（新課標）2022年高考物理一輪復(fù)習 主題十 交變電流 傳感器 課時跟蹤訓練46

（新課標）2022年高考物理一輪復(fù)習 主題十 交變電流 傳感器 課時跟蹤訓練461(多選)圖甲為小型交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n100、總電阻r5 ，線圈的兩端與阻值為95 的電阻R連接，交流電壓表為理想電表t0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量隨時間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化若交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值為Umax，電壓表的示數(shù)為U，則()AUmax200 V，U134 VBUmax134 V，U95 VC通過電阻R的電流每秒內(nèi)方向改變約50次D電阻R實際消耗的功率為190 W解析交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值EmaxnBS，而maxBS、100 rad/s，由t圖線可知max2.0×102 Wb，T2×102 s，所以Emax200 V，電動勢的有效值E100 V，由閉合電路的歐姆定律，可知電路中電流的有效值I，電壓表的示數(shù)為UIR134 V，故A正確，B錯誤；由題圖乙可知，周期T2×102 s，頻率f16，故通過電阻R的電流每秒內(nèi)方向改變約32次，C錯誤；電阻R消耗的功率為PI2R190 W，故D正確答案AD2如圖所示是一交變電流的it圖象，則該交變電流的有效值為()A4 A B2 AC. A D. A解析由it圖象知，該交變電流一個周期的時間為3×102 s，前周期為正弦交變電流，后周期為恒定電流，則該電流通過一個電阻R在1個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2R·TIR·TI2RT，可確定有效值I A，故D正確答案D3(多選)(2017·湖北黃岡中學模擬)如圖甲所示是一種振動發(fā)電裝置的示意圖，半徑為r0.1 m、匝數(shù)n20的線圈位于輻向分布的磁場中，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)，線圈所在位置的磁感應(yīng)強度的大小均為B T，線圈電阻為R10.5 ，它的引出線接有R29.5 的小電珠L，外力推動線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運動，線圈運動速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示(摩擦等損耗不計)，則()A小電珠中電流的峰值為0.16 AB小電珠中電流的有效值為0.16 AC電壓表的示數(shù)約為1.5 VDt0.1 s時外力的大小為0.128 N解析由題意及法拉第電磁感應(yīng)定律知道，線圈在磁場中做往復(fù)運動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小符合正弦曲線變化規(guī)律，線圈中的感應(yīng)電動勢的峰值為EmnBlvnB·2rvm，故小電珠中電流的峰值為Im A0.16 A，A正確，B錯誤；電壓表示數(shù)為U·R21.07 V，C錯誤；當t0.1 s也就是時，外力的大小為FnB·2rIm0.128 N，D正確答案AD4某小型交流發(fā)電機的示意圖，其矩形線圈abcd的面積為S0.03 m2，共有n10匝，線圈總電阻為r1 ，線圈處于磁感應(yīng)強度大小為BT的勻強磁場中，可繞與磁場方向垂直的固定對稱軸OO轉(zhuǎn)動，線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路電阻R9 的連接。在外力作用下線圈以角速度10 rad/s繞軸OO逆時針勻速轉(zhuǎn)動，下列說法中正確的是()A剛開始轉(zhuǎn)動時線圈中感應(yīng)電流方向為abcdB用該交流發(fā)電機給電磁打點計時器供電時，打點的時間間隔為0.02 sC該電路的路端電壓有效值為5.4 VD如果將電阻R換成標有“6 V3 W”字樣的小燈泡，小燈泡能正常工作解析由右手定則可知，剛開始轉(zhuǎn)動時線圈中感應(yīng)電流方向為abcd，選項A錯誤；交流電的周期T s0.2 s，故打點的時間間隔一定為0.2 s，故B錯誤；線圈產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢為EmNBS10××0.03×10 V6 V，有效值為E6 V，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知I A0.6 A，則電路的路端電壓有效值為UIR5.4 V，選項C正確；燈泡的電阻R12 ，電燈泡兩端的的電壓為UR5.5 V，故小燈泡不能正常發(fā)光，故D錯誤；故選C.