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1、2014年高考物理一轮复习10.1交变电流的产生和描述10.1交变电流1矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是()A当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零解析线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边的速度与磁感线平行，即不切割磁感线，所以电动势等于零，此时穿过线框的磁通量的变化率等于零，感应电动势或感应电流的方向也在此时刻变化垂直于中性面时，穿过线框的磁
2、通量为零，但切割磁感线的两边都垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最大，即此时穿过线框的磁通量的变化率最大故C、D选项正确答案CD2. 如图1011所示，矩形线圈abcd绕轴OO匀速转动产生交流电，在图示位置开始计时，则下列说法正确的是()At0时穿过线圈的磁通量最大，产生的感生电流最大Bt(T为周期)时感生电流沿abcda方向C若转速增大为原来的2倍，则交变电流的频率是原来的2倍D若转速增大为原来的2倍，则产生的电流有效值为原来的4倍解析图示时刻，ab，cd边切割磁感线的有效速率为零，产生的感应电动势为零，A错误；根据线圈的转动方向，确定时线圈的位置，用右手定则可以确定线圈中的感应电流
3、方向沿abcda方向， B正确；根据转速和频率的定义可知C正确；根据EmnBS，E，I可知电流有效值变为原来的2倍，D错误答案BC3一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e220 sin 100t(V)，那么()A该交变电流的频率是100 HzB当t0时，线圈平面恰好与中性面垂直C当t s时，e最大D该交变电流电动势的有效值为220 V解析根据交变电流的表达式可知该交变电流的频率f50 Hz，有效值为220 V，A、D错；当t0时，e0，所以线圈平面恰好处于中性面，B错；当t s时，e有最大值220 V，C正确答案C4一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时
4、间变化的图像如图101甲所示，则下列说法中正确的是()图101At0时刻线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻的变化率达到最大C0.02 s时刻感应电动势达到最大D该线圈相应的感应电动势图像如图10118乙所示解析由t图知，在t0时，最大，即线圈处于中性面位置，此时e0，故A、D两项错误；由图知T0.04 s，在t0.01 s时，0，最大，e最大，则B项正确；在t0.02 s时，最大，0，e0，则C项错答案B5将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图101所示下列说法正确的是()图101A电路中交变电流的频率为0.25 HzB通过电阻的电流为 AC电阻消耗的
5、电功率为2.5 WD用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V 解析电路中交变电流的频率f25 Hz，A错；通过电阻的电流应为有效值IA A，用交流电压表测得电阻两端的电压是 V，B、D错；电阻消耗的电功率PI2R2.5 W，C对答案C6.如图101所示电路中，已知交流电源电压u200sin 100t(V)，电阻R100 .则电流表和电压表的示数分别为()A1.41 A,200 V B1.41 A,141 VC2 A,200 V D2 A,141 V解析电流表和电压表显示的是有效值，U100 V141 V；I1.41 A，故选项B正确答案B7一个单匝矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中
6、，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则()A线框交变电动势的最大值为nBSB线框交变电动势的有效值为nBSC从开始转动经过周期，线框中的平均感应电动势为2nBSD感应电动势瞬时值为e2nBSsin 2nt解析线框交变电动势的最大值为EmBS2nBS，产生的感应电动势瞬时值为e2nBSsin 2nt，A错、D对；该线框交变电动势的有效值为EnBS，B对；线框中的平均感应电动势E4nBS，C错 答案BD8如图101所示，abcd为一边长为L、匝数为N的正方形闭合线圈，绕对称轴OO匀速转动，角速度为.空间中只有OO左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.若闭合线圈的总电阻为
