2016届高考物理第一轮复习随堂演练（人教版）：第十章交变电流、传感器 3-2-10-1

第十章 交变电流 传感器

第1课时 交变电流的产生和描述

1．(多选)(2014·山东菏泽市一模)在磁感应强度B＝0.1 T的匀强磁场中，一面积S＝0.06 m2，电阻值r＝0.2 Ω的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生频率为50 Hz的交变电流。t＝0时，线圈平面与磁场垂直，如图10所示。则

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图10

A．t1＝0.005 s时线框的磁通量最大 B．t2＝0.055 s时，电流的方向为abcda

C．从t＝0至t1＝0.005 s内，流经线框截面的电荷量为0.03 C D．保持交变电流频率不变，增加磁感应强度可增大电动势的最大值 1

解析 T＝f＝0.02 s，线圈从中性面开始计时，当t1＝0.005 s时，线圈平面与3

磁场平行，磁通量为零，A错误；t2＝0.055 s＝2T＋4T，电流的方向为adcba，ΔΦBS

B错误；从t＝0至t1＝0.005 s内通过线框截面的电荷量q＝r＝r＝0.03 C，C正确；电动势的最大值Em＝BSω，可见D正确。 答案 CD

2．(2014·安徽安庆二模)一个匝数为100匝，电阻为0.5 Ω的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图11所示规律变化。则线圈中产生交变电流的有效值为

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图11

A．52 A C．6 A

B．25 A D．5 A

ΔΦ

解析 0～1 s内线圈中产生的感应电动势E1＝nΔt＝100×0.01 V＝1 V,1～ΔΦ0.01

1.2 s内线圈中产生的感应电动势E2＝nΔt＝100×0.2 V＝5 V，对一个定值E2E212电阻，在一个周期内产生的热量Q＝Q1＋Q2＝Rt1＋Rt2＝12 J，根据交变电流有效值的定义Q＝I2Rt＝12 J得I＝25 A，故B正确，A、C、D错误。 答案 B

3．(多选)如图12所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是

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图12

A．在线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大 B．在线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大

C．在线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小 D．在线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小

解析 在线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零，线圈中的感应电流为零，选项A正确，B错误；在线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，选项C正确，D错误。 答案 AC

4．(多选)一正弦交流电源的u－t图象如图13甲所示，将它接在图乙所示电路的e、f两端，若电阻的阻值为110 Ω，电源的内阻不计，交流电压表是量程为250 V的理想电表，则下列说法中正确的是

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图13

A．通过电阻的电流方向1秒钟改变50次 B．交流电压表示数为220 V

C．产生该交流电的线圈在磁场中匀速转动的角速度为100π rad/s D．在1分钟内电阻R上产生的热量为5.28×104 J

1

解析 由图甲知交流电的周期为T＝0.02 s，频率f＝T＝50 Hz，而一周内电流方向改变两次，即通过电阻的电流方向1秒钟改变100次，A错；交流电2π

压的峰值为2202 V，有效值为220 V，B对；由ω＝T＝100π rad/s可知，U2

C对；由Q＝Rt得在1分钟内电阻R上产生的热量为 2．64×104 J，D错。 答案 BC

5．如图14所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图

象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b所示。以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是

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图14

A．线圈先后两次转速之比为1∶2

B．交流电a的电动势瞬时值u＝10sin 0.4πt(V) 20

C．交流电b的电动势最大值为3 V D．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量为零

解析 线圈先后两次产生的正弦交流电的周期之比为2∶3，转速之比为3∶2，选项A错误；交流电a的周期为0.4 s，交流电a的电动势瞬时值u＝10sin 5πt(V)，选项B错误；由电动势最大值Em＝nBSω可知，二者最大值之比为3∶20

2，交流电b的电动势最大值为3 V，选项C正确；在图中t＝0时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，选项D错误。 答案 C

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