第一节 交变电流-2021-2022学年高中物理同步课时分层训练（人教版选择性必修第二册 ）

第一节 交变电流 【基础过关】 1．(2020-2021学年北京101中学高二(上)期末)(多选)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则(　　) A．线框产生的交变电动势有效值为311V B．线框产生的交变电动势的频率为50Hz C．t=0.01s时线框平面与中性面重合 D．t=0.15s时线框平面与中性面重合 【解析】 A．由图乙可知，线框产生的交变电动势最大值为311V，有效值为 ，A错误； B．线框产生的交变电动势的周期为0.02s，频率为50Hz，B正确； C．t=0.01s时电动势的瞬时值为零，线框平面与中性面重合，C正确； D．t=0.15s时电动势的瞬时值最大，线框平面与中性面垂直，D错误。故选BC。 【答案】 BC 2．(2020-2021学年西安中学高二(上)期末)通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s．电阻两端电压的有效值为( ) A．12V B．4 V C．15V D．8 V 【解析】 根据电流的热效应计算电流的有效值： 可得流过电阻的电流的有效值： A 电阻两端电压的有效值为： V，故B正确． 【答案】 B 3．(2020-2021学年吴忠中学高二(下)期中)如图所示，为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是(　　) A．这也是一种交流电 B．电流的变化周期是0.01 s C．电流的有效值是1 A D．电流通过100 Ω的电阻时，1 s内产生的热量为200 J 【解析】 交流电的特点是电流方向变化；因而图中电路不是交流电，A错误， 根据图像可得电流的变化周期是0.02s，B错误， 根据有效值的定义得： ，带入数据解得： I=1A，电流通过100Ω的电阻时，1s内产生热量为100J，C正确D错误 【答案】 C 4．(2020-2021学年北京四中高二(下)期中)(多选)如图所示，甲、乙为两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压波形是正弦函数图像的一部分。下列说法正确的是(　　) A．图甲所示电压的瞬时值表达式为u=20sin(100πt)V B．图甲所示电压的瞬时值表达式为u=20sin(100t)V C．图乙所示电压的有效值为10 V D．图乙所示电压的有效值为10V 【解析】 AB．题图甲所示电压的最大值为 ,周期为0．02s，则电压的瞬时值表达式为 ，故A正确，B错误； CD．根据有效值的定义有 ，解得题图乙所示电压的有效值为 ，故D正确，C错误。故选AD。 【答案】 AD 5．如图所示，在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路。t1、t2时刻线框分别转到图甲、乙所示的位置，下列说法正确的是(　　) A．t1时刻穿过线框的磁通量最大 B．t1时刻电阻中的电流最大，方向从右向左 C．t2时刻穿过线框的磁通量变化最快 D．t2时刻电阻中的电流最大，方向从右向左 【解析】 AB．t1时刻，穿过线框的磁通量为零，线框产生的感应电动势最大，电阻中的电流最大，根据楞次定律，通过电阻的电流方向从右向左，故A错误，B正确； CD．t2时刻，穿过线框的磁通量最大，线框产生的感应电动势为零，电阻中的电流为零，故CD错误。故选B。 【答案】 B 6．如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开关，则下列说法正确的是(　　) A．从正前方看去，该线框将会逆时针转动 B．若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变 C．转动过程中线圈中电流方向变化，流过R的电流方向不变 D．线框转过 时，穿过线框平面的磁通量最大，且为nBS 【解析】 A．根据电源正负极可知，从上往下看，电流为逆时针电流，根据左手安培定则可知，ab导体棒受力向上，cd导体棒受力向下，所以从正面看线框会顺时针转动，A错误。 B．同时调转电极和磁极方向，相当于同时改变磁场和电流方向，根据左手安培定则可知，线框受力方向不变，所以转动方向不会发生改变，B错误。 C．下面的电路为直流电流，电流的方向不发生改变，C正确。 D．根据磁通量的公式 ，可知，在计算磁通量的时候，不应该出现匝数，所以D错误。故选C。 【答案】 C 7．下列各图中哪些情况线圈中无交变电流产生(　　) A． B． C． D． 【解析】 A．当线圈转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，则线圈中不会出现感应电流。故A项符合题意； BCD．当线圈转动时，穿过线圈的磁通量发生周期性变化，则线圈中会出现感应电流，且为交变电流。故B、C、D不符合题意。故选A。 【答