答案C5(2015·山東卷)如圖甲，R0為定值電阻，兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內(nèi)左端連接在一周期為T0的正弦交流電源上，經(jīng)二極管整流后，通過R0的電流i始終向左，其大小按圖乙所示規(guī)律變化規(guī)定內(nèi)圓環(huán)a端電勢高于b端時，a、b間的電壓uab為正，下列uabt圖象可能正確的是()解析由題圖乙知，00.25T0，外圓環(huán)電流逐漸增大且逐漸減小，根據(jù)安培定則，外圓環(huán)內(nèi)部磁場方向垂直紙面向里，磁場逐漸增強且逐漸減小，根據(jù)楞次定律知內(nèi)圓環(huán)a端電勢高，所以uab>0，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律uab知，uab逐漸減??；t0.25T0時，0，所以0，uab0；同理可知0.25T0<t<0.5T0時，uab<0，且|uab|逐漸增大；0.5T0T0內(nèi)重復(fù)00.5T0的變化規(guī)律故選項C正確答案C6(多選)(2017·安徽“江南十校”聯(lián)考)如圖所示，處在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中的矩形線框MNPQ，以恒定的角速度繞對角線NQ轉(zhuǎn)動已知MN長為l1，NP長為l2，線框電阻為R.在t0時刻線框平面與紙面重合，下列說法正確的是()A矩形線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有效值為Bl1l2B矩形線框轉(zhuǎn)過半周時，通過線框的瞬時電流為零C矩形線框轉(zhuǎn)動一周時，通過線框的電荷量為D矩形線框在轉(zhuǎn)動半周過程中產(chǎn)生的熱量為解析矩形線框轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦交變電流最大值：EmBl1l2，有效值EBl1l2，故A正確；轉(zhuǎn)過半周，線圈平面與磁場垂直，磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零，瞬時電流為零，B正確；轉(zhuǎn)過一周通過橫截面的電荷量為零，C錯誤；轉(zhuǎn)過半周時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Qt×，D正確答案ABD7(多選)(2018·江西上饒模擬)如圖甲所示，一單匝圓形閉合導(dǎo)線框半徑為r，線框電阻為R，連接一交流電流表(內(nèi)阻不計)線框內(nèi)充滿均勻分布的磁場，已知該磁場磁感應(yīng)強度B隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示(規(guī)定向下為B的正方向)，則下列說法正確的是()A0.005 s時線框中的感應(yīng)電流最大B0.01 s時線框中感應(yīng)電流方向從上往下看為順時針方向C0.015 s時電流表的示數(shù)為零D00.02 s內(nèi)閉合導(dǎo)線框上產(chǎn)生的熱量為解析由圖可知B0.1sin(100t)，磁通量BS0.1r2sin(100t)，所以E102r2cos(100t)，icos(100t)，當t0.005 s時i0，A項錯誤；根據(jù)楞次定律，0.01 s時，磁場逐漸減小，感應(yīng)電流的磁場，應(yīng)該與原磁場方向相同，根據(jù)右手螺旋定則電流方向從上往下看為順時針，B正確；0.015 s時，瞬時電流為零，但交流電有效值不為0，故C項錯誤；閉合線框產(chǎn)生的熱量QIRt，故D項正確答案BD8(2017·開封模擬)如圖所示，一個半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B.M和N是兩個集流環(huán)，負載電阻為R，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計，求：(1)感應(yīng)電動勢的最大值(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)的時間內(nèi)負載電阻R上產(chǎn)生的熱量(3)從圖示位置起轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)的時間內(nèi)通過負載電阻R的電荷量(4)求出電流表的示數(shù)解析(1)線圈繞軸轉(zhuǎn)動時，在電路中產(chǎn)生如圖所示的交變電流：此交變電流的最大值為EmBSB2n2Bnr2.(2)在轉(zhuǎn)過周期的時間內(nèi)，導(dǎo)體一直切割磁感線，則產(chǎn)生的熱量Q·.