专题35交变电流的产生及描述
(限时：45min)
一、选择题（本大题共14小题）
1．(2019·金华调研)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下列各图所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是()
2．一交流电压为u＝100sin(100πt)V，由此表达式可知()
A．用电压表测该电压其示数为50V
B．该交流电压的周期为0.02s
C．将该电压加在“100V100W”的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100W
D．t＝s时，该交流电压的瞬时值为50V
3.(多选)电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，线圈的电动势随时间变化的图像如图所示。现把线圈与电阻为9Ω的电热丝相连，则下列说法正确的是()
A．线圈转动的角速度为31.4rad/s
B．如果线圈转速提高一倍，则电流发生改变
C．电热丝两端的电压U＝100V
D．电热丝的发热功率P＝1800W
4．图甲所示电压按正弦规律变化，图乙所示电压是正弦交流电的一部分。下列说法正确的是()
A．图乙所示的电压也是正弦交流电压
B．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝10sin50πt(V)
C．图乙所示电压的周期与图甲所示电压周期相同
D．图甲所示电压的有效值比图乙所示电压的有效值小
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＝20sin100πt(V)，则交流电压表的示数为()
A．10V B．20V
C．15V D．14.1V
6．(2019·惠州五校联考)如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度。给该台灯接220V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为()
A．220V B．110V
C.V D.V
7．(多选)如图甲为小型交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100、总电阻r＝5Ω，线圈的两端与阻值为95Ω的电阻R连接，交流电压表为理想电表。t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。若交流发电机产生的电动势的最大值为Em，电压表的示数为U，则()
A．Em＝200V，U＝134V
B．Em＝134V，U＝95V
C．通过电阻R的电流每秒内方向改变约50次
D．电阻R实际消耗的功率为190W
8．(多选)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知()
A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin(25πt)V
B．该交流电的频率为25Hz
C．该交流电的电压的有效值为100V
D．若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W
9.(多选)如图所示，空间中有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放置两彼此正对的相同金属圆环，两环相距L，用导线将环与外电阻相连。现用外力使金属杆沿两环做匀速圆周运动。若已知磁感应强度大小为B，圆环半径为R，杆转动角速度为ω，金属杆和电阻的阻值均为r，其他电阻不计，则()
A．当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变大后变小
B．当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变小后变大
C．流过外电阻电流的有效值为
D．流过外电阻电流的有效值为
10．(2019·广元检测)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.
11．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是()
A．t＝0.01s时穿过线框的磁通量最小
B．该交变电动势的有效值为11V
C．该交变电动势的瞬时值表达式为e＝22cos(100πt)V
D．当电动势的瞬时值为22V时，线框平面与中性面的夹角为45°
12.(多选)(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2Ω，则()
A．t＝0时，线圈平面平行于磁感线
B．t＝1s时，线圈中的电流改变方向
C．t＝1.5s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8π2J
13．(多选)一交流发电机和理想变压器按如图电路连接。已知该发电机线圈匝数为N，电阻为r。当线圈以转速n匀速转动时，电压表示数为U，灯泡(额定电压为U0，电阻恒为R)恰能正常发光，则(电表均为理想电表)()
A．变压器的匝数比为U∶U0
B．电流表的示数为
C．在图示位置时，通过发电机线圈的磁通量为
D．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式为u＝Usin(2nπt)V
14．(多选)如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为r＝0.1m、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＝0.5Ω，它的引出线接有R2＝9.5Ω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)，则()
A．小电珠中电流的峰值为0.16A
B．小电珠中电流的有效值为0.16A
C．电压表的示数约为1.5V
D．t＝0.1s时外力的大小为0.128N
【答案】AD
二、计算题
15．发电机转子是匝数n＝100、边长L＝20cm的正方形线圈，其置于磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω＝100πrad/s的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时。线圈的电阻r＝1Ω，外电路电阻R＝99Ω。试求：
(1)写出交变电流瞬时值表达式；
(2)外电阻上消耗的功率；
(3)从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻的电荷量是多少？
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