高2020届高2017级物理一轮复习优化方案全套学案第十一章交变电流传感器4章末热点集训

章末热点集训

交变电流的产生和描述

(多选)如图所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端．线框在磁感应强度为B的匀强磁场中,以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动,不计其他电阻,则下列说法正确的是( )

A．若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为e＝NBSωsin ωt

B．线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向将发生改变,1秒钟内流过电阻R的电ω

流方向改变 次

π

C．线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量为

NBS

2（R＋r）

D．电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关

[解析] 从图示位置开始计时,即从线框处于中性面位置开始计时,感应电动势瞬时值e＝NBSωsin ωt,选项A正确；线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向发生改变,每转11ωω

周电流方向改变2次,1秒钟内线框转动圈数为＝,故流过电阻R的电流方向改变2×＝

T2π2πωE

次,选项B正确；线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量Δq＝IΔt＝πR＋rΔΦ1NBSREΔt＝N,而ΔΦ＝BΔS⊥＝BS,故Δq＝,选项C正确；电压表的示数U＝,

2R＋r2（R＋r）R＋rNBSω

而E＝,故U∝ω,选项D错误．

2

[答案] ABC

1.为了研究交流电的产生过程,小张同学设计了如下实验构思方案：第一

次将单匝矩形线圈放在匀强磁场中,线圈绕转轴OO1按图示方向匀速转动(ab向纸外,cd向纸

内)．并从图甲所示位置开始计时．此时产生的交流电如图乙所示．第二次他仅将转轴移至ab边上,第三次他仅将转轴右侧的磁场去掉,关于后两次的电流图象,下列说法正确的是( )

A．第二次是A图 B．第二次是C图 C．第三次是B图 D．第三次是D图

解析：选D.第二次将转轴移到ab边上产生的感应电流,与第一次相同,第三次将OO1

1

右侧磁场去掉,线圈在转动过程中只有一边切割,产生感应电动势的最大值为原来的,因此

2选D.

交变电流“四值”的应用

(多选)(2019·忻州联考)如图所示,一个“U”形线框处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,OO′为磁场的边界．现使线框以角速度ω绕轴OO′匀速转动,线框通过金属转轴和电刷与阻值为R的外电阻相连．已知线框各边的长均为L,总电阻为r,不计转轴与电刷的电阻,则( )

A．图示时刻线框产生的感应电动势为BωL2 B．线框产生的感应电动势的最大值为BωL2 BωL2R

C．电路中电阻R两端电压的有效值为

R＋rBωL2

D．电路中电流的有效值为 2（R＋r）

[解析] 由法拉第电磁感应定律知,图示时刻,磁通量最大,感应电动势为零,A项错误；由交变电流电动势最大值表达式Em＝BSω＝BωL2可知,B项正确；根据闭合电路欧姆定律可知,C项中表达式为R两端电压的最大值,C项错误；由图可知,线框转动一圈的过程中,只有E2半个周期为正弦交变电流,另半个周期电流为零,由有效值定义有T＝·,解得E＝

R＋rR＋r2Em,由欧姆定律可知,D项正确． 2

[答案] BD

2. 如图所示,线圈abcd的面积是0.05 m2,共100匝,线圈电阻为1 Ω,外接

?Em??2?T

2

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