【期末押題預(yù)測(cè)】交變電流(含解析)2024-2025學(xué)年高中物理教科版_第1頁(yè)
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期末押題預(yù)測(cè)交變電流一.選擇題(共5小題)1.(2024秋?慈溪市期末)下列圖像中不屬于交變電流的是()A. B. C. D.2.(2024?深圳一模)如圖所示,各線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(從左往右看沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)),從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),設(shè)電流從2流出線圈為正方向,能產(chǎn)生圖甲波形交變電流的是()A.線圈平面與磁場(chǎng)垂直 B.線圈平面與磁場(chǎng)平行 C.線圈平面與磁場(chǎng)垂直 D.線圈平面與磁場(chǎng)平行3.(2023秋?邢臺(tái)期末)交流發(fā)電機(jī)模型如圖所示,矩形線圈ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞其中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),從線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),已知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=2πrad/s,下列說(shuō)法正確的是()A.線圈中產(chǎn)生余弦變化規(guī)律的交變電流 B.t=0.25s時(shí),線圈位于中性面 C.t=0.5s時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量變化率最大 D.t=0.75s時(shí),線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大4.(2023秋?金臺(tái)區(qū)期末)下列情況中,線圈都以角速度ω繞圖中的轉(zhuǎn)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),不能產(chǎn)生交變電流的是()A. B. C. D.5.(2020?鹽城二模)在下列四幅u﹣t圖象中,能正確反映我國(guó)居民生活所用交流電的是()A.B. C. D.二.多選題(共4小題)(多選)6.(2024秋?河西區(qū)期末)如圖所示是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖,線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的水平軸OO′沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線圈匝數(shù)為N,面積為S,總電阻為r,外接電阻為R,V為理想交流電壓表。在t=0時(shí)刻,穿過(guò)線圈的磁通量為零。下列說(shuō)法正確的是)()A.從t=0時(shí)刻開(kāi)始,電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=NBSωcosωt B.電壓表示數(shù)U=NBSωC.若線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,電阻R的功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 D.從t=0時(shí)刻開(kāi)始,線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量q=(多選)7.(2023秋?天津期末)如圖甲所示是目前市面上流行的手搖手機(jī)充電器,它體型小,攜帶方便,可以在緊急狀態(tài)下給手機(jī)臨時(shí)充電,其示意圖如圖乙所示。若某人搖動(dòng)手柄給手機(jī)充電時(shí),其內(nèi)部線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢程度會(huì)影響回路中的電流大小 B.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時(shí),電流方向?qū)l(fā)生改變 C.若從圖乙位置開(kāi)始計(jì)時(shí),線圈中的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i=Imsinωt D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時(shí),穿過(guò)線圈磁通量的變化率最大(多選)8.(2024春?九龍坡區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,虛線MN左側(cè)空間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝金屬線框abcd以MN為對(duì)稱軸放置在紙面內(nèi),以角速度ω繞軸MN勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生電流的最大值為Im,則下列說(shuō)法正確的是()A.轉(zhuǎn)一圈,電流方向改變兩次 B.電流的有效值等于12C.b、c兩端電壓的最大值為38D.線圈中的電熱功率為1(多選)9.(2024春?深圳期中)如圖所示,下列線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)動(dòng),能產(chǎn)生交變電流的是()A. B. C. D.三.填空題(共3小題)10.(2024春?虹口區(qū)校級(jí)期中)100匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞其垂直于磁場(chǎng)的一邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生如圖所示的電動(dòng)勢(shì).可知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=rad/s.穿過(guò)線圈的磁通量最大值φmax=Wb,此時(shí)的電動(dòng)勢(shì)值e=V.11.(2022秋?城廂區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,100匝的矩形線圈ABCD,AB=CD=0.5m,AD=BC=0.2m,將線圈置于B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,以O(shè)O′為軸轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為ω=5rad/s,則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向改變次,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為。12.(2021春?涼州區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框面積為S,電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線框中感應(yīng)電流的峰值Im=,感應(yīng)電流的有效值I=。四.解答題(共3小題)13.(2024秋?雁塔區(qū)校級(jí)期末)圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng),由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO′轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圈環(huán)相連接,金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸,這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖乙是線圈的主視圖,導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來(lái)表示。