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1、课时分层作业(三十二)交变电流的产生和描述基础题组1.如图，匀强磁场中，一单匝矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，线框中产生的交变电动势瞬时值随时间变化的规律为e20sin 100t (V).下列说法正确的是()A该线框转动的频率是100 HzB该线框产生的交变电动势最大值是20 VCt0.005 s时刻，线框平面与中性面重合Dt0.05 s时刻，穿过线框的磁通量变化率为02如图所示是一台发电机的结构示意图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状M是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴，铁芯上有一矩形线框，可绕与铁芯M共轴的固定转动轴旋转磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、
2、大小近似均匀的磁场若从图示位置开始计时，当线框绕固定转动轴匀速转动时，下列图象中能正确反映线框中感应电动势e随时间t变化规律的是()32022安徽定远模拟某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知定值电阻R并联的是一个理想交流电压表，D是理想二极管(正向电阻为零，反向电阻无穷大).在A、B间加一交流电压，瞬时值的表达式为u20sin 100t(V)，则交流电压表示数为()A10 V B20 VC15 V D14.1 V42022聊城模拟在匀强磁场中，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t的变化关系如图所示，已知线圈总电阻为2 ，则()At1
3、.0 s时线圈平面平行于磁感线Bt1.5 s时线圈中感应电流为0Ct2.0 s时线圈中的感应电动势为0D一个周期内线圈产生的热量为8 J5图甲为某品牌共享单车第一代产品，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为0.001 m2，共有100匝，线圈总电阻为1 ，线圈处于磁感应强度大小为T的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为9 的电阻连接，不计交流电流表的内阻在外力作用下线圈以10 rad/s的角速度绕轴OO匀
4、速转动时，下列说法中正确的是()A交流电流表的示数是0.002 AB电阻R的发热功率是0.4 WC该交流发电机产生的交流电的周期为0.2 sD当线圈平面和磁场方向平行时，线圈中的感应电流为零综合题组6甲图所示的正弦交流电通过乙图所示的数字触发器后会输出丙图所示的数字信号，丙图中数字信号对应两种电压状态，分别为0和2.0 V，触发器的转换规则是：交流电压数值小于时输出为0，交流电压数值大于时输出为2.0 V以下说法正确的是()A丙图中的电压有效值为2.0 VB丙图中的电压有效值约为1.6 VC丙图中的电压有效值约为1.4 VD丙图中的电压有效值约为1.3 V7(多选)图甲是一种振动发电装置的示意
5、图，半径为r0.1 m、匝数n20的线圈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BT，线圈电阻为R10.5 ，它的引出线接有R29.5 的小灯泡L.外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示(摩擦等损耗不计)，则()A小灯泡中电流的峰值为0.16 AB小灯泡中电流的有效值为0.16 AC电压表的示数约为1.5 VDt0.1 s时外力的大小为0.128 N课时分层作业（三十二）交变电流的产生和描述1解析：根据题述线框中产生的交变电动势瞬时值随时间变化的规律为e20sin 100
6、t （V），可知2f100，解得该线框转动的频率f50 Hz，选项A错误；该线框产生的交变电动势最大值是20V，有效值为20 V，选项B错误；t0.005 s时刻，线框中产生的交变电动势瞬时值为e120sin 0.5（V）20 V，此时线框平面与中性面垂直，选项C错误；t0.05 s时刻，线框中产生的交变电动势瞬时值为e220sin 5（V）0，可知此时穿过线框的磁通量变化率为0，线框平面与中性面重合，选项D正确答案：D2解析：因发电机的两个磁极N、S呈半圆柱面形状，磁极间的磁感线如图所示，即呈辐向分布，磁感应强度的大小不变，仅方向发生改变，故线框在磁场中转动时垂直切割磁感线，产生的感应电动势
7、的大小不变，线框越过空隙后，由于线框切割磁感线方向发生变化，所以感应电动势的方向发生变化，综上所述，D正确答案：D3解析：二极管具有单向导电性，使得半个周期内R通路，另半个周期内R断路设交流电压表示数为U，则一个周期内的电阻发热为：QTT，解得：U10 V故A正确，B、C、D错误，故选A.答案：A4解析：t1.0 s时磁通量最大，线圈平面垂直于磁感线，而非平行于磁感线，故A错误；t1.5 s时磁通量变化率最大，线圈中感应电流不为0，故B错误；t2.0 s时线圈的磁通量变化率为零，故感应电动势为0，故C正确；一个周期内线圈产生的热量Q，同时EmnBSnm，解得热量为82 J，故D错误答案：C5解
8、析：线圈产生的最大感应电动势为EmNBS1000.00110 V2 V，有效值为E2 V，根据闭合电路的欧姆定律可知，I A0.2 A，电阻R产生的热功率为PI2R0.36 W，故A、B错误交流电的周期T0.2 s，故C正确当线圈平面和磁场方向平行时，线圈中的感应电流最大，故D错误故选C.答案：C6解析：本题考查交变电流的瞬时值和交变电流图象问题正弦交变电流的交流电压数值对应于正弦的30，对应的时间为，如图甲所示，则一个周期内电压小于的时间为，对应于题图丙一个周期电压为2 V的时间为，如图乙所示，根据有效值的定义可得T，将U12 V代入，解得U1.63 V，即电压有效值约为1.6 V，B正确答案：B7解析：由题意及法拉第电磁感应定律知道，线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的峰值为EmnBlvnB2rv，故小灯泡中电流的峰值为Im A0.16 A，选项A正确，B错误；电压表示数为UR21.07 V，选项C错误；当t0.1 s也就是时，外力的大小为FnB2rIm0.128 N，选项D正确答案：AD