7、R，则()A线圈中电动势的有效值为NBL2 B线圈中电动势的最大值为NBL2C在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流D当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为NBL2解析最大值EmNBL2，有效值ENBL2.在转动的过程中，线圈始终有一半在磁场中运动，故线圈中始终有电流通过图中所示位置中，穿过线圈的磁通量为BL2，正确选项为B答案B9如图101所示的正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度转动，c、d两点与外电路相连，外电路电阻也为r，则下列说法中正确的是()AS断开时，电压表读数为BL2BS断开时，电压表读数为BL2CS闭合时，电流
8、表读数为BL2DS闭合时，线框从图示位置转过过程中流过电流表的电荷量为解析电路中产生的感应电动势的最大值为EmaxBL2，有效值为EBL2.当S断开时，电压表读数为UcdrBL2，A选项错误、B选项正确S闭合时，电压表的读数为UcdIBL2，电流表读数为，C选项错误S闭合时，线框从图示位置转过过程中流过电流表的电荷量为Qttt，D选项正确答案BD10电阻R1、R2和交流电源按照图101甲所示方式连接，R110 ，R220 .合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图101乙所示，则()图101A通过R1的电流的有效值是1.2 ABR1两端的电压有效值是6 VC通过R2的电
9、流的有效值是1.2 ADR2两端的电压有效值是6 V解析由题图知流过R2交流电电流的最大值I2m0.6 A，故选项C错误；由U2mI2mR212 V知，选项D错误；因串联电路电流处处相同，则I1m0.6 A，电流的有效值I10.6 A，故A项错误；由U1I1R16 V，故选项B正确 答案B11如图101所示，一台模型发电机的电枢是矩形导线框abcd，其ab和cd边长l10.4 m，ad和bc边长l20.2 m，匝数n100匝，它在磁感应强度B0.2T的匀强磁场中绕通过线框对称中心线且垂直于磁场方向的轴OO匀速转动，当开关S断开时，电压表的示数为10 V，开关S闭合时，外电路上标有“10 V、1
10、0 W”的灯泡恰好正常发光，求：图101(1)导线框abcd在磁场中转动的角速度？(线圈的电阻不计)(2)S闭合后，当导线框从图示位置转过60时的过程中通过灯泡的电荷量？解析(1)EnBS rad/s12.5 rad/s(2)nB1000.2 V VR10 ，qtt0.16 C(发电机模型)答案(1)12.5 rad/s(2)0.16 C12如图101所示的是一个匝数n10的线圈在匀强磁场中沿垂直于磁场方向的固定轴转动时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像根据图像回答下列问题：(1)关于线圈中的感应电动势，以下说法正确的是()A在t10.1 s时，线圈中的感应电动势最大B在t20.2 s时，
11、线圈中的感应电动势最大C在t30.3 s时，线圈中的感应电动势改变方向D在t40.4 s时，线圈中的感应电动势改变方向(2)线圈中的最大感应电动势多大？(3)在t10.1 s时刻和t20.2 s时刻，线圈中磁通量的变化率各是多少？(4)设t0时感应电动势为正值，画出感应电动势随时间变化的图像，并写出感应电动势的瞬时值表达式解析(1)由图像可知，在t10.1 s时刻，线圈中的磁通量最大，线圈转到中性面，感应电动势为零，在t20.2 s时刻，线圈中的磁通量为零，线圈平面跟磁场平行，感应电动势最大，A错、B对；在t30.3 s时刻，线圈中磁通量又达到最大值，感应电动势为零，方向发生改变，t40.4
12、s时刻前后，线圈中的感应电动势的方向不变，C对、D错(2)由图像可知，mBS0.2 Wb，线圈转动的周期T0.4 s，线圈转动的角速度5 rad/s.线圈中的最大感应电动势EmnBS100.25 V10 V.(3)在t10.1 s时刻，线圈中磁通量的变化率为0.t20.2 s时刻，线圈中的最大感应电动势为Em10 V，磁通量变化率为 Wb/s Wb/s.(4)感应电动势的变化周期跟磁通量的变化周期相同，并按余弦规律变化，在t0时，感应电动势为正的最大值，感应电动势随时间变化的图像如图所示瞬时值的表达式为e10cos 5t(V)答案(1)BC(2)10 V(3)0 Wb/s(4)图像如图所示e10cos 5t(V)高考学习网中国最大高考学习网站G | 我们负责传递知识！高考学习网：高考学习网：图101图101图101图101图1011