已知ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,線圈以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(只考慮單匝線圈),線圈電阻為r,其它電阻均不計(jì)。(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式;(2)求線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)T4(3)求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。14.(2023秋?淮安期末)矩形線圈面積S=0.02m2匝數(shù)N=100匝,電阻r=1Ω,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.05T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸以角速度ω=20rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng),外電路電阻R=4Ω,從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)。求:(1)當(dāng)線圈在圖示位置時(shí),電阻R兩端的電壓U;(2)當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量q。15.(2023秋?海門(mén)區(qū)期末)如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)單匝矩形線圈ABCD。AB長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,BC長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,線圈以P1為軸轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω。求:(1)如圖所示位置通過(guò)線圈的磁通量及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);(2)若以P2為軸,從所示位置開(kāi)始仍以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e表達(dá)式。

期末押題預(yù)測(cè)交變電流參考答案與試題解析一.選擇題(共5小題)1.(2024秋?慈溪市期末)下列圖像中不屬于交變電流的是()A. B. C. D.【考點(diǎn)】交變電流的概念.【專題】定性思想;推理法;交流電專題;推理論證能力.【答案】D【分析】交變電流的典型特點(diǎn)是電流方向變化,其大小可能變,也可能不變,據(jù)此分析?!窘獯稹拷猓褐灰娏鞣较螂S時(shí)間做周期性變化,則即為交流電,故ABC均為交流;C中電流大小雖然在周期性變化,但方向不變,故D不是交流電,故ABC錯(cuò)誤,D正確。故選:D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查交流電的性質(zhì),判斷的主要依據(jù)是交流電的方向在做周期性變化。2.(2024?深圳一模)如圖所示,各線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(從左往右看沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)),從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),設(shè)電流從2流出線圈為正方向,能產(chǎn)生圖甲波形交變電流的是()A.線圈平面與磁場(chǎng)垂直 B.線圈平面與磁場(chǎng)平行 C.線圈平面與磁場(chǎng)垂直 D.線圈平面與磁場(chǎng)平行【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理.【專題】定性思想;推理法;交流電專題;理解能力.【答案】A【分析】根據(jù)中性面及與中性面垂直的面的特點(diǎn)結(jié)合右手定則分析解答?!窘獯稹拷猓撼跏紩r(shí)刻,感應(yīng)電流為0,則初始時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直,結(jié)合右手定則可知圖A中電流從2流出線圈為正方向,故A正確,BCD錯(cuò)誤;故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查交變電流的產(chǎn)生,解題關(guān)鍵掌握中性面的特點(diǎn)。3.(2023秋?邢臺(tái)期末)交流發(fā)電機(jī)模型如圖所示,矩形線圈ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞其中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),從線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),已知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=2πrad/s,下列說(shuō)法正確的是()A.線圈中產(chǎn)生余弦變化規(guī)律的交變電流 B.t=0.25s時(shí),線圈位于中性面 C.t=0.5s時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量變化率最大 D.t=0.75s時(shí),線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理.【專題】定量思想;推理法;交流電專題;推理論證能力.【答案】D【分析】根據(jù)圖象得到t=0時(shí)穿過(guò)線圈平面的磁通量大小,由此確定線圈的位置;再根據(jù)圖象的斜率確定磁通量的變化快慢;根據(jù)變化率確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小?!窘獯稹拷猓篈.根據(jù)題意可知線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),即線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),磁通量最大,磁通量變化率為零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,感應(yīng)電流為零,產(chǎn)生正弦變化規(guī)律的交變電流,故A錯(cuò)誤;BCD.已知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=2πrad/s,可得:T=2π代入數(shù)據(jù)得:T=1s當(dāng)t=0.25s時(shí),可得:t=T由此可知線圈從中性面轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場(chǎng)平行的位置;當(dāng)t=0.5s時(shí),可得:t=T由此可知線圈轉(zhuǎn)到中性面位置,此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量變化率最??;當(dāng)t=0.75s時(shí),可得t=3T由此可知線圈轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)平行的位置,此時(shí)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,故BC錯(cuò)誤,D正確。故選:D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律以及磁通量的圖象應(yīng)用,要注意明確磁通量的變化快慢對(duì)應(yīng)的是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。4.(2023秋?金臺(tái)區(qū)期末)下列情況中,線圈都以角速度ω繞圖中的轉(zhuǎn)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),不能產(chǎn)生交變電流的是()A. B. C. D.