2019版物理 第十一章 交變電流 傳感器 微專(zhuān)題79 交變電流的產(chǎn)生及描述備考精煉

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精PAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精PAGE79交變電流的產(chǎn)生及描述[方法點(diǎn)撥］交變電流的產(chǎn)生往往與交變電流圖象結(jié)合出題，要能將交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，分析電流、電動(dòng)勢(shì)、磁通量的變化規(guī)律．1．矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生如圖1所示的交流電，取沿a→b→c→d→a方向?yàn)殡娏髡较?則對(duì)應(yīng)t1時(shí)刻線圈的位置應(yīng)為下列選項(xiàng)中的()圖12．(2018·山東青島二中模擬）如圖2甲所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一匝數(shù)為n，面積為S，總電阻為r的矩形線圈abcd繞軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中可以保持和外電路電阻R形成閉合電路，回路中接有一理想交流電流表．圖乙是線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的圖象，則下列說(shuō)法中正確的是()圖2A．從t1到t3這段時(shí)間穿過(guò)線圈的磁通量的變化量為2nBSB．從t3到t4這段時(shí)間通過(guò)電阻R的電荷量為eq\f(nBS，R）C．t3時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量變化率為nBSωD．電流表的示數(shù)為eq\f(\r(2)nBSω,2r＋R)3．(多選)（2017·陜西寶雞二檢)某一交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律為：u＝100eq\r(2）sin100πt（V),將其接在阻值為R＝100Ω的電熱絲兩端,則下列說(shuō)法正確的是（)A．該交流電壓的周期為0.02sB．該電熱絲消耗的電功率為200WC．該交流電每秒內(nèi)電流方向改變50次D．用電壓表測(cè)該用電器兩端電壓其示數(shù)為100V4．(多選)（2017·河南洛陽(yáng)第二次統(tǒng)考）如圖3所示是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖,線圈繞垂直于磁場(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，線圈匝數(shù)為n,電阻為r，外接電阻為R，A為理想交流電流表，線圈從圖示位置(線圈平面平行于磁場(chǎng)方向）轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)的感應(yīng)電流為i，下列說(shuō)法正確的是(）圖3A．電流表的讀數(shù)為2iB．轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量的最大值為eq\f(2iR＋r,nω)C．從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為eq\f(2i，ω)D．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,電阻R產(chǎn)生的熱量為eq\f（4πRi2，ω）5．(2018·廣東東莞模擬）如圖4為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\r（2）×10－2T，線圈的面積S＝0.02m2，匝數(shù)N＝400匝，線圈總電阻r＝2Ω,線圈的兩端經(jīng)集r/s.在t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行,則下列說(shuō)法正確的是（)圖4A．交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化關(guān)系是e＝8eq\r（2）sin100t（V)B．交流電壓表的示數(shù)為8VC．從t＝0時(shí)刻開(kāi)始線圈平面轉(zhuǎn)過(guò)30°的過(guò)程中，通過(guò)電阻的電荷量約為5.7×10－3CD．電阻R上的熱功率為6。4W

答案精析1．B［由產(chǎn)生的交變電流圖象可知，t1時(shí)刻,電流是正最大值，說(shuō)明線圈垂直切割磁感線，即線圈處于與磁感線方向平行位置．電流方向?yàn)閍→b→c→d→a,根據(jù)右手定則可判斷出對(duì)應(yīng)t1時(shí)刻線圈位置正確的是選項(xiàng)B。]2．D[從t1到t3的過(guò)程，穿過(guò)線圈的磁通量變化量為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從t3到t4的過(guò)程，穿過(guò)線圈的磁通量變化量為BS，故通過(guò)電阻R的電荷量q＝neq\f(ΔΦ，R＋r)＝eq\f(nBS,R＋r)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t3時(shí)刻產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小為E0，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得E0＝neq\f（ΔΦ,Δt)＝nBSω,可得eq\f（ΔΦ，Δt）＝BSω，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；線圈產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢(shì)有效值為E＝eq\f(nBSω,\r(2))，由閉合電路歐姆定律可得，電流表的示數(shù)I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(\r（2)nBSω，2R＋r)，選項(xiàng)D正確．］3．AD4.BCD5．C［磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝eq\r（2)×10－2T，線圈面積S＝0。02m2，匝數(shù)N＝400,線圈總電阻r＝2Ω，線圈的轉(zhuǎn)速n＝eq\f(50，π）r/s，故ω＝100rad/s，交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化關(guān)系是e＝NBSωcosωt＝8eq\r（2）cos100t（V),A項(xiàng)錯(cuò)誤；交流電壓表顯示出的是路端電壓有效值,故示數(shù)為eq\f(EmR,\r（2）R＋r)＝6。4V,B項(xiàng)錯(cuò)誤；從t＝0時(shí)刻轉(zhuǎn)過(guò)30°的過(guò)程中,通過(guò)電阻的電荷量為q＝eq\f(NΔΦ，R＋r)＝eq\f(400×\f(1,2）×\r(2）×10－2×0。02，10)C＝4eq\r（2）×10－3C≈5。7×10－3C，C項(xiàng)正確；電阻R上的熱功率P＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\f（Em,\r(2)),R＋