（江蘇專版）2023版高考物理一輪復習第十章交變電流傳感器微專題73交變電流的產(chǎn)生及描述備考精煉

PAGEPAGE173交變電流的產(chǎn)生及描述[方法點撥]交變電流的產(chǎn)生往往與交變電流圖象結合出題，要能將交變電流的圖象與線圈的轉動過程一一對應起來，分析電流、電動勢、磁通量的變化規(guī)律．1．矩形線圈abcd在勻強磁場中逆時針勻速轉動時，線圈中產(chǎn)生如圖1所示的交流電，取沿a→b→c→d→a方向為電流正方向，那么對應t1時刻線圈的位置應為以下選項中的()圖12．(2022·常熟市模擬)如圖2甲所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一匝數(shù)為n，面積為S，總電阻為r的矩形線圈abcd繞軸OO′以角速度ω勻速轉動，矩形線圈在轉動中可以保持和外電路電阻R形成閉合電路，回路中接有一理想交流電流表．圖乙是線圈轉動過程中產(chǎn)生的感應電動勢e隨時間t變化的圖象，那么以下說法中正確的選項是()圖2A．從t1到t3這段時間穿過線圈的磁通量的變化量為2nBSB．從t3到t4這段時間通過電阻R的電荷量為eq\f(nBS,R)C．t3時刻穿過線圈的磁通量變化率為nBSωD．電流表的示數(shù)為eq\f(\r(2)nBSω,2r＋R)3．(多項選擇)某一交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律為：u＝100eq\r(2)sin100πt(V)，將其接在阻值為R＝100Ω的電熱絲兩端，那么以下說法正確的選項是()A．該交流電壓的周期為0.02sB．該電熱絲消耗的電功率為200WC．該交流電每秒內電流方向改變50次D．用電壓表測該用電器兩端電壓其示數(shù)為100V4．(多項選擇)如圖3所示是小型交流發(fā)電機的示意圖，線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉動，角速度為ω，線圈匝數(shù)為n，電阻為r，外接電阻為R，A為理想交流電流表，線圈從圖示位置(線圈平面平行于磁場方向)轉過60°時的感應電流為i，以下說法正確的選項是()圖3A．電流表的讀數(shù)為2iB．轉動過程中穿過線圈的磁通量的最大值為eq\f(2iR＋r,nω)C．從圖示位置開始轉過90°的過程中，通過電阻R的電荷量為eq\f(2i,ω)D．線圈轉動一周的過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量為eq\f(4πRi2,ω)5．(2022·玄武區(qū)模擬)如圖4為小型旋轉電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉動．磁場的磁感應強度B＝eq\r(2)×10－2T，線圈的面積S＝0.02m2，匝數(shù)N＝400匝，線圈總電阻r＝2Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R＝8Ω連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表，線圈的轉速n＝eq\f(50,π)r/s.在t＝0時刻，線圈平面與磁場方向平行，那么以下說法正確的選項是()圖4A．交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢隨時間的變化關系是e＝8eq\r(2)sin100t(V)B．交流電壓表的示數(shù)為8VC．從t＝0時刻開始線圈平面轉過30°的過程中，通過電阻的電荷量約為5.7×10－3D．電阻R上的熱功率為6.4W

答案精析1．B[由產(chǎn)生的交變電流圖象可知，t1時刻，電流是正最大值，說明線圈垂直切割磁感線，即線圈處于與磁感線方向平行位置．電流方向為a→b→c→d→a，根據(jù)右手定那么可判斷出對應t1時刻線圈位置正確的選項是選項B.]2．D[從t1到t3的過程，穿過線圈的磁通量變化量為零，選項A錯誤；從t3到t4的過程，穿過線圈的磁通量變化量為BS，故通過電阻R的電荷量q＝neq\f(ΔΦ,R＋r)＝eq\f(nBS,R＋r)，選項B錯誤；t3時刻產(chǎn)生的電動勢大小為E0，由法拉第電磁感應定律可得E0＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝nBSω，可得eq\f(ΔΦ,Δt)＝BSω，選項C錯誤；線圈產(chǎn)生的交流電的電動勢有效值為E＝eq\f(nBSω,\r(2))，由閉合電路歐姆定律可得，電流表的示數(shù)I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(\r(2)nBSω,2R＋r)，選項D正確．]3．AD4.BCD5．C[磁場的磁感應強度B＝eq\r(2)×10－2T，線圈面積S＝0.02m2，匝數(shù)N＝400，線圈總電阻r＝2Ω，線圈的轉速n＝eq\f(50,π)r/s，故ω＝100rad/s，交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢隨時間的變化關系是e＝NBSωcosωt＝8eq\r(2)cos100t(V)，A項錯誤；交流電壓表顯示出的是路端電壓有效值，故示數(shù)為eq\f(EmR,\r(2)R＋r)＝6.4V，B項錯誤；從t＝0時刻轉過30°的過程中，通過電阻的電荷量為q＝eq\f(NΔΦ,R＋r)＝eq\f(400×\f(1,2)×\r(2)×10－2×0.02,10)C＝4eq\r(2)×10－