【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理;電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過(guò)程.【專題】參照思想;推理法;電磁感應(yīng)與圖象結(jié)合;理解能力.【答案】A【分析】閉合電路中線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中要產(chǎn)生交變電流,要滿足線圈中的磁通量發(fā)生周期性變化。【解答】解:A、矩形線圈雖然轉(zhuǎn)動(dòng),但穿過(guò)線圈的磁通量不變,所以沒(méi)有感應(yīng)電流出現(xiàn),故A正確;BCD、線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中的磁通量發(fā)生周期性變化,線圈中能產(chǎn)生正弦式交變電流,故BCD錯(cuò)誤;故選:A?!军c(diǎn)評(píng)】考查如何產(chǎn)生正弦式交流電,及通過(guò)類(lèi)比法,掌握變形式題目,注意緊扣穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化.5.(2020?鹽城二模)在下列四幅u﹣t圖象中,能正確反映我國(guó)居民生活所用交流電的是()A. B. C. D.【考點(diǎn)】交變電流的概念.【專題】定性思想;推理法;交流電專題;理解能力.【答案】C【分析】根據(jù)對(duì)家庭用電(交流電)的了解回答,知道我國(guó)生活用電電壓220V為有效值?!窘獯稹拷猓何覀?nèi)粘I钪杏玫亩际钦沂浇涣麟姡妷菏?20V,頻率是50Hz.周期為0.02s電壓的最大值為:2202V=311V,故C正確,ABD錯(cuò)誤。故選:C。【點(diǎn)評(píng)】本題考查交流電的性質(zhì),要注意明確我們平常所說(shuō)的電壓為有效值,要知道正弦式交流電最大值是有效值的2倍。二.多選題(共4小題)(多選)6.(2024秋?河西區(qū)期末)如圖所示是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖,線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的水平軸OO′沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,線圈匝數(shù)為N,面積為S,總電阻為r,外接電阻為R,V為理想交流電壓表。在t=0時(shí)刻,穿過(guò)線圈的磁通量為零。下列說(shuō)法正確的是)()A.從t=0時(shí)刻開(kāi)始,電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=NBSωcosωt B.電壓表示數(shù)U=NBSωC.若線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,電阻R的功率也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 D.從t=0時(shí)刻開(kāi)始,線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量q=【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理;正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo).【專題】定量思想;推理法;交流電專題;推理論證能力.【答案】AD【分析】根據(jù)最大值和開(kāi)始計(jì)時(shí)位置寫(xiě)出瞬時(shí)值表達(dá)式;根據(jù)閉合電路的歐姆定律計(jì)算;根據(jù)電路中電流的變化和功率公式分析;根據(jù)電流的定義式、歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律分析計(jì)算?!窘獯稹拷猓篈、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=NBSω,t=0時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量為零,磁通量變化率最大,所以從t=0時(shí)刻開(kāi)始,電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=NBSωcosωt,故A正確;B、電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=Em2,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得電壓表示數(shù)為U=C、若線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,根據(jù)Em=NBSω可知,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流I也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,根據(jù)P=I2R可知,電阻R的功率變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,故C錯(cuò)誤;D、從t=0時(shí)刻開(kāi)始,線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量變化量ΔΦ=BS,通過(guò)電阻R的電荷量為q=IΔt,電流為I=ER+r故選:AD?!军c(diǎn)評(píng)】知道在交流電中的最大值、瞬時(shí)值和有效值、平均值的用法是解題的關(guān)鍵。(多選)7.(2023秋?天津期末)如圖甲所示是目前市面上流行的手搖手機(jī)充電器,它體型小,攜帶方便,可以在緊急狀態(tài)下給手機(jī)臨時(shí)充電,其示意圖如圖乙所示。若某人搖動(dòng)手柄給手機(jī)充電時(shí),其內(nèi)部線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢程度會(huì)影響回路中的電流大小 B.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時(shí),電流方向?qū)l(fā)生改變 C.若從圖乙位置開(kāi)始計(jì)時(shí),線圈中的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i=Imsinωt D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置時(shí),穿過(guò)線圈磁通量的變化率最大【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理;交變電流的u﹣t圖像和i﹣t圖像.【專題】定性思想;推理法;交流電專題;理解能力.【答案】AD【分析】根據(jù)電磁感應(yīng)的基本原理和線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的規(guī)律解答AC選項(xiàng),通過(guò)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)分析電流方向,根據(jù)初始位置得出電流瞬時(shí)值表達(dá)式以及磁通量變化率,從而得知BD選項(xiàng)的正誤。【解答】解:A、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)越快,通過(guò)線圈的磁通量變化率越大,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大,進(jìn)而導(dǎo)致回路中的電流越大,因此,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢程度確實(shí)會(huì)影響回路中的電流大小,故A正確;B、電流方向的改變發(fā)生在線圈平面與磁感線垂直的位置,即所謂的中性面,圖乙所示位置并不是中性面,因此電流方向不會(huì)在此時(shí)發(fā)生改變,故B錯(cuò)誤;C、從圖乙位置開(kāi)始計(jì)時(shí),即線圈處于與磁感線平行的位置,此時(shí)線圈中的電流應(yīng)為最大值,因此正確的電流瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為i=Imcosωt,故C錯(cuò)誤;D、圖乙所示位置是線圈與磁感線平行的位置,此時(shí)線圈中的電流達(dá)到最大值,意味著穿過(guò)線圈的磁通量變化率也達(dá)到最大,故D正確;故選:AD?!