第三章 交变电流-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册同步核心辅导与测评课时作业（人教版）

章末达标检测(三) (满分：100分) 一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项符合题目要求) 1．如图甲所示是目前市面上流行的手摇手机充电器，它体型小，携带方便，可以在紧急状态下给手机临时充电。若某人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，当线圈转到图乙所示位置时，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　乙 A．线圈中无电流 B．电流方向将发生改变 C．线圈中的电流最大 D．穿过线圈的磁通量的变化率为0 解析：C　当线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，产生正弦式交变电流。当线圈转到图乙所示位置时，线圈中电流最大，A错误，C正确；线圈转到中性面时，电流方向发生改变，B错误；图乙所示位置为中性面的垂面，磁通量为零，但穿过线圈的磁通量的变化率最大，D错误。 2．某小型发电机产生的感应电动势为e＝50·sin (100πt) V。对此电动势，下列表述正确的是(　　) A．最大值是50 V B．频率是100 Hz C．有效值是25 V D．周期是0.02 s 解析：D　从线圈位于中性面开始计时，感应电动势的表达式为e＝Emsin ωt，因为e＝50sin (100πt)V，所以最大值是Em＝50 V，A错误；由ω＝2πf＝100π rad/s得f＝50 Hz，B错误；电动势有效值是E＝＝25 V，C错误；T＝＝0.02 s，D正确。 3．图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的正弦式交变电流如图乙所示，则(　　) 甲　　　　　　　　　　乙　　　 A．磁铁的转速为10 r/s B．每秒钟交变电流方向变化5次 C．风速加倍时电流的表达式为i＝1.2sin 10πt(A) D．风速加倍时线圈中电流的有效值加倍 解析：D　通过乙图可知周期T＝0.2 s，转速为n＝＝5 r/s，A错误；在一个周期内电流方向改变2次，故1 s内电流方向改变的次数为N＝×2＝×2＝10次，B错误；通过乙图可知电流的最大值为0.6 A，周期T＝0.2 s，ω＝＝10π rad/s，故电流的表达式为i＝0.6sin 10πt (A)，风速加倍时，角速度加倍，根据Em＝nBSω可知产生的感应电动势最大值加倍，形成的感应电流加倍，线圈中电流的有效值加倍，故风速加倍时电流的表达式为i＝1.2sin 20πt (A)，C错误，D正确。 4．随着科技的进步，温室气体逐渐增多，造成全球变暖，人们开始意识到节能减排的重要性。如图甲所示为某款家用式变频空调，其内部的交流变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变交流电动机的转速。变频空调开始工作时，当室内温度降至设定温度后，交流电动机处于低速持续运转状态，维持室温基本不变，从而达到节能减排的效果。如图乙所示为变频空调的内部结构简图，其理想变压器的原、副线圈的匝数分别为n1＝200、n2＝100，电压表为理想交流电表。若因交流变频器的作用使得输出电压的频率增大为原来的2倍，下列说法正确的是(交流变频器可视为交流发电机)(　　) 甲　　　　　　　　　　乙　　　　 A．理想变压器副线圈的输出电压变为原来的2倍 B．若没有交流变频器，则电压表的示数为220 V C．穿过原、副线圈的磁通量之比为1∶2 D．穿过原、副线圈的磁通量之比为2∶1 解析：A　交流变频器输出电压的频率增大为原来的2倍，由Em＝nBSω＝nBS·2πf可知原线圈的输入电压变为原来的2倍，由＝可知副线圈的输出电压变为原来的2倍，A正确；若没有交流变频器，原线圈输入电压为220 V，又n1∶n2＝2∶1，则电压表的示数为110 V，B错误；根据变压器的原理可知，原、副线圈中的磁通量是相同的，所以穿过原、副线圈的磁通量之比为1∶1，C、D错误。 5．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场方向的OO′轴匀速转动。线圈abcd的匝数为n，电阻不计。理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶3，定值电阻的阻值为R，所用电表均为理想交流电表。当线圈abcd以角速度ω匀速转动时，电压表的示数为U，则(　　) A．此时电流表的示数为 B．在线圈abcd转动的过程中，穿过线圈的磁通量的最大值为 C．从图示位置(线圈abcd与磁场方向平行)开始计时，线圈电动势瞬时值表达式e＝cos ωt D．当线圈转动的角速度增大为4ω时，电压表读数仍为U 解析：C　电压表的示数为U，副线圈中的电流I2＝，由＝得I1＝I2＝，A错误；在线圈abcd的转动中，产生的最大感应电动势为Em＝nBSω，由＝，U1＝U2＝，则有BS＝＝＝，B错误；由Em＝U1＝可知，当线圈abcd与磁场方向平行时开始计时，线圈中电动势瞬时值表达式为e＝cos ωt，C正确；当线圈转动的角速