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沪科版（2020）选修第二册第二节 交变电流同步达标检测题
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这是一份沪科版（2020）选修第二册第二节 交变电流同步达标检测题，共7页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
第六十六讲：交变电流的产生及描述
一、单选题
1．一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势（V），则以下说法正确的是（ ）
A．交变电流的频率是 B．交变电流的周期是0.01s
C．时，线圈位于中性面 D．时，e有最大值
2．如图所示，矩形导线框abcd放置在粗糙绝缘的水平面上。固定在水平面上的长直导线平行于ab。导线中通有交变电流，规定水平向左为电流的正方向，线框始终处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．该交变电流的最大值为4A B．该交变电流的频率为5Hz
C．时，线框中感应电流的方向为abcda
D．时，线框对水平面的摩擦力方向垂直指向导线
3．交流发电机的示意图如图所示，当线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动时，电路中产生的最大电流为，已知线圈转动的周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置磁通量最大，磁通量的变化率最大
B．图示位置电流最大，方向为A→B
C．从图示位置开始经过，电流方向将发生改变
D．从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为
4．如图所示为某一交变电流的电流—时间图像（前半周期为正弦交流电），则该交变电流的有效值为（ ）
A． B． C． D．
5．随着国家“双碳”计划的推进，单相发电机得到更为广泛的应用。如图甲为单相电交流发电机内部结构图，匝数为N的矩形线圈位置不变，磁铁绕轴转动后，线圈中生成正弦波形交变电流如图乙所示，其电动势峰值为，周期为T，回路总电阻为R，则在时间内通过线框截面的电荷量为（ ）
A． B． C． D．
6．图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若外接电阻，线圈的电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．时通过线圈的磁通量为零 B．电压表的示数为
C．电阻R上的电功率为1200W D．该电动势的瞬时值
7．部分磁电式万用表的交流挡简要原理如下：为了使直流电表可以显示交流电的有效值，我们对电路进行改装。一正弦交流电先经过全波整流，得到如图1所示的波形，之后流经直流电流表。此时电流表读数为整流后电流一个周期内的平均值，再通过电位器将电流放大为原来的倍（原电流有效值/电流平均值，称为波形系数），就可以显示原电流有效值。下列说法正确的是（ ）
A．经全波整流后电流的有效值为
B．经全波整流前该交流电的方向每秒钟改变50次
C．在不改变的前提下，该电表可以测量方波形交流电的有效值
D．在此次测量中，应当等于，才能保证读数准确
8．A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流。通过两电热器的电流有效值之比等于（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，边长为的正方形线圈abcd其匝数为n，总电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度绕轴匀速转动，则以下判断中错误的是（ ）
A．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式
B．在时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快
C．从时刻到时刻，电阻R上产生的热量为
D．从时刻到时刻，通过R的电荷量
10．如图所示，半径为2L的光滑圆导轨内部存在理想边界的匀强磁场，其边界为与导轨内切、半径均为L的两个外切圆，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一根长度为2L的金属棒一端铰接于圆心O，另一端搭在导轨上，从导轨和圆心处分别引出两根导线接在阻值为R的定值电阻两端，金属棒在外力作用下以角速度ω顺时针匀速转动，转动过程中始终与导轨接触良好，电路中除定值电阻以外的电阻均不计，下列说法正确的是（ ）
A．通过定值电阻R的最大电流为
B．金属棒转动一周通过电阻R某截面的电荷量为
C．从图示位置开始计时，电阻R两端的瞬时电压
D．从图示位置开始计时，通过电阻R的瞬时电流
二、多选题
11．矩形线圈的匝数为50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t=0.1s和t=0.3s时，电动势最大 B．在t=0.2s和t=0.4s时，电动势改变方向
C．电动势的最大值是157V D．在t=0.4s时，磁通量变化率最大，其值为3.14Wb/s
12．某小型发电机在外力驱动下发生转动，其感应电动势图像如图所示，下列描述正确的是（ ）
A．发电机线圈转动的角速度为5πrad/s
B．时，穿过发电机线圈平面的磁通量最大
C．感应电动势的瞬时值表达式为
D．时，穿过发电机线圈平面的磁通量变化率最大
