微练(三十) 交流电的产生和描述-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（新教材新高考）

微练(三十)　交流电的产生和描述 一、单项选择题 1.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,下列说法正确的是 (　　) A.线圈平面在中性面位置时,穿过线圈的磁通量变化最快 B.线圈平面垂直中性面时,穿过线圈的磁通量最小,感应电动势最大 C.穿过线圈的磁通量最大时,线圈产生的瞬时电动势也最大 D.线圈每通过中性面两次,电流方向改变一次 解析　在中性面位置时,线圈平面与磁场垂直,穿过线圈的磁通量最大,穿过线圈的磁通量变化率为零,即穿过线圈的磁通量变化最慢,线圈产生的瞬时感应电动势最小,故A、C两项错误;在垂直中性面位置时,穿过线圈的磁通量最小,但穿过线圈的磁通量变化最快,产生的瞬时电动势也最大,B项正确;线圈每通过中性面一次,电流方向改变一次,D项错误。 答案　B 2.如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中绕OO'轴顺时针(沿OO'方向看)匀速转动时,线圈中产生正弦交流电。从线圈转过图示位置开始计时,设沿abcda方向为电流正方向,则线圈中产生的交流电图像是图中的哪一个 (　　) A　　　　B　　　　C　　　　D 解析　在图示位置,穿过线圈的磁通量达到最大,线圈中产生的感应电流为零,即t=0,i=0,当线圈绕OO'轴顺时针(沿OO'方向看)匀速转动时,穿过线圈的磁通量减小,且原磁场方向向上,根据楞次定律可知感应电流的磁场方向和原磁场方向相同,故线圈中的感应电流的方向沿abcda,电流为正方向,A项正确。 答案　A 3.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动,线圈匝数n、面积S,产生的交变电动势的图像如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.时刻线圈平面与中性面平行 B.穿过线圈的磁通量最大值为 C.在0~时间内,穿过线圈的磁通量在减少 D.在0~时间内,线圈中感应电动势的平均值为0 解析　时刻感应电动势最大,磁通量最小,且为零,所以线圈平面与中性面垂直,故A项错误;电动势的最大值为E0=nBSω=nΦmω=nΦm,解得穿过线圈的磁通量最大值为Φm=,B项错误;在0~时间内,感应电动势不断减少,最后为零,则磁通量不断增加,最后达到最大,故C项错误;在0~时间内,ΔΦ=0,根据=n可得平均电动势等于零,故D项正确。 答案　D 4.一矩形金属线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的转轴匀速转动,产生交变电流的电动势为e=220sin(100πt) V,对于这个交变电流的说法正确的是 (　　) A.此交变电流的频率为100 Hz B.此交变电流电动势的有效值为220V C.耐压为230 V的电容器能够在该交变电路中使用 D.t= s时,线圈平面与中性面重合,此时磁通量最大 解析　由电动势表达式可知,此交变电流的频率为f==50 Hz,A项错误;此交变电流电动势的有效值为E==220 V,B项错误;电容器的耐压为230 V,低于交变电压的最大值220 V,故该电容器不能在该交变电路中使用,C项错误;交变电压的周期为0.02 s,t= s时,相当于时,线圈平面与中性面重合,此时磁通量最大,D项正确。 答案　D 5.指针式石英钟的步进电机原理如图甲所示,在由硅钢片迭压而成的定子上绕有线圈,由永磁体构成的圆柱形转子,可绕垂直线圈的转轴O转动,其两磁极分布在柱面上。当电路产生的脉冲电信号(如图乙所示)输入到线圈时,线圈就产生磁场,且线圈两端的磁极随着输入电流方向的变化而变化,使转子每次按预定的方向(弧形箭头方向)旋转180°,转子带动齿轮,齿轮带动秒针转过一秒。则图乙中脉冲电信号的频率为 (　　) A.4.0 Hz B.2.0 Hz C.1.0 Hz D.0.5 Hz 解析　电流方向变化一次,齿轮带动秒针转过一秒,一个周期内电流变化两次,所以脉冲的周期应该为2 s,又因为频率与周期互为倒数,所以频率为0.5 Hz,D项正确。 答案　D 6.如图甲所示,一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动,从图示位置开始计时,产生的感应电动势如图乙所示。则关于该交流电,下列说法正确的是 (　　) A.该交流电电动势的瞬时表达式为e=110·sin(100πt) V B.该交流电电动势的有效值为110 V C.转动过程中磁通量的最大值为 Wb D.可以将耐压值为110 V的电容器直接与该线圈串联 解析　由图乙可知该交流电电动势的最大值为110V,周期为0.01 s,可求得角速度为ω==200π rad/s,所以该交流电电动势的瞬时表达式为e=110sin (200πt) V,因此该交流电电动势的有效值为110 V,故A、B两项错误;由Em=nBSω可得Φm=BS==Wb,C项正确;由于该交流电电动势的最大值为110V,超过了电容器的耐压值,故D项错误。 答案　C 7.某电路中的电流随时间的变化规律如图所示,让该电流通过一个阻值为2 Ω的电阻,在0.6