第十一章 交变电流 传感器 电磁振荡与电磁波-【高考领航】2024高考物理大一轮复习课时作业word（新教材，人教版）

限时规范训练(38)　交变电流的产生和描述 [基础巩固题组] 1．(2022·浙江卷)下列说法正确的是(　　) A.恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用 B.小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向 C.正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大 D.升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率 解析：B　恒定磁场对速度不平行于磁感线的运动电荷才有力的作用，A错误；小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向，B正确；正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流为0，C错误；根据变压器的原理可知，副线圈中磁通量的变化率小于或等于原线圈中磁通量的变化率，D错误。 2．(2022·浙江卷)如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是(　　) 甲 乙 A.甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 B.乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 C.甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电 D.乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电 解析：A　甲图中细短铁丝显示的磁场分布均匀，则线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，故A正确；乙图中细短铁丝显示的磁场分布不均匀，则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场，故B错误；根据发电机原理可知甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦交流电，故C错误；乙图中是非匀强磁场，则线圈匀速转动时不能产生正弦交流电，故D错误。 3.在匀强磁场中，匝数N＝100的矩形线圈绕垂直磁感线的转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间变化规律如图所示，则下列说法正确的是(　　) A.t＝0.5×10－2 s时，线圈平面与中性面重合 B.t＝1×10－2 s时，线圈中磁通量变化率最大 C.穿过每一匝线圈的最大磁通量为1×10－3 Wb D.线圈转动的角速度为50π rad/s 解析：C　由题图可知，当t＝0.5×10－2 s时，感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直，故A错误；当t＝1×10－2 s时，感应电动势为0，磁通量变化率为0，故B错误；该交流电的周期T＝0.02 s，则线圈转动的角速度ω＝＝ rad/s＝100π rad/s，交流电的最大感应电动势Em＝NBSω，所以Φm＝BS＝＝ Wb＝1×10－3 Wb，故C正确，D错误。 4.一个匝数为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如图所示规律变化。则线圈中产生的交变电流的有效值为(　　) A.5 A　　　　　　 B.2 A C.6 A D.5 A 解析：B　由题图可知，0～1 s内线圈中产生的感应电动势E1＝n＝100× V＝1 V，1～1.2 s内线圈中产生的感应电动势E2＝n＝100× V＝－5 V，由电流的热效应有Δt1＋Δt2＝I2RT，T＝Δt1＋Δt2，联立并代入数据解得I＝2 A，故B正确。 5.(2023·湖北黄冈市模拟)如图是某一线圈通过的交流电的电流—时间关系图像(前半个周期为正弦波形的)，则一个周期内该电流的有效值为(　　) A.I0 B.I0 C.I0 D.I0 解析：B　设该电流的有效值为I，由I2RT＝()2R·＋(2I0)2R·，解得I＝I0，故选B。 6.某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻R的阻值不随温度变化。与R并联的是一个理想的交流电压表，D是理想二极管(它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大)。在A、B间加一交流电压，其瞬时值的表达式为u＝20sin 100πt(V)，则交流电压表示数为(　　) A.10 V B.20 V C.15 V D.14.1 V 解析：D　二极管具有单向导电性，使得半个周期内R通路，另外半个周期内R断路，在正半周期内，交流电压的有效值为20 V，故一个周期内电阻产生的热量为Q＝T＝·，解得U＝10 V≈14.1 V，选项D正确。 7．一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示。则Q方∶Q正等于(　　) A.1∶ B.∶1 C.1∶2 D.2∶1 解析：D　由有效值概念知，一个周期内产生的热量Q方＝·＋·＝T，Q正＝T＝T＝·T，故Q方∶Q正＝2∶1。 [能力提升题组] 8.(2022·辽宁省大连市高三二模)如图所示，在直线MN上方空间有垂直于线框平面的匀强磁场，磁感应强度为B。顶角为60°、电阻为R、半径为L的扇形线框绕O点以角速度ω逆时针匀速转动，在连续转动过程中，线框