军c(diǎn)評(píng)】本題的關(guān)鍵在于理解電磁感應(yīng)的基本原理,特別是線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的特性。正確理解線圈轉(zhuǎn)動(dòng)速度、電流方向、電流瞬時(shí)值表達(dá)式以及磁通量變化率之間的關(guān)系,是解答此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。(多選)8.(2024春?九龍坡區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,虛線MN左側(cè)空間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝金屬線框abcd以MN為對(duì)稱軸放置在紙面內(nèi),以角速度ω繞軸MN勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生電流的最大值為Im,則下列說(shuō)法正確的是()A.轉(zhuǎn)一圈,電流方向改變兩次 B.電流的有效值等于12C.b、c兩端電壓的最大值為38D.線圈中的電熱功率為1【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理;熱功率的計(jì)算.【專題】定量思想;推理法;交流電專題;推理論證能力.【答案】AC【分析】線框轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生正弦式交變電流,一個(gè)周期內(nèi),電流方向改變兩次,根據(jù)最大值與有效值的關(guān)系求出電流和電壓的有效值;線框轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程外力做功轉(zhuǎn)化為焦耳熱,應(yīng)用焦耳定律熱功率。【解答】解:A.當(dāng)線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí),電流方向改變,所以一個(gè)周期內(nèi),電流方向改變兩次,故A正確;B.電流的有效值為I=I故B錯(cuò)誤;C.b、c兩端電壓的最大值為Um故C正確;D.線圈中的電熱功率為P=E故D錯(cuò)誤。故選:AC?!军c(diǎn)評(píng)】線框旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生正弦式交變電流,求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值是解題的前提;磁通量是二向標(biāo)量,應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí),要注意磁通量的變化量,這是易錯(cuò)點(diǎn)。(多選)9.(2024春?深圳期中)如圖所示,下列線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)動(dòng),能產(chǎn)生交變電流的是()A. B. C. D.【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理.【專題】比較思想;等效替代法;交流電專題;理解能力.【答案】AD【分析】線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生交變電流,結(jié)合公式E=BLv和感應(yīng)電流產(chǎn)生條件進(jìn)行分析?!窘獯稹拷猓篈D、線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),可以產(chǎn)生交變電流,故AD正確;B、根據(jù)E=BLv,可知該線圈產(chǎn)生的是恒定電流,不會(huì)產(chǎn)生交變電流,故B錯(cuò)誤;C、穿過(guò)線框的磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流,故C錯(cuò)誤。故選:AD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查如何產(chǎn)生交流電,要掌握常見(jiàn)的產(chǎn)生交變電流的方法:線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)類(lèi)比法進(jìn)行分析。三.填空題(共3小題)10.(2024春?虹口區(qū)校級(jí)期中)100匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞其垂直于磁場(chǎng)的一邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生如圖所示的電動(dòng)勢(shì).可知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=100πrad/s.穿過(guò)線圈的磁通量最大值φmax=311π×10?4【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理.【專題】交流電專題.【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容【分析】由圖像知交流電的周期可以求角速度ω,由電動(dòng)勢(shì)最大值可以求有效值,電動(dòng)勢(shì)最大時(shí),磁通量最小.【解答】解:由圖像知交流電的周期為0.02s,所以角速度ω=2π0.02=100πrad/s,電動(dòng)勢(shì)最大值Em=NBSω,所以φmax故答案為:100π,311π【點(diǎn)評(píng)】本題考查了正弦交流電的原理,要會(huì)從圖像中獲取有用的物理信息;明確周期和角速度之間的關(guān)系.11.(2022秋?城廂區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,100匝的矩形線圈ABCD,AB=CD=0.5m,AD=BC=0.2m,將線圈置于B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,以O(shè)O′為軸轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為ω=5rad/s,則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向改變2次,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為100V?!究键c(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理.【專題】定量思想;交流電專題;理解能力.【答案】2100V【分析】矩形線圈ABCD圍繞OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生正弦式交流電,每經(jīng)過(guò)中性面一次,電流方向改變一次;根據(jù)Em=NBSω可求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值?!窘獯稹拷猓海?)當(dāng)線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí),電流方向發(fā)生改變,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周兩次經(jīng)過(guò)中性面,所以電流方向改變2次;(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為:Em=NBSω其中:S=AB?AD代入數(shù)據(jù)解得:Em=100V故答案為:2100V【點(diǎn)評(píng)】線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生正弦式交變電流,知道中性面的特點(diǎn),掌握交流電的變化規(guī)律。12.(2021春?