2024届高考物理新一轮复习专题强化试卷：第十三章 第1练　交变电流的产生和描述

1.在匀强磁场中，匝数N＝100的矩形线圈绕垂直磁感线的转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间变化规律如图所示，则下列说法正确的是(　　)

A．t＝0.5×10－2 s时，线圈平面与中性面重合

B．t＝1×10－2 s时，线圈中磁通量变化率最大

C．穿过每一匝线圈的最大磁通量为1×10－3 Wb

D．线圈转动的角速度为50π rad/s

2.(2022·广东卷·4)如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图．定子是仅匝数n不同的两线圈，n1>n2，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流．不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是(　　)

A．两线圈产生的电动势的有效值相等

B．两线圈产生的交变电流频率相等

C．两线圈产生的电动势同时达到最大值

D．两电阻消耗的电功率相等

3．一只低压电源输出的交变电压为U＝10sin 314t (V)，π取3.14，以下说法正确的是(　　)

A．这只电源可以使“10 V　2 W”的灯泡正常发光

B．这只电源的交变电压的周期是314 s

C．这只电源在t＝0.01 s时电压达到最大值

D．“10 V　2 μF”的电容器可以接在这只电源上

4.(多选)如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦式交变电流的图像，当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀速转动过程所产生正弦式交变电流的图像如图线b所示．下列关于这两个正弦式交变电流的说法中正确的是(　　)

A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零

B．线圈先后两次转速之比为3∶2

C．交变电流a的电动势瞬时值表达式为e＝10sin(5πt) V

D．交变电流b的电动势最大值为 V

5.某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻R的阻值不随温度变化．与R并联的是一个理想的交流电压表，D是理想二极管(它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大)．在A、B间加一交流电压，其瞬时值的表达式为u＝20sin 100πt(V)，则交流电压表的示数为(　　)

A．10 V  B．20 V  C．15 V  D．14.1 V

6．(2018·全国卷Ⅲ·16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正．该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示．则Q方∶Q正等于(　　)

A．1∶   B.∶1

C．1∶2   D．2∶1

7．(多选)如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度大小为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，若图示位置为初始时刻，则(　　)

A．感应电动势的最大值为2π2Bnr2

B．从图示位置起到转过转的时间内，负载电阻R上产生的热量为

C．从图示位置起到转过转的时间内，通过负载电阻R的电荷量为

D．电流表的示数为

8．(多选)(2023·陕西咸阳市模拟)如图所示，发电机内部线圈处于磁体和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，磁体的N、S极间的过渡区域宽度很小，可忽略不计．线圈的匝数为N、面积为S、总电阻为r，线圈所在位置的磁感应强度大小为B.当线圈以角速度ω匀速转动时，额定电压为U、电阻为R的小灯泡在电路中恰能正常发光，则(　　)

A．发电机输出的电流为矩形波交流电

B．灯泡两端电压U＝NBSω

C．感应电动势的有效值是(1＋)U

D．转动过程中穿过线圈的磁通量始终为零

9．(多选)如图甲所示，电阻不计、面积S＝0.04 m2的固定矩形线圈水平放置，与线圈平面垂直的空间有均匀分布的匀强磁场，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示．此时与线圈连接的额定电压是40 V的灯泡正常发光，氖泡两端瞬时电压达到40 V时开始发光．下列说法正确的是(不计灯丝电阻随温度的变化)(　　)

A．氖泡两端电压的瞬时值表达式为u＝40·cos 100πt (V)

B．矩形线圈匝数N＝50匝

C．氖泡的发光频率为50 Hz

D．若将氖泡换成一个耐压值为40 V的电容器，电容器可以安全工作

10.如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨，水平地放置在竖直向上且磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻．一有效电阻为r、质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力F作用下从t＝0时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为v＝vmsin ωt，不计导轨电阻．求：

(1)从t＝0到t＝时间内，电阻R上产生的热量；

(2)从t＝0到t＝时间内，外力F所做的功．

11.(2023·山东德州市模拟)如图所示，坐标系xOy的第一、四象限的两块区域内分别存在垂直纸面向里、向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为1.0 T，两块区域曲线边界的曲线方程为y＝0.5sin 2πx(m)(0≤x≤1.0 m)．现有一单匝矩形导线框abcd在拉力F的作用下，从图示位置开始沿x轴正方向以2 m/s的速度做匀速直线运动，已知导线框长为1 m、宽为0.5 m、总电阻为1 Ω，开始时bc边与y轴重合．则导线框穿过两块区域的整个过程拉力F做的功为(　　)

A．0.25 J   B．0.375 J

C．0.5 J   D．0.75 J

12．(多选)如图所示的正方形线框abcd的边长为L，每边电阻均为r，在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω匀速转动，c、d两点与一阻值为r的电阻相连，各表均可视为理想电表，导线电阻不计，则下列说法中正确的是(　　)

A．线框abcd产生的电流为交变电流

B．当S断开时，电压表的示数为零

C．当S断开时，电压表的示数为BωL2

D．当S闭合时，电流表的示数为