=T2过程中,灯泡消耗的电能为

C.线圈产生的电动势瞬时值表达式为e=2Ucos2πT

D.线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为5

8.(多选)(湖南卷)某同学自制了一个手摇交流发电机,如图所示。大轮与小轮通过皮带传动(皮带不打滑),半径之比为4∶1,小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形,共n匝,总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度ω匀速转动,带动小轮及线圈绕转轴转动,转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是()

A.线圈转动的角速度为4ω

B.灯泡两端电压有效值为32nBL2ω

C.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈,则灯泡两端电压有效值为4

D.若仅将小轮半径变为原来的两倍,则灯泡变得更亮

参考答案

第十三章交变电流传感器

第1讲交变电流的产生及其描述

1.B解析转到图甲位置时,磁场与线圈平行,线圈的磁通量为0,中性面为磁通量最大位置,因此图甲不是中性面位置,A错误;转到图乙位置时,即线圈为中性面位置,此时线圈中电流方向发生改变,B正确;转到图丙位置时,由右手定则可得,CD边感应电流方向为C→D,C错误;转到图丁位置时,线圈中的磁通量最大,磁通量变化率为零,D错误。

2.A解析从题图示位置开始,在0~T4时间内,磁通量减小,原磁场方向向里,由楞次定律“增反减同”可知,感应电流的磁场方向向里,产生的感应电流的方向为abcda,即与电流规定的正方向相同,且产生的感应电流的大小随时间按正弦规律变化,有i=BSωRsinωt;在

3.BC解析交流电压表V的示数应是电压的有效值220V,A、D错误;电压的有效值恰等于电灯