2021年高考物理第二轮复习《交变电流传感器》随堂检测（Word版附答案）

交变电流　传感器

　　时间：50分钟　　　满分：100分

一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中1～7题为单选，8～10题为多选)

1．图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是(　　)

2．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图象如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10 Ω，外接一只阻值为90 Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则(　　)

A．电流表的示数为0.31 A

B．线圈转动的角速度为50π rad/s

C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行

D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J

3．2018年4月15日，中国国际小家电展览会在广州拉开帷幕，家电展上有些国家家用电器的额定电压和我国是不同的，例如美国家用电器不能直接接到220 V的照明电路上，可以接到交变电压是u＝110sin120πt(V)的电源上使用，交变电压是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的，下列说法正确的是(　　)

A．用电压表测该电压其示数为110 V

B．电流方向每秒改变60次

C．交流电的频率为60 Hz，当t＝0.1 s时u＝110 V

D．将该电压加在110 Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为110 W

4．匀强磁场中有一长方形闭合导线框，分别以相同的角速度绕图a、b、c、d所示的固定转轴旋转，用Ia、Ib、Ic、Id表示四种情况下线框中电流的有效值，则(　　)

A．Ia>Id  B.Ia>Ib

C.Ib>Ic  D.Ic＝Id

5．如图所示，电阻为r、匝数为N、面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度ω匀速转动，接入电路中变阻器的阻值为R，t＝0时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则(　　)

A．t＝0时，线圈中的感应电动势Em＝NBSω

B．电压表的示数为

C．滑片P向下滑动时，电流表的读数变大

D．线圈匀速转动的角速度ω变大时，电流表的读数变大

6．如图所示区域内存在匀强磁场，磁场的边界由x轴和y＝2sinx曲线围成(x≤2 m)，现把一边长为2 m的正方形单匝线框以水平速度v＝10 m/s匀速地拉过该磁场区，磁场区的磁感应强度为0.4 T，线框电阻R＝0.5 Ω，不计一切摩擦阻力，则(　　)

A．水平拉力F的最大值为8 N

B．拉力F的最大功率为12.8 W

C．拉力F要做25.6 J的功才能让线框通过此磁场区

D．拉力F要做12.8 J的功才能让线框通过此磁场区

7．如图所示，一半径为L的导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90°且关于O中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B、方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触，在圆心和圆环间连有电阻R，不计圆环和导体杆的电阻，当杆OM以恒定角速度ω逆时针转动时，理想电流表A的示数为(　　)

A.  B.

C.  D.

8．如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为r＝0.1 m、匝数n＝20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B＝ T，线圈电阻为R1＝0.5 Ω，它的引出线接有R2＝9.5 Ω的小电珠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，图丙为正弦函数图线)，则(　　)

A．小电珠中电流的峰值为0.16 A

B．小电珠中电流的有效值为0.16 A

C．电压表的示数约为1.5 V

D．t＝0.01 s时外力的大小为0.128 N

9．图甲为一台小型发电机构造示意图，内阻r＝5.0 Ω，外电路电阻R＝95 Ω，电路中其余电阻不计。发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100。转动过程中穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，(π＝3.14，＝1.4)则(　　)

A．该小型发电机的电动势的最大值为200 V

B．t＝3.14×10－2 s时，磁通量的变化率为2 Wb/s

C．t＝3.14×10－2 s时，串联在外电路中的交流电流表的读数为2 A

D．t＝3.14×10－2 s时，串联在外电路中的交流电流表的读数为1.4 A

10．如图所示，N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想交流电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是(　　)

A．交流电流表的示数I＝NBS

B．一个周期内通过R的电荷量q＝

C．R两端电压的有效值U＝NBS

D．图示位置电流表的示数为0

二、非选择题(本题共2小题，共30分)

11．(14分)如图所示，光滑平行的长金属导轨固定在水平面上，相距L＝1 m，左端连接R＝2 Ω的电阻，一质量m＝0.5 kg、电阻r＝1 Ω的导体棒MN垂直放置在两平行金属导轨上，彼此接触良好，导轨的电阻不计。在两导轨间有这样的磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度B大小随x变化关系是B＝0.6sin(T)，x0＝0.5 m；两区域磁感应强度大小关于直线x＝0.5 m对称。

(1)导体棒在水平向右的拉力F作用下，以速度v0＝1 m/s 匀速穿过磁场区，求此过程中感应电流的最大值Im；

(2)在(1)的情况下，求棒穿过磁场过程中拉力做的功W以及电阻R上产生的热量QR。

12．(16分)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，求：

(1)感应电动势的最大值；

(2)从图示位置起转过圈的时间内，负载电阻R上产生的热量；

(3)从图示位置起转过圈的时间内，通过负载电阻R的电荷量；

(4)电流表的示数。

参考答案

11.(1)0.2 A　(2)0.06 J　0.04 J

12.(1)π2Bnr2　(2)　(3)

(4)