涼州區(qū)校級(jí)期末)如圖所示,單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框面積為S,電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線框中感應(yīng)電流的峰值Im=BSωR,感應(yīng)電流的有效值I=2BSω【考點(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理;交變電流的u﹣t圖像和i﹣t圖像.【專題】交流電專題.【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容【分析】根據(jù)峰值表達(dá)式求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值,結(jié)合歐姆定律求出電流的最大值,從而得出電流的有效值.【解答】解:線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值Em=BSω,根據(jù)歐姆定律知,電流的峰值Im則感應(yīng)電流的有效值I=I故答案為:BSωR,2【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵知道峰值的表達(dá)式,知道有效值和峰值的關(guān)系,基礎(chǔ)題.四.解答題(共3小題)13.(2024秋?雁塔區(qū)校級(jí)期末)圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng),由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO′轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圈環(huán)相連接,金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸,這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖乙是線圈的主視圖,導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來(lái)表示。已知ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,線圈以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(只考慮單匝線圈),線圈電阻為r,其它電阻均不計(jì)。(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式;(2)求線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)T4(3)求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱?!究键c(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理;用焦耳定律計(jì)算電熱;導(dǎo)體平動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).【專題】定量思想;推理法;交流電專題;推理論證能力.【答案】(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式為e1=BL1L2ωsinωt;(2)線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)T4的過(guò)程中流過(guò)電阻R的電荷量為B(3)線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱πRω(【分析】(1)矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,只有ab和cd切割磁感線,先求出轉(zhuǎn)動(dòng)線速度,根據(jù)E=BLv,求出導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),從而寫(xiě)出瞬時(shí)表達(dá)式;(2)先求出平均電動(dòng)勢(shì),根據(jù)歐姆定律求出平均電流,從而計(jì)算電荷量;(3)根據(jù)Q=I2RT即可求解?!窘獯稹拷猓海?)矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,只有ab和cd切割磁感線,設(shè)ab和cd的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為v,則有v=ωL在t時(shí)刻,導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為E=BL1v由圖可知v′=vsinωt則整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1=2E=BL1L2ωsinωt(2)過(guò)程中產(chǎn)生平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=平均電流為I電荷量為q=I流過(guò)電阻R的電荷量q=ΔΦ(3)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=E則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周在R上產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I2Rt其中I=ER+r,聯(lián)立解得Q=πRω(答:(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式為e1=BL1L2ωsinωt;(2)線圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)T4的過(guò)程中流過(guò)電阻R的電荷量為B(3)線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱πRω(【點(diǎn)評(píng)】當(dāng)線圈與磁場(chǎng)相平行時(shí),即線圈邊框正好垂直切割磁感線,此時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大.求電荷量時(shí),運(yùn)用交流電的平均值,求產(chǎn)生的熱能時(shí),用交流電的有效值。14.(2023秋?淮安期末)矩形線圈面積S=0.02m2匝數(shù)N=100匝,電阻r=1Ω,在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.05T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸以角速度ω=20rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng),外電路電阻R=4Ω,從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)。求:(1)當(dāng)線圈在圖示位置時(shí),電阻R兩端的電壓U;(2)當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量q?!究键c(diǎn)】交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生交變電流的原理;正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式及推導(dǎo).【專題】定量思想;方程法;交流電專題;理解能力.【答案】(1)當(dāng)線圈在圖示位置時(shí),電阻R兩端的電壓為1.6V;(2)當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量為0.02C?!痉治觥浚?)根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式和路端電壓計(jì)算公式可求;(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可求電荷量。ΔΦ=BS﹣0【解答】解:(1)圖示位置線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,即Em=NBSω,電阻R

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