1、课时跟踪检测（十一） 描述交变电流的物理量组重基础体现综合1下列关于交变电流的说法正确的是()A若交变电流的峰值为5 A，则它的最小值为5 AB用交流电流表测交变电流时，指针来回摆动C我国工农业生产和生活用的交变电流频率为50 Hz，故电流方向每秒改变100次D正弦式交变电流i20sin(10t)A的峰值为20 A，频率为100 Hz解析：选C电流的负值表示电流方向与规定正方向相反，不表示大小，A项错误；交流电流表测交变电流时，指针不会来回摆动，B项错误；我国工农业生产和生活用的交变电流，周期为0.02 s，交流电方向一个周期改变两次，所以每秒改变100次，C项正确；由2f，得正弦式交变电流i
2、20sin (10t)A的频率为 5 Hz，D项错误。2如图所示是一个正弦式交变电流的it图像，下列说法正确的是()A周期是0.2 s，电流的峰值是10 AB周期是0.15 s，电流的峰值是10 AC频率是5 Hz，电流的有效值是10 AD频率是0.2 Hz，电流的有效值是7.07 A解析：选A由图像可知T0.2 s，Im10 A，故频率f5 Hz，I5 A7.07 A，选项A正确，B、C、D错误。3(多选)匀强磁场中有一长方形导线框，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()AIaIdBIaIbCIbIc DIcI
3、d解析：选AD线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势与固定转轴所处的位置无关。电动势相同，电流的有效值相同，选项A、D正确。4(多选)一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4 rad/s匀速转动，产生的交变电流的et图像如图所示，则()A交变电流的频率是4 HzB当t0时，线圈平面与磁感线垂直C当t0.5 s时，e有最大值D交变电流的周期是0.5 s解析：选BD由2f得交变电流的频率为f2 Hz，所以周期为0.5 s，A错误，D正确；当t0时，电动势最小，磁通量最大，线圈平面与磁感线垂直，B正确；当t0.5 s时，恰好是一个周期，e为0，所以C错误。5(2021中山高二检测)如图所示是一交变电流的it
4、图像，则该交变电流的有效值为()A4 A B2 AC. A D. A解析：选C设交变电流的有效值为I，周期为T，电阻为R，则有I2RT2RIm2R，代入数据解得I A，故A、B、D错误，C正确。6(2021梅州高二检测)一匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，所产生的交流电动势瞬时值的表达式为e220sin 10t V，下列说法正确的是()A该交流电的频率是50 HzB电动势的有效值是220 VC当t s时，电动势的瞬时值为0D穿过线圈的磁通量最大值为4 Wb解析：选C由交流电动势瞬时值的表达式可知角速度10 rad/s2f，则该交流电的频率是f5 Hz，故A错误；由交流电
5、动势瞬时值的表达式可得电动势的最大值Em220 V，则有效值为E110 V，故B错误；当t s时，代入到瞬时值表达式可得e220sin(10)V0，故C正确；由电动势的最大值EmnBSnm，可得穿过线圈的磁通量最大值为m Wb Wb，故D错误。7.(多选)如图所示，处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中的矩形线框MNPQ，以恒定的角速度绕对角线NQ转动，线框始终处于磁场内。已知MN长为l1，NP长为l2，线框电阻为R。在t0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是()A矩形线框产生的感应电动势的有效值为Bl1l2B矩形线框转过半周时，通过线框的瞬时电流为0C矩形线框转动一周时，通过线
6、框的电荷量为D矩形线框从图示位置转动半周过程中产生的热量为解析：选ABD矩形线框转动产生的正弦式交流电的最大电动势EmBl1l2，有效值EBl1l2，故A正确；转过半周，此时线框平面与磁场垂直，磁通量最大，感应电动势为0，瞬时电流为0，B正确；转动一周，通过横截面的电荷量qttt，磁通量的变化量为零，故通过横截面的电荷量为零，C错误；线框从题图所示位置转过半周过程中产生的热量为Qt，D正确。8(多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电流的et图像如图乙中曲线a、b所示，则()A两次t0时刻线圈平面均与中性面重合B曲线a、b对应
