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1、课时分层作业(四十八)交变电流的产生和描述基础强化练1人教版选择性必修二P49图3.13改编位于磁场中的甲、乙两个矩形金属线框可绕各自的轴转动，两根导线将两个线框按如图所示方式连接现用外力使甲线框沿顺时针方向转动某时刻甲、乙线框恰处于如图所示的位置设此时乙线框的ab边受到的安培力为F，则()AF向上，乙线框表示电动机的工作原理BF向上，乙线框表示发电机的工作原理CF向下，乙线框表示电动机的工作原理DF向下，乙线框表示发电机的工作原理2某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变
2、化的图像是图中的()32023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()At1.0s时线圈平面平行于磁感线Bt1.5s时线圈中感应电流为0Ct2.0s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8J42023河南商丘九校联考矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交流电动势的瞬时值为e220sin100t(V)，则下列说法中正确的是()A当t0时，线圈平面与中性面垂直B当ts时，穿过线圈的磁通量等于零C该交流电不能击穿标注为“300V5F”的电容器D若转速n提高一倍，其他条件不变，
3、则电动势的变化规律将变为e440sin100t(V)5.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、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，下列图像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()6如图甲所示，将阻值为R5的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电压表、电流表均为理想电表，下列说法正确的是()A电压表两端读数为2.5VB电阻R消耗的电功率为1.2
4、5WC若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，如图丙所示，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1AD图乙交变电流与图丁所示的电流比较，接同一电阻的发热功率之比为1272023重庆模拟在图乙所示的电路中，通入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12，电表均为理想电表下列判断正确的是()A电压表的示数为6VB该交变电流的电压有效值为4VC电阻R一个周期内产生的热量一定大于9JD.电流表的示数为0.5A8(多选)如图甲所示，标有“220V40W”的灯泡和标有“20F360V”的电容器并联到交流电源上，V为交流电
5、压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示，闭合开关S.下列判断正确的是()A电容器会被击穿B交流电源的输出电压的有效值为220VCt时刻，V的示数为零Dt时刻，通过灯泡的电流为零能力提升练92023浙江绍兴月考如图所示为振动手电筒的示意图，通过摇晃手电筒使磁铁与线圈发生相对运动来给储电器充电，储电器再给LED灯泡供电一般来回摇晃手电筒的平均作用力约为2.0N，平均速度约为0.85m/s，机械能的四分之三可以转化成LED灯泡正常发光时的电能已知LED灯泡正常发光的电压为3.1V，电流为32mA.下列说法正确的是()A摇晃过程线圈磁通量保持不变BLED灯泡的电阻约为1000C摇晃手电筒的机械功
6、率约0.1WD手电筒摇晃1min，灯泡约可正常发光13min10.(多选)如图所示，虚线OO左侧有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，凸形线框abcdefgh以虚线OO为轴，以角速度匀速转动，abch是边长为L的正方形，defg是边长为L的正方形，线框的总电阻为R，从图示位置开始计时，则()A在t0时刻，线框中的感应电流最大B在转过90的过程中，线框中感应电流的瞬时值i随时间t变化的规律为iC线框中感应电流的最大值为ImaxD线框转过60时的瞬时电动势为11.2023济南模拟一半径为a的半圆形单匝闭合线框，其总电阻为r，空间中存有方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场某时刻在外力
7、驱动下，线框开始绕其水平放置的直径以角速度匀速转动(左侧观察顺时针转动).t时刻线框恰好转动至如图所示的竖直平面，下列说法正确的是()A线框匀速转动一周的过程中外力做功为WB从t时刻开始计时，感应电动势的表达式为esintVC线框从t时刻转到水平位置的过程中电路中的电荷量为qD设N点电势为零，t时刻M点电势为M课时分层作业（四十八）1解析：甲线框沿顺时针方向转动，根据右手定则可知，此时从上向下看，电流为顺时针方向，故乙线框中电流从a流向b，根据左手定则可知，ab边受到的安培力F向下，乙线框是在安培力作用下运动的，表示电动机的工作原理，故C正确，A、B、D错误答案：C2解析：转子转速为正常时的一
8、半，根据2n知，周期变为正常时的2倍，根据EmNBS知，最大值变为正常时的一半，结合我国电网交变电流的实际情况可知，B正确答案：B3解析：t1.0s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；t1.5s时磁通量变化率最大，线圈中感应电流不为0，故B错误；t2.0s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（）2，同时EmnBSnm，解得热量为82J，故D错误答案：C4解析：t0时，电动势为零，此时磁通量最大，线圈平面与磁感线垂直，线圈平面与中性面重合，选项A错误；当ts时，e220sin（100）V220V，电动势最大，磁通量为零，线圈
9、平面与中性面垂直，选项B正确；300V是电容器允许的最高电压，而该交流电最大电压是220V311V300V，所以此交流电可以击穿标注为“300V5F”的电容器，选项C错误；当转速n提高一倍时，由2n，EmNBS，可知增加一倍，则电动势的变化规律将变为e440sin200t（V），选项D错误答案：B5.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，但方向发生改变，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：D6解析：由
10、题图可知，电流的最大值为Im0.5A，则R两端电压的最大值为UmImR0.55V2.5V，有效值为U1.25V1.77V，A错误；R上的电功率为PUIW0.625W，B错误；线圈的转速提升一倍，电流也提升一倍，则电流的最大值变为1A，有效值变为A，则电流表读数为A，C错误；由有效值的概念可得，题图丁的有效值为0.5A，则题图乙与题图丁的有效值之比为1，根据PI2R可知，发热功率之比为12，D正确答案：D7解析：根据有效值的定义，在一个周期内，由焦耳定律得1s2s3s，可得电压有效值U6V，电压表示数为有效值，故A、B错误；热量必须根据有效值进行计算，则QT9J，故C错误；电流表示数也为有效值，
11、则I0.5A，故D正确答案：D8解析：交流电的最大值为220V311V，小于电容器的击穿电压，故电容器不会被击穿，故A错误；由乙图可知，交流电压的最大值为220V，有效值为V220V，故B正确；电压表的示数为有效值，电压表的示数为220V，故C错误；t时刻，灯泡两端电压的瞬时值为0，通过灯泡的电流的瞬时值为0，故D正确，故选B、D.答案：BD9解析：摇晃过程中，磁铁与线圈相对位置发生变化，线圈内磁通量改变，产生感应电流给储电器充电，A错误；灯泡电阻为R96.875，B错误；摇晃手电筒的机械功率约PFv20.85W1.7W，C错误；灯泡的电功率为P灯UI3.10.032W0.0992W，手电筒摇
12、晃1min，灯泡可正常发光的时间约为ts13min，D正确答案：D10解析：从图示位置开始计时，在转过90的过程中，线框中产生的感应电动势的瞬时值为eBL2sint，感应电流的瞬时值为i，故t0时刻，I0，线框中感应电流的最大值为Imax，选项A错误，B、C正确；线框转过60时的瞬时电动势为eBL2sinBL2，故选项D错误答案：BC11解析：根据法拉第电磁感应定律有，线框中产生感应电动势的有效值为E有NBSa2B，则线框匀速转动一周的过程中线框中产生的焦耳热为QT，T，联立解得Q，线框匀速转动一周的过程中外力做功等于线框中产生的焦耳热，即WQ，故A正确；t时刻开始计时，线框中产生的感应电动势的表达式为eEmcostcostV，故B错误；线框从t时刻转到水平位置的过程中电路中的电荷量为q，故C错误；设N点电势为零，t时刻M点电势为Mecos0，故D错误答案：A