(3)在轉(zhuǎn)過周期的時間內(nèi)，電動勢的平均值通過R的電荷量qtt.(4)根據(jù)電流的熱效應(yīng)，在一個周期內(nèi)：QI2RT·故電流表的示數(shù)為I.答案(1)2Bnr2(2)(3)(4)素能培養(yǎng)9(2017·福建廈門模擬)如圖甲的電路，已知電阻R1R2R，和R1并聯(lián)的D是理想二極管(正向電阻可視為零，反向電阻為無窮大)，在A、B之間加一個如圖乙所示的交變電壓(電壓為正值時，UAB>0)由此可知()A在A、B之間所加的交變電壓的周期為2 sB在A、B之間所加的交變電壓的瞬時值表達式為u20sin50t(V)C加在R1上電壓的有效值為10 VD加在R2上電壓的有效值為5 V解析由題圖乙可得交流電的周期T0.02 s故A錯誤；電壓最大值為um20 V，交變電壓的瞬時值表達式為uumsint20sint20sin100t(V)，故B錯誤；當電壓為正值時A點電位高于B點電位，二極管導(dǎo)通即R1被短路，R2兩端電壓為電源電壓 V20 V，電壓為負值時B點電位高于A點電位，二極管截止，R1、R2串聯(lián)分壓，設(shè)R1兩端的電壓有效值為U1，根據(jù)有效值的定義，一個周期內(nèi)R1的電熱為·T，解得U15 V，同理可得R2兩端的電壓有效值U2，T··，解得U25 V，故C錯誤，D正確答案D10(2017·四川成都模擬)如下圖所示電路中，電源電壓u311sin100t(V)，A、B間接有“220 V,440 W”的電暖寶、“220 V,220 W”的抽油煙機、交流電壓表及保險絲下列說法正確的是()A交流電壓表的示數(shù)為311 VB電路要正常工作，保險絲的額定電流不能小于3 AC電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機發(fā)熱功率的2倍D抽油煙機1 min消耗的電能為1.32×104 J解析由電源電壓u311sin100t(V)可知該交變電壓的有效值為220 V，故交流電壓表的示數(shù)為220 V，A錯誤；電路正常工作時，電路的總功率為660 W，故對應(yīng)的電流為3 A，保險絲的額定電流為交變電流的有效值，B錯誤；抽油煙機為非純電阻用電器，故不能直接利用功率的大小比較電暖寶與抽油煙機的發(fā)熱功率，C錯誤；抽油煙機1 min消耗的電能為WPt1.32×104 J，D正確答案D11(多選)將電阻R、理想電壓表V、開關(guān)S和交流電源按照圖甲所示的方式連接起來，其中R30 ，合上開關(guān)S后，交流電源輸出的正弦交變電壓u隨時間t變化的關(guān)系如圖乙所示則()A電壓表V的示數(shù)是36 VBR消耗的電功率是21.6 WC通過R的電流瞬時值表達式為i1.2sin100t(A)D通過R的電流最大值為1.2 A解析電壓表的示數(shù)為有效值，U18 V，A項錯誤；P21.6 W，B項正確；isin100t(A)1.2sin100t(A)，C項正確；Im1.2 A，D項正確答案BCD12(2017·山東德州模擬)如右圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B0.5 T，邊長L10 cm的正方形線圈共100匝，線圈總電阻r1 ，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動，角速度2 rad/s，外電路中的電阻R4 ，求：(1)感應(yīng)電動勢的最大值(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過60°時的瞬時感應(yīng)電動勢(3)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過60°的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢(4)交流電壓表的示數(shù)(5)線圈轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的總熱量(6)在周期內(nèi)通過電阻R的電荷量解析(1)感應(yīng)電動勢的最大值為EmNBS100×0.5×0.12×2 V3.14 V(2)由圖示位置轉(zhuǎn)過60°時的瞬時感應(yīng)電動勢為eEmcos60°3.14×0.5 V1.57 V(3)由圖示位置轉(zhuǎn)過60°的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢為NN100× V2.6 V(4)交流電壓表的示數(shù)為外電路兩端電壓的有效值，即UR××4 V1.78 V(5)線圈轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的總熱量為Q2T0.99 J(6)在周期內(nèi)通過電阻R的電荷量為q××0.087 C.答案(1)3.14 V(2)1.57 V(3)2.6 V(4)1.78 V(5)0.99 J(6)0.087 C