7、的线圈转速之比为23C曲线a表示的交变电流的频率为25 HzD曲线b表示的交流电动势的有效值为10 V解析：选ACt0时刻，两次产生的交流电的电动势瞬时值均为0，因此线圈平面均与中性面重合，A项正确；图中a、b对应的周期之比为23，因此线圈转速之比nanb32，B项错误；曲线a表示的交变电流的频率为fa Hz25 Hz，C项正确；曲线a对应线圈相应的电动势的最大值EamNBS，由图像知Eam15 V，曲线b对应线圈相应的电动势的最大值EbmNBS，因此，Ebm10 V，有效值Eb V5 V，D项错误。9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下的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端
8、接阻值为R的电阻。一个电阻为R0、质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力F作用下从t0时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为vvm sin t。不计导轨电阻。求：(1)从t0到t时间内电阻产生的热量；(2)从t0到t时间内外力F所做的功。解析：(1)导体棒中感应电动势的瞬时值eBLvBLvmsin t，故E，从t0到t时间内电路中产生的总热量Q电阻R产生的热量QRQ解得QR。(2)t时导体棒的速率为vm在t0到t时间内，由功能关系得WFmvm2解得WFmvm2。答案：(1)(2)mvm2组重应用体现创新10(2021浙江1月选考)(多选)发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应
9、强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周()A框内电流方向不变B电动势的最大值为Um C流过电阻的电荷量qD电阻产生的焦耳热Q解析：选BD根据题图甲可知，金属框转动产生交流电，框内电流方向会发生变化，选项A错误；根据题图乙可知，电动势最大值为Um，选项B正确；根据qtt可知，金属框转动半周，磁通量的改变量为2BL2，通过电阻的电荷量为，转动一周流过电阻的电荷量为q总2，选项C错误；题图乙等价为余弦式交流电，因此根据有效值可知Qt，交流电最大值为BL2Um，联立可知Q，选项D正确。11利用半导体二极管的
10、单向导电性可以对交变电流进行整流，将交变电流变为直流，一种简单的整流电路如图甲所示，ab为交变电流信号输入端，D为半导体二极管，R为定值电阻。信号输入后，电阻R两端输出的电压信号如图乙所示，则关于该输出信号，下列说法正确的是()A频率为100 HzB电压有效值为50 VC若将一个标有“90 V30 F”的电容器并联在电阻R两端，电容器可以正常工作D若电阻R10 ，则1 min内R产生的热量为1.5104 J解析：选D由题图乙可知，该电压的周期为0.02 s，故频率为50 Hz，A错误；由电流的热效应知，一个周期内电阻产生的热量为T，故电压有效值为50 V，B错误；电容器两端的瞬时电压不应超过击
11、穿电压，故C错误；电阻R产生的热量应使用电压的有效值进行计算，故产生的热量为Qt1.5104 J，D正确。12如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r0.1 m、匝数n20的线圈套在永久磁铁槽中，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)。在线圈所在位置磁感应强度的大小均为B0.2 T，线圈的电阻为R10.5 ，它的引出线接有R29.5 的小灯泡L。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动时，便有电流通过灯泡。当线圈向右的位移x随时间t变化的规律如图丙所示时(x取向右为正)，求：(1)线圈运动时产生的感应电动势E；(2)线圈运动时产生的感应电流I；(3)每一次推动线圈运动过程中外力F的大小；(4)该发电机的输出功率P。解析：(1)由xt图像，可得线圈切割磁感线的速度v0.8 m/s线圈做切割磁感线运动产生的感应电动势En2rBv2023.140.10.20.8 V2 V。(2)由闭合电路欧姆定律可得，感应电流I A0.2 A。(3)由于线圈每次运动都是匀速直线运动由平衡条件得FF安则FnBI2r200.20.223.140.1 N0.5 N。(4)发电机的输出功率即小灯泡的电功率PI2R2(0.2)29.5 W0.38 W。答案：(1)2 V(2)0.2 A(3)0.5 N(4)0.38 W