13．如图甲，匝数为100匝的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈电阻忽略不计，线圈中磁通量Φ随时间t变化如图乙。已知电阻R的阻值为，电容器标有“”的字样，下列说法正确的是（ ）
A．时电压表的示数为零 B．电阻R消耗的功率为
C．电容器可能被击穿 D．通过R的电流
14．如图甲所示为手摇发电机的工作原理图，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴顺时针匀速转动，线圈通过电刷与外电阻R构成回路，图示位置线圈与磁场方向平行。流过电阻R的电流i随时间t变化的图像如图乙所示；若电阻R的阻值为，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈abcd经过图甲所示位置时，d点的电势高于a点的电势
B．时，穿过线圈abcd的磁通量最小
C．经过4s，电阻R产生的焦耳热为8J D．经过4s，电阻R产生的焦耳热为4J
15．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，其电阻为r，外电路的电阻为R，ab中点和cd中点的连线O′O恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始以角速度ω绕轴O′O匀速转动，则下列判断正确的是（ ）
A．图示位置线圈中的感应电动势最大，为
B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为
C．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为
D．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为
三、解答题
16．如图所示，匝数匝的矩形线圈，线圈总电阻，边长为，。外电路电阻，匀强磁场磁感应强度的大小，线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。试求：
（1）电路中感应电动势的最大值；
（2）从此位置开始转过的过程中，通过电阻的电荷量；
（3）在时间内上消耗的电能。（取）
17．一个直流电动机的内电阻r1=4Ω，与R=3Ω的电阻串联接在线圈上，如图所示。已知线圈的面积为m2，匝数n=200，线圈的电阻为r2=7Ω，线圈在B=2T的匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'以角速度=20rad/s匀速转动，在合上开关S后电动机正常工作时，理想电压表的示数为220V，求：
（1）通过电动机的电流的有效值；（2）电动机正常工作时的效率(保留三位有效数字)。
答案
1．C 2．A 3．D 4．B 5．A 6．B 7．D 8．A 9．A 10．C 11．CD
12．ACD 13．BD 14．AD 15．BD
16．（1）；（2）0.1C；（3）67500J
17．（1）18A；（2）
第六十六讲：交变电流的产生及描述
一、单选题
1．一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势（V），则以下说法正确的是（ ）
A．交变电流的频率是 B．交变电流的周期是0.01s
C．时，线圈位于中性面 D．时，e有最大值
2．如图所示，矩形导线框abcd放置在粗糙绝缘的水平面上。固定在水平面上的长直导线平行于ab。导线中通有交变电流，规定水平向左为电流的正方向，线框始终处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．该交变电流的最大值为4A B．该交变电流的频率为5Hz
C．时，线框中感应电流的方向为abcda
D．时，线框对水平面的摩擦力方向垂直指向导线
3．交流发电机的示意图如图所示，当线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动时，电路中产生的最大电流为，已知线圈转动的周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置磁通量最大，磁通量的变化率最大
B．图示位置电流最大，方向为A→B
C．从图示位置开始经过，电流方向将发生改变
D．从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为
4．如图所示为某一交变电流的电流—时间图像（前半周期为正弦交流电），则该交变电流的有效值为（ ）
A． B． C． D．
5．随着国家“双碳”计划的推进，单相发电机得到更为广泛的应用。如图甲为单相电交流发电机内部结构图，匝数为N的矩形线圈位置不变，磁铁绕轴转动后，线圈中生成正弦波形交变电流如图乙所示，其电动势峰值为，周期为T，回路总电阻为R，则在时间内通过线框截面的电荷量为（ ）
A． B． C． D．
6．图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若外接电阻，线圈的电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．时通过线圈的磁通量为零 B．电压表的示数为
C．电阻R上的电功率为1200W D．该电动势的瞬时值
7．部分磁电式万用表的交流挡简要原理如下：为了使直流电表可以显示交流电的有效值，我们对电路进行改装。一正弦交流电先经过全波整流，得到如图1所示的波形，之后流经直流电流表。此时电流表读数为整流后电流一个周期内的平均值，再通过电位器将电流放大为原来的倍（原电流有效值/电流平均值，称为波形系数），就可以显示原电流有效值。下列说法正确的是（ ）
