(配套教参)高效作业38 交变电流的产生及描述-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习物理一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

高效作业38　交变电流的产生及描述

(见学生用书P363)

微考点一　交变电流的产生及规律

1．2023·温州中学模拟如图所示，图甲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；图乙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(　A　)

甲　　　　　　　　　　乙

A．图甲中线圈转动区域的磁场可视为匀强磁场

B．图乙中线圈转动区域的磁场可视为匀强磁场

C．图甲中线圈转动时产生的电流是正弦式交变电流

D．图乙中线圈匀速转动时产生的电流是正弦式交变电流

【解析】 题图甲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；题图乙中细短铁丝显示的磁场分布不均匀，则线圈转动区域的磁场不能看成匀强磁场，故B错误；根据发电机原理可知图甲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式交变电流，故C错误；图乙中磁场为非匀强磁场，所以线圈匀速转动时不能产生正弦式交变电流，故D错误。

2．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图所示，则(　B　)

A．t＝0.5 s时，线圈平面平行于磁感线

B．t＝1 s时，线圈中的感应电流最大

C．t＝1.5 s时，线圈中的感应电动势最大

D．t＝2.0 s时，线圈中的感应电流方向将改变

【解析】 t＝0.5 s时，磁通量最大，则线圈平面垂直于磁感线，选项A错误；t＝1 s时，磁通量为0，线圈平面与磁感线平行，则线圈中的感应电流最大，选项B正确；t＝1.5 s时，磁通量最大，磁通量变化率为0，则此时线圈中的感应电动势为0，选项C错误；t＝2.0 s时，磁通量为0，感应电动势最大，此时线圈中的感应电流方向不变，选项D错误。

3．2023·丽水中学模拟如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N、面积为S、总电阻为r的矩形线圈绕其中心线以角速度ω匀速转动，矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表。当电流从A到B时交流电流表的指针向右偏，反之则向左偏。对此，下列说法正确的是(　A　)

A．电流表的示数为

B．电流表的示数为

C．从图示位置开始计时，经过时间，电流表指针向左偏

D．从图示位置开始计时，经过时间，电流表指针向右偏

【解析】 电流表的示数为有效值，则有I＝＝，B错误，A正确；矩形线

圈转动的周期T＝，当经过时间＝，根据楞次定律可知，电流从B流向A，故电流表指针向左偏，D错误；当经过＝T，根据楞次定律可知，电流从A流向B，故电流表指针向右偏，C错误。

4．如图所示，一多匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈电阻r＝1.0 Ω，外电路电阻R＝9.0 Ω。当线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生的电动势e＝20sin 10πt(V)。闭合开关S，下列说法正确的是(　C　)

A．线圈转到图示位置时穿过线圈的磁通量变化率最大

B．电路中理想交流电流表的示数为2.0 A

C．外接电阻R所消耗的电功率为18 W

D．该交变电流的频率为10 Hz

【解析】 由磁通量的定义可知，线圈转到图示位置时穿过线圈的磁通量最大，但其变化率为0，故A错误；电路中电流的最大值Im＝＝2 A，电流表显示的为有效值，I＝＝ A，故B错误；外接电阻R所消耗的电功率为P＝I2R＝18 W，故C正确；根据ω＝2πf＝10π rad/s，解得f＝5 Hz，故D错误。

5．右图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，n1>n2，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁体，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