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1、课时规范练35 交变电流的产生及其描述基础对点练1.(交变电流的产生及变化规律)(2018·陕西榆林三模)如图甲所示,为一台小型发电机构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间按余弦规律变化,其e-t图象如图乙所示。发电机线图的内阻为1Ω,外接灯泡的电阻为9Ω,则( )A.电压表的示数为6VB.在2.0×10-2s时刻,穿过线圈的磁通量变化率为零,线圈与中性面平行C.在1.0×10-2s时刻,穿过线圈的磁通量为零,线圈处于中性面D.发电机的输出功率为3.24W答案D解析由Em=6V,E==6V,由闭合电路欧姆定律得,电压表示数U=E=5.4V,故A错误;在2.0×10-2s时刻,感应电
2、动势最大,故穿过线圈的磁通量变化率最大,线圈与中性面垂直,故B错误;在1.0×10-2s时刻,感应电动势为零,故说明线圈处于中性面,此时穿过线圈的磁通量最大,故C错误;灯泡实际消耗的功率即为电源的输出功率,由功率公式可知,P=W=3.24W,故输出功率为3.24W,故D正确。2.(交变电流的产生及变化规律)(2018·天津实验中学模拟)如图甲所示,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。当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化,则在t=时刻( )A.线圈中的电流最大B.穿过线圈的磁通量为零C.线圈所受的安培力为
3、零D.穿过线圈磁通量的变化率最大答案C解析该交变电流的周期为T=,在t=时刻,即t=时刻,由线圈中产生的交变电流图象可知,感应电流大小为零,故A错误;在t=时刻,感应电流大小为零,则知感应电动势为零,由法拉第电磁感应定律知磁通量变化率也为零,线圈与磁场垂直,磁通量为最大,故B、D错误;在t=时刻,感应电流大小为零,由公式F=BIL知线圈所受的安培力为零,故C正确;故选C。3.(有效值)(2018·福建宁德期末)阻值为R的电炉丝通以大小为I的恒定电流时其电功率为P,当把它接在某正弦式交流电源两端时其电功率也为P。则该交流电源电压的最大值为( )A.IRB.IRC.IRD.2IR答案B解析电炉
4、丝通以大小为I的恒定电流时,经t时间内产生的热量为Q,则有:Q=Pt=I2Rt;电炉丝接在某正弦式交流电源两端时,经t时间内产生的热量为Q',则有:Q'=Pt=Rt,根据热效应有:Q=Q',即I2Rt=Rt,解得:I有=I,则电压的有效值为U有=I有R=IR,故该交流电源电压的最大值为Um=U有=IR,选B。4.(有效值)(2018·江苏南京、盐城一模)一个电阻分别通过四种不同形式的电流,电流随时间变化的情况如下图所示,在相同时间内电阻产生热量最大的是( )答案D解析选项A、B中交变电流的有效值都为A,选项C中恒定电流的大小为1.5A,选项D中交变电流的有效值为2A,根据热量的表达式Q=I
5、2Rt得出选项D正确。5.(多选)(“四值”问题)(2018·黑龙江五校联考)如图所示,在匀强磁场中转动的单匝线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,线圈匀速转动的周期为T=0.2s,从线圈中性面开始计时,理想交流电流表的读数为2A,那么( )A.穿过线圈的最大磁通量为WbB.任意时刻线圈中的感应电动势为e=20sin20πt(V)C.在线圈转过90°的过程中,外接电阻产生的焦耳热为1.8JD.在线圈转动90°的过程中,通过电阻R的电荷量为2πC答案AC解析因电流表的读数2A为有效值,则电流的最大值为Im==2A,Em=Im(R+r)=20V,又Em=Φmω,ω=,所以Φm=Wb,故选项A正确;
6、任意时刻线圈中的感应电动势为e=20sin10πt(V),故选项B错误;线圈转过90°时,外接电阻产生的焦耳热为Q=Rt=1.8J,故选项C正确;从中性面开始计时,转动90°的过程中,感应电动势的平均值为,q=t=C,故选项D错误。6.(多选)(2018·河北衡水金卷模拟)如图所示,线圈ABCD匝数n=10,面积S=0.4m2,边界MN(与线圈的AB边重合)右侧存在磁感应强度B=T的匀强磁场,若线圈从图示位置开始绕AB边以ω=10πrad/s的角速度匀速转动。则以下说法正确的是( )A.线圈产生的是正弦交变电流B.线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为80VC.线圈转动s时瞬时感应电动势为
7、40VD.线圈产生的电动势的有效值为40V答案BD解析线圈在有界磁场中将产生正弦半波脉动电流,故A错误;电动势最大值E=nBSω=80V,故B正确;线圈转动s、转过角度,瞬时感应电动势为e=nBSωsin=40V,C项错误;在一个周期时间内,只有半个周期产生感应电动势,根据有效值的定义有()2R·=()2RT,可得电动势有效值U==40V,故D正确。素养综合练7.(多选)(2018·湖北黄冈中学模拟)如图甲所
