2023版高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器1交变电流的产生和描述训练2含解析.doc

交变电流的产生和描述
1.(多项选择)(2023·天津高考)单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如下图。以下说法正确的选项是 (　　)
A.时刻线框平面与中性面垂直
B.线框的感应电动势有效值为
C.线框转一周外力所做的功为
D.从t=0到t=过程中线框的平均感应电动势为
【解析】选B、C。由图像可知时刻线圈的磁通量最大,因此此时线圈处于中性面位置,因此A错误;由图可知交流电的周期为T,那么ω=,交流电的电动势的最大值为Em=nBSω=Φm,那么有效值为E有==,故B正确;线圈转一周所做的功为转动一周的发热量,W=T=,故C正确;从t=0时刻到t=时刻的平均感应电动势为E===,D错误。
2.(多项选择)如下图,发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中,磁铁的N、S极间的过渡区域宽度很小,可忽略不计。线圈的匝数为n,面积为S,总电阻为r,线圈所在位置的磁感应强度大小为B。当线圈以角速度ω匀速转动时,额定电压为U、电阻为R的小灯泡在电路中恰能正常发光,那么 (　　)
A.感应电动势的最大值为nBSω
B.感应电动势的有效值是nBSω
C.感应电动势的有效值是U
D.转动过程中线圈中的磁通量始终为零
【解析】选A、C。根据题意可知,线圈以角速度ω匀速转动时,那么根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小为nBSω,因磁场是辐向磁场,线圈切割有效速度大小不变,所以发电机产生的感应电动势的有效值也是nBSω,故A正确,B错误;根据闭合电路欧姆定律,电源电动势大小为:(R+r)=U,故C正确;假设线圈中的磁通量始终为零,那么不会产生感应电动势,故D错误。
3.多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇。过去是用变压器来实现上述调节的,缺点是本钱高、体积大、效率低,且不能任意调节灯的亮度或电风扇转速。现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如下图为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压,即在正弦交流电的每一个周期中,前面的被截去,调节台灯上旋钮可以控制截去多少,从而改变电灯上的电压。那么现在电灯上的电压为 (　　)
A.Um B. C. D.
【解析】选C。设交流电的有效值为U,将交流电与直流电分别通过相同电阻R,分析一个周期内热量。
交流电:Q1=·,直流电:Q2=·T
由Q1=Q2得U=,应选C。