专题69 交变电流的变化规律及其描述-【鼎力高考】2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升

2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升 专题69 交变电流的变化规律及其描述 特训目标 特训内容 目标1 旋转线框产生交变电流的问题（1T—4T） 目标2 导体棒切割产生交变电流的问题（5T—8T） 目标3 有效值的计算（9T—12T） 目标4 平均值的计算（13T—16T） 【特训典例】 1、 旋转线框产生交变电流的问题 1．线圈的匝数为100匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示。下列结论正确的是（　　） A．在和时，线圈平面和磁场垂直，电动势最大 B．在和时，线圈平面和磁场垂直，电动势为零 C．在和时电流方向不变 D．在和时，线圈切割磁感线的有效速率最大 2．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示，则（　　） A．时，穿过线圈的磁通量均为零 B．a表示的瞬时值表达式为 C．a表示的交变电流的频率为 D．b表示的感应电动势的最大值为 3．交流发电机的线圈绕垂直于匀强磁场的中心轴逆时针匀速转动，角速度，线圈从图示位置开始计时（此时线圈平面与磁场平行），理想电流表的示数为，已知线圈匝数为1000匝，内阻，外接电阻，则（　　） A．时刻与时刻通过R的电流方向相同 B．通过线圈磁通量的最大值为 C．时线圈磁通量的变化率最大 D．外接电阻R在内产生的总焦耳热为 4．如图所示，处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中的矩形线框，以恒定的角速度绕对角线转动。已知长为，长为，线框总电阻为R。时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是（    ） A．矩形线框产生的感应电动势有效值为 B．矩形线框转过时的电流大小最大 C．矩形线框转动一周，通过线框任意横截面的电荷量为0 D．矩形线框转过过程中产生的热量为 2、 导体棒切割产生交变电流的问题 5．如图1所示，固定在水平面上的平行光滑导轨左端接有阻值的电阻，整个导轨处在方向竖直向上、磁感应强度大小的匀强磁场中。一质量为、电阻的导体棒ab沿导轨向右运动，在外力F作用下，其速度v随时间t的变化关系如图2所示。已知导体棒ab的长度，导轨电阻不计，整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直且接触良好。则在的时间内（　　）    A．导体棒ab两端电压的峰值为 B．外力F做的功为 C．通过电阻R的电荷量为 D．外力F的冲量大小为 6．图甲是一种振动发电机的示意图，半径、匝数的线圈（每匝的周长相等）位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示），线圈所在位置的磁感应强度的大小均为，外力F作用在线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙（正弦函数曲线）所示。发电机通过灯泡L后接入理想变压器，对图中电路供电，发电机正常工作时三个小灯泡均正常发光，灯泡完全相同且，不计线圈电阻，下列说法中正确的是（　　） A．发电机产生的电动势的瞬时值表达式为 B．变压器原、副线圈的匝数比为2：1 C．每个小灯泡正常发光时的功率为4W D．时理想电压表的示数为6V 7．如图所示，光滑的长直金属杆通过两个金属环与一个形状为一个周期内完整正弦函数图像的金属导线连接，导线其余部分未与杆接触。金属杆电阻不计，导线电阻为，、间距离为，导线构成的正弦图形顶部和底部到杆的距离都是，在导线和金属杆所在平面内有两个方向相反的有界匀强磁场区域，磁场区域的宽度均为，磁感应强度大小均为，现在外力作用下导线以恒定的速度水平向右运动，时刻导线从点进入磁场，直到导线全部离开磁场区域的过程中，下列说法正确的是（　　） A．感应电流的最大值为 B．外力的最大值为 C．整个过程中金属导线产生的焦耳热为 D．整个过程中金属导线产生的焦耳热为 8．如图所示，直角坐标系的第一、三象限有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，有一电阻为、半径为、圆心角为60°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的轴以角速度匀速转动（轴位于坐标原点）。则下列说法正确的是（　　） A．产生的交变电流的周期 B．产生的交变电流的周期 C．导线框内产生的感应电流的有效值为 D．导线框内产生的感应电流的有效值为 3、 有效值的计算 9．闭合回路中的交变电流在1个周期内的图像如图所示，其中图线的ab段和bc段均为正弦曲线的四分之一，则该交变电流的有效值为（　　） A． B． C． D． 10．在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。电阻R的阻值为12Ω，电表均为理想电表，下列判断正确的是（　　） A．电压表的示数为 B．该交变电流的电压有效值为 C．电阻R一个周期内产生的热量为12J D．