課時(shí)跟蹤檢測（三十七） 交變電流的產(chǎn)生及描述

課時(shí)跟蹤檢測（三十七）交變電流的產(chǎn)生及描述1．下圖是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上，CD邊連在滑環(huán)L上；導(dǎo)體制成的兩個(gè)電刷E、F分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接，線圈按逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)依次經(jīng)過如圖所示四個(gè)位置的過程中，下列說法正確的是()A．經(jīng)甲圖所示位置時(shí)，穿過線圈的磁通量為零B．經(jīng)乙圖所示位置時(shí)，通過線圈的電流改變方向C．經(jīng)丙圖所示位置時(shí)，通過線圈的電流最大D．經(jīng)丁圖所示位置時(shí)，穿過線圈的磁通量的變化率最大解析：選D題甲與丙圖中，線圈在中性面位置，穿過線圈的磁通量最大，穿過線圈的磁通量的變化率為0，通過線圈的電流為0，故A、C錯(cuò)誤；題乙與丁圖中，AB和CD邊運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向垂直，切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，穿過線圈的磁通量的變化率最大，通過線圈的電流不改變方向，故B錯(cuò)誤，D正確。2．(多選)如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，有一面積為S的矩形單匝閉合導(dǎo)線框abcd，ab邊與磁場方向垂直，線框的電阻為R。使線框以恒定角速度ω繞過ab、bc中點(diǎn)的軸旋轉(zhuǎn)。下列說法正確的是()A．線框abcd中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值是BSωB．線框abcd中感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值是BSωC．線框平面與磁場方向平行時(shí)，流經(jīng)線框的電流最大D．線框平面與磁場方向垂直時(shí)，流經(jīng)線框的電流最大解析：選AC線框abcd中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值是BSω，故A正確，B錯(cuò)誤；線框平面與磁場方向平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，流經(jīng)線框的電流最大，故C正確，D錯(cuò)誤。3．一電阻分別通過四種不同形式的電流，電流隨時(shí)間變化的情況如下圖所示，在相同時(shí)間內(nèi)電阻產(chǎn)生熱量最大的是()解析：選D選項(xiàng)A、B中交變電流的有效值都為eq\r(2)A，選項(xiàng)C中恒定電流的大小為1.5A，選項(xiàng)D中交變電流的有效值為2A，根據(jù)熱量的表達(dá)式Q＝I2Rt知，在相同時(shí)間內(nèi)D項(xiàng)的電流產(chǎn)生熱量最大，選項(xiàng)D正確。4．如圖所示為一交流電電流隨時(shí)間變化的圖像，此交流電電流的有效值為()A．7A B．5AC．3.5eq\r(2)A D．3.5A解析：選B根據(jù)有效值的定義有：(4eq\r(2)A)2R×0.02s＋(3eq\r(2)A)2R×0.02s＝I2R×0.04s，解得I＝5A。5．A、B是兩個(gè)完全相同的電熱器，A中通以圖甲所示的方波交變電流，B中通以圖乙所示的正弦式交變電流，則兩電熱器的電功率PA∶PB等于()A．5∶4 B．3∶2C．eq\r(2)∶1 D．2∶1解析：選A根據(jù)電流有效值的定義可知I02Req\f(T,2)＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(I0,2)))2Req\f(T,2)＝IA2RT，解得有效值IA＝eq\r(\f(5,8))I0，同理可求得IB＝eq\f(I0,\r(2))，根據(jù)功率的計(jì)算公式P＝I2R可得PA∶PB＝IA2∶IB2＝5∶4，故A正確。6.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一個(gè)匝數(shù)為N的矩形線圈abcd，線圈面積為S，ab邊與磁場垂直，ab邊始終與金屬滑環(huán)K相連，cd邊始終與金屬滑環(huán)L相連?，F(xiàn)使矩形線圈以恒定角速度ω，從圖示位置繞過ad、bc中點(diǎn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。下列說法正確的是()A．將交流電流表串聯(lián)到電路中，其示數(shù)隨時(shí)間按余弦規(guī)律變化B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，通過電阻R的電流越小C．線圈平面與磁場平行時(shí)，瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢最大且Em＝NBSωD．線圈從中性面位置每轉(zhuǎn)過半圈，穿過線圈的磁通量變化量為零解析：選C交流電流表測量的是交變電流的有效值，不隨時(shí)間變化，故A錯(cuò)誤；根據(jù)e＝NBSωcosωt可知，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢越大，通過電阻R的電流越大，故B錯(cuò)誤；題圖所示位置，線圈平面與磁場平行，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大，最大值為Em＝NBSω，故C正確；線圈從中性面位置每轉(zhuǎn)過半圈，穿過線圈的磁通量變化量為2BS，故D錯(cuò)誤。7．在勻強(qiáng)磁場中，一個(gè)100匝的矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈外接定值電阻和理想交流電流表，如圖甲所示。穿過該線圈的磁通量按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示。已知線圈的總電阻為2Ω，定值電阻R＝8Ω。下列說法正確的是()A．電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝4eq\r(2)πsinπt(V)B．電流表的示數(shù)最小為0C．一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量約為32JD．0.5～1.5s的時(shí)間內(nèi)，通過線圈橫截面的電荷量為0解析：選C感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為Em＝NBSω＝NΦmω＝NФm·eq\f(2π,T)＝4eq\r(2)πV，線圈電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝4eq\r(2)πcosπt(V)，故A錯(cuò)誤；電流表的示數(shù)為交變電流的有效值，I＝eq\f(Em,\r(2)R＋r)＝eq\f(4\r(2)π,\r(2)8＋2)A＝0.4πA，故B錯(cuò)誤；一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q＝I2(R＋r)T＝(0.4π)2×(8＋2)×2J≈32J，故C正確；由題圖乙可知，0.5～1.5s的時(shí)間內(nèi)，磁通量的變化量ΔΦ＝2Φm＝8eq\r(2)×10－2Wb，則通過線圈橫截面的電荷量為q＝eq\x\to(I)t＝eq\f(\x\to(E),R＋r)t＝eq\f(NΔΦ,R＋r)＝eq\f(100×8\r(2)×10－2,10)C＝eq\f(4,5)eq\r(2)C，故D錯(cuò)誤。8．(多選)如圖甲所示的電路中，電阻R1＝R2＝R，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(gè)如圖乙所示的交變電壓(電壓為正值時(shí)，UAB>0)。由此可知()A．在A、B之間所加的交變電壓的周期為2×10－2sB．在A、B之間所加的交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220eq\r(2)sin50πt(V)C．加在R1上電壓的有效值為55eq\r(2)VD．加在R1上電壓的有效值為55eq\r(10)V解析：選AC由題圖乙可知，交變電壓的周期為T＝2×10－2s，故選項(xiàng)A正確；交變電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝220eq\r(2)sineq\f(2π,T)(V)＝220eq\r(2)sin100πt(V)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電壓值取正值時(shí)，即在前半個(gè)周期內(nèi)，二極管電阻為零，R1被短路，電壓值取負(fù)值時(shí)，即在