A．经全波整流后电流的有效值为
B．经全波整流前该交流电的方向每秒钟改变50次
C．在不改变的前提下，该电表可以测量方波形交流电的有效值
D．在此次测量中，应当等于，才能保证读数准确
8．A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流。通过两电热器的电流有效值之比等于（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，边长为的正方形线圈abcd其匝数为n，总电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度绕轴匀速转动，则以下判断中错误的是（ ）
A．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式
B．在时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快
C．从时刻到时刻，电阻R上产生的热量为
D．从时刻到时刻，通过R的电荷量
10．如图所示，半径为2L的光滑圆导轨内部存在理想边界的匀强磁场，其边界为与导轨内切、半径均为L的两个外切圆，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一根长度为2L的金属棒一端铰接于圆心O，另一端搭在导轨上，从导轨和圆心处分别引出两根导线接在阻值为R的定值电阻两端，金属棒在外力作用下以角速度ω顺时针匀速转动，转动过程中始终与导轨接触良好，电路中除定值电阻以外的电阻均不计，下列说法正确的是（ ）
A．通过定值电阻R的最大电流为
B．金属棒转动一周通过电阻R某截面的电荷量为
C．从图示位置开始计时，电阻R两端的瞬时电压
D．从图示位置开始计时，通过电阻R的瞬时电流
二、多选题
11．矩形线圈的匝数为50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t=0.1s和t=0.3s时，电动势最大 B．在t=0.2s和t=0.4s时，电动势改变方向
C．电动势的最大值是157V D．在t=0.4s时，磁通量变化率最大，其值为3.14Wb/s
12．某小型发电机在外力驱动下发生转动，其感应电动势图像如图所示，下列描述正确的是（ ）
A．发电机线圈转动的角速度为5πrad/s
B．时，穿过发电机线圈平面的磁通量最大
C．感应电动势的瞬时值表达式为
D．时，穿过发电机线圈平面的磁通量变化率最大
13．如图甲，匝数为100匝的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈电阻忽略不计，线圈中磁通量Φ随时间t变化如图乙。已知电阻R的阻值为，电容器标有“”的字样，下列说法正确的是（ ）
A．时电压表的示数为零 B．电阻R消耗的功率为
C．电容器可能被击穿 D．通过R的电流
14．如图甲所示为手摇发电机的工作原理图，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴顺时针匀速转动，线圈通过电刷与外电阻R构成回路，图示位置线圈与磁场方向平行。流过电阻R的电流i随时间t变化的图像如图乙所示；若电阻R的阻值为，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈abcd经过图甲所示位置时，d点的电势高于a点的电势
B．时，穿过线圈abcd的磁通量最小
C．经过4s，电阻R产生的焦耳热为8J D．经过4s，电阻R产生的焦耳热为4J
15．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，其电阻为r，外电路的电阻为R，ab中点和cd中点的连线O′O恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始以角速度ω绕轴O′O匀速转动，则下列判断正确的是（ ）
A．图示位置线圈中的感应电动势最大，为
B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为
C．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为
D．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为
三、解答题
16．如图所示，匝数匝的矩形线圈，线圈总电阻，边长为，。外电路电阻，匀强磁场磁感应强度的大小，线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。试求：
（1）电路中感应电动势的最大值；
（2）从此位置开始转过的过程中，通过电阻的电荷量；
（3）在时间内上消耗的电能。（取）
17．一个直流电动机的内电阻r1=4Ω，与R=3Ω的电阻串联接在线圈上，如图所示。已知线圈的面积为m2，匝数n=200，线圈的电阻为r2=7Ω，线圈在B=2T的匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'以角速度=20rad/s匀速转动，在合上开关S后电动机正常工作时，理想电压表的示数为220V，求：
（1）通过电动机的电流的有效值；（2）电动机正常工作时的效率(保留三位有效数字)。
答案
1．C 2．A 3．D 4．B 5．A 6．B 7．D 8．A 9．A 10．C 11．CD
12．ACD 13．BD 14．AD 15．BD
16．（1）；（2）0.1C；（3）67500J
17．（1）18A；（2）
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