1、课时检测(六十二) 交变电流的产生与描述（双基落实课）一、单项选择题1一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图甲所示。则下列说法正确的是()At0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，的变化率最大Ct0.02 s时刻，交流电动势达到最大D该线圈相应产生的交流电动势的图像如图乙所示解析：选B由题图甲可知，t0时，通过线圈的磁通量最大，线圈处于中性面位置。t0.01 s时刻，磁通量为零，但磁通量变化率最大，交流电动势达到最大，A错误，B正确；t0.02 s时，交流电动势应为0，C、D错误。2一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流的电动势为e
2、220sin 100t V，对于这个交变电流的说法正确的是()A此交变电流的频率为100 Hz，周期为0.01 sB此交变电流电动势的有效值为220 VC耐压为220 V的电容器能够在该交变电路中使用Dt0时，线圈平面与中性面垂直，此时磁通量为零解析：选B由电动势瞬时值表达式可知，此交变电流的频率为50 Hz，周期为0.02 s，电动势的有效值为220 V，最大值为220 V，耐压为220 V的电容器不能使用，故A、C选项错误，B选项正确；当t0时，电动势的瞬时值为零，说明t0时线圈处于中性面位置，通过线圈的磁通量最大，故D选项错误。3A、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
3、，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比PAPB等于()A54 B32C.1 D21解析：选A由题图及电流的热效应可得：PAI02R，PB2RI02R，则PAPB54，A正确，B、C、D错误。4如图所示为一正弦交流发电机和交流电路模型，图中电流表的示数为1 A，电阻R的阻值为2 ，线圈转动角速度100 rad/s。则从图示位置开始计时，电阻R两端交变电压的瞬时值表达式为()Au2sin 100t VBu2cos 100t VCu2sin 100t VDu2cos 100t V解析：选D电流表的示数为有效值，则Im A，题图所示位置线圈平面与中性面垂直，因此线圈产生的电流的瞬时值表
4、达式为iImcos tcos 100t A，则电阻R两端交变电压的瞬时值表达式为uiR2cos 100t V，D项正确。5(2018南京、盐城一模)一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，则在相同时间内电阻产生热量最大的是()解析：选DA、B图像均对应正弦式交变电流，有效值：I1I2Im A，根据焦耳定律得：Q1Q2I12RT()2RT2RT，C图像对应恒定电流，根据焦耳定律得：Q3I32RT2.25RT，D图像对应方波交变电流，根据焦耳定律得：Q4I42RI42R2RT2RT4RT，故选项D正确。二、多项选择题6100匝的线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势为
5、e100sinV，下列说法正确的是()A交变电动势有效值为100 VB交变电动势有效值为100 VC穿过线圈的最大磁通量为 WbD穿过线圈的最大磁通量为 Wb解析：选AD由交变电动势的表达式可知，该交变电动势的最大值为100 V，故电动势的有效值为100 V，选项A正确；角速度100 rad/s，而EmnBSnm，所以m Wb，选项D正确。7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，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列判断正确的是()A电流表的示数为10 AB线圈转动
6、的角速度为50 rad/sC0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左解析：选AC由题图乙知Im10 A，I10 A，A正确；T2102 s，100 rad/s，B错误；t0.01 s时，iIm，此时线圈平面与磁场方向平行，C正确；由右手定则判定可知，0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右，D错误。8如图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的磁铁转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则()A电流的表达式为i0.6sin 10t AB磁铁的转速为10 r/sC风速加倍时电流的表达式为i1.2sin 1
7、0t AD风速加倍时线圈中电流的有效值为0.6 A解析：选AD通过题图乙可知电流的最大值为0.6 A，周期T0.2 s，故10 rad/s，故电流的表达式为i0.6sin 10t A，故A正确；电流的周期为T0.2 s，故磁铁的转速为n r/s5 r/s，故B错误；风速加倍时，转速加倍，则角速度加倍，根据EmnBS可知产生的感应电动势加倍，形成的感应电流加倍，故风速加倍时电流的表达式为i1.2sin 20t A，故C错误；根据C项分析，形成的感应电流Im1.2 A，故有效值为I A0.6 A，故D正确。9(2017天津高考)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按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 ，则()At0时，线圈平面平行于磁感线Bt1 s时，线圈中的电流改变方向Ct1.5 s时，线圈中的感应电动势最大D一个周期内，线圈产生的热量为82 J解析：选ADt0时，磁通量为零，磁感线与线圈平面平行，A正确；当磁感线与线圈平面平行时，磁通量变化率最大，感应电动势最大，画出感应电动势随时间变化的图像如图，由图可知，t1 s时，感应电流没有改变方向，B错误；t1.5 s时，感应电动势为0，C错误；感应电动势最大值EmNBSNm1000.04 V4 V，有效值E4 V2 V，QT82 J，D正确。