課時(shí)跟蹤檢測(cè)（五十）交變電流的產(chǎn)生及描述1．(2022·浙江1月選考)如圖所示，甲圖是一種手搖發(fā)電機(jī)及用細(xì)短鐵絲顯示的磁場(chǎng)分布情況，搖動(dòng)手柄可使對(duì)稱固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)；乙圖是另一種手搖發(fā)電機(jī)及磁場(chǎng)分布情況，皮帶輪帶動(dòng)固定在轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的兩個(gè)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是()A．甲圖中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)B．乙圖中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)C．甲圖中線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流是正弦交流電D．乙圖線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流是正弦交流電解析：選A甲圖中細(xì)短鐵絲顯示的磁場(chǎng)分布均勻，則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A正確；乙圖中細(xì)短鐵絲顯示的磁場(chǎng)分布不均勻，則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)域磁場(chǎng)不能看成勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B錯(cuò)誤；根據(jù)發(fā)電機(jī)原理可知甲圖中線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)才能產(chǎn)生正弦交流電，因不一定勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；乙圖中是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不能產(chǎn)生正弦交流電，D錯(cuò)誤。2．(多選)如圖甲所示是一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，產(chǎn)生交變電流的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，發(fā)電機(jī)線圈電阻為1Ω，外接電阻為4Ω，其他電阻不計(jì)，則()A．電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝5sin(50πt)VB．理想電壓表的示數(shù)為4VC．在t＝0.01s時(shí)刻，電路中電流的瞬時(shí)值為1AD．該線圈磁通量變化率的最大值為5Wb/s解析：選AC由題圖乙知em＝5V，ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,4×10－2)rad/s＝50πrad/s，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝5sin(50πt)V，故A正確；理想電壓表的示數(shù)為U＝eq\f(em,\r(2))×eq\f(4Ω,1＋4Ω)＝2eq\r(2)V，故B錯(cuò)誤；在t＝0.01s時(shí)刻，電路中電流的瞬時(shí)值I＝eq\f(em,R＋r)＝1A，故C正確；線圈匝數(shù)未知，無(wú)法判斷該線圈磁通量變化率的最大值，故D錯(cuò)誤。3．(2021·天津等級(jí)考)如圖所示，閉合開關(guān)后，R＝5Ω的電阻兩端的交流電壓為u＝50eq\r(2)sin10πtV，電壓表和電流表均為理想交流電表，則()A．該交流電周期為0.02s B．電壓表的讀數(shù)為100VC．電流表的讀數(shù)為10A D．電阻的電功率為1kW解析：選C該交流電的周期T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,10π)s＝0.2s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電壓表的讀數(shù)為交流電的有效值，即U＝eq\f(50\r(2),\r(2))V＝50V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電流表的讀數(shù)為I＝eq\f(U,R)＝eq\f(50,5)A＝10A，選項(xiàng)C正確；電阻的電功率為P＝IU＝10×50W＝500W，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4．(2023·浙江杭州模擬)如圖甲所示是一種可手搖發(fā)電的手電筒，除照明外還可手搖發(fā)電為其電池充電。其原理為回路處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.01T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖乙所示，圖乙所示時(shí)刻半圓形導(dǎo)線束位于紙面內(nèi)。從右向左看，手柄以eq\f(40,π)rad/s逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則()A．該手搖電筒中的電流是直流電B．圖乙所示時(shí)刻半圓形導(dǎo)線束上電流從A到BC．圖乙所示時(shí)刻半圓形導(dǎo)線束受安培力大小為0D．圖乙所示電流表的示數(shù)為0.4A解析：選C根據(jù)手搖電筒的結(jié)構(gòu)，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流方向不斷變化，故該手搖電筒中的電流是交流電，A錯(cuò)誤；圖乙所示時(shí)刻半圓形導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行，該時(shí)刻無(wú)感應(yīng)電流，半圓形導(dǎo)線束受安培力大小為0，B錯(cuò)誤，C正確；電流表的示數(shù)為半圓形導(dǎo)線束轉(zhuǎn)一圈的有效值，由題干中的已知條件無(wú)法求出電路中的電流有效值，故D錯(cuò)誤。5．一臺(tái)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，N、S是磁鐵的兩個(gè)磁極，M是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一矩形導(dǎo)線圈，線圈在繞過(guò)鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小處處相等。若從線圈處于圖示位置開始計(jì)時(shí)，設(shè)此時(shí)電動(dòng)勢(shì)為正值，圖中能正確反映線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化規(guī)律的是()解析：選D由于磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場(chǎng)，線圈繞過(guò)鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，線圈與轉(zhuǎn)軸平行的兩邊垂直切割磁感線，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小不變