第十二章 第1讲 交变电流的产生和描述-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮限时巩固（新教材，人教版）

第十二章　交变电流　电磁振荡和电磁波　传感器 第1讲　交变电流的产生和描述 1.(2022·广东广州模拟)在下列四幅ut图像中,能正确反映我国居民生活所用交变电流的是(　　) 2.(2022·海南海口模拟)如图所示为一正弦式交变电压随时间变化的图像,由图可知(　　) A.交变电流的周期为2 s B.用电压表测量该交流电压时,读数为311 V C.交变电压的有效值约为220 V D.将它加在电容器上时,电容器在正常工作时的耐压值小于或等于311 V 3.(2022·北京丰台区模拟)如图为交流发电机的示意图,矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′逆时针匀速转动,发电机的电动势随时间的变化规律为e=20sin 100πt V。下列说法正确的是(　　) A.此交变电流的频率为100 Hz B.此交变电动势的有效值为20 V C.当线圈平面转到图示位置时产生的电流方向为ABCD D.当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率最大 4.图1中,单匝矩形闭合线圈abcd在匀强磁场B中绕垂直磁场的轴OO′匀速转动。当线圈的转速为n1和n2时,穿过该线圈的磁通量随时间分别按图2中甲、乙的正弦规律变化,已知线圈的电阻为 5.0 Ω,则(　　) A.0.2 s时,甲、乙对应的线圈平面均垂直于磁感线 B.0.05 s时,乙对应的线圈中产生的感应电动势最大 C.甲、乙对应的线圈的转速之比n1∶n2=4∶5 D.甲对应的线圈中交变电流的最大值为π A 5.(2022·湖北黄冈模拟)如图所示,单匝闭合矩形导线框abcd电阻为R,ef为线框与磁场边界的交点,ed=cf=2ae=2bf=2ab=2cd=2L。线框绕过ef的轴以角速度ω匀速转动,从图示位置开始计时,若匀强磁场的磁感应强度为B,下列说法正确的是(　　) A.t=0时刻,回路中电流i= B.回路中电流的最大值Im= C.回路中感应电动势的有效值E= D.前周期内,回路中平均感应电动势= 6.(2022·北京西城区模拟)正方形线框abcd在匀强磁场中,绕垂直于磁感线的轴OO′以角速度ω匀速转动,如图所示。线框边长为L,匝数为N,线框的总电阻为r,外电路的电阻为R,磁感应强度的大小为B。求: (1)转动过程中产生的感应电动势的最大值Em; (2)线圈转动过程中,图中交流电压表的示数U; (3)从图示位置开始,线圈转过90°的过程中通过电阻R的电荷量q。 7.(2023·广东广州模拟)(多选)如图甲所示电路中,已知电阻R1=R2=R,和R1并联的D是理想二极管(正向电阻可视为零,反向电阻为无穷大),在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压(电压为正值时,UAB>0)。由此可知(　　) A.在A、B之间所加的交变电压的周期为2 s B.在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u=Umsin ωt= 20sin 100πt V C.加在R1上电压的有效值为10 V D.加在R2上电压的有效值为5 V 8.(2022·辽宁沈阳模拟)(多选)如图所示,用材料和粗细相同的导线绕成的单匝正三角形线圈甲、乙固定在同一水平面内,边长之比为3∶1,线圈所在空间存在与线圈平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B随时间t的变化关系为B=B0cos ωt。下列说法正确的是(　　) A.线圈甲、乙中产生的交变电流频率之比为3∶1 B.线圈甲、乙中产生的交变电流频率之比为1∶1 C.在0～时间内,线圈甲、乙中产生的焦耳热之比为9∶1 D.在0～时间内,线圈甲、乙中产生的焦耳热之比为27∶1 9.(2022·浙江温州三模)为了提高自行车夜间行驶的安全性,某同学设计了两种发电装置为车灯供电。 方式一:如图甲所示,固定磁极N、S在中间区域产生匀强磁场,磁感应强度B1=0.1 T,矩形线圈abcd固定在转轴上,转轴过ab边中点,与ad边平行,转轴一端通过半径r0=1.0 cm的摩擦小轮与车轮边缘相接触,两者无相对滑动。当车轮转动时,可通过摩擦小轮带动线圈发电,使L1、L2两灯发光。已知矩形线圈N=100匝,面积S=10 cm2,线圈abcd总电阻R0=2 Ω,小灯泡电阻均为R=2 Ω。 方式二:如图乙所示,自行车后轮由半径r1=0.15 m的金属内圈、半径r2=0.45 m的金属外圈(可认为等于后轮半径)和绝缘辐条构成。后轮的内、外圈之间沿同一直径接有两根金属条,每根金属条中间分别接有小灯泡L1、L2,阻值均为R=2 Ω。在自行车支架上装有强磁铁,形成了磁感应强度B2=1 T、方向垂直纸面向里的“扇形”匀强磁场,张角θ=90°。 以上两种方式,都不计其他电阻,忽略磁场的边缘效应。 (1)“方式一”情况下,当自行车匀速骑行速度v=6 m/s时,求小灯泡L1的电流有效值I1。 (2)“方式二”情况下,当自行车匀速骑行速度v=6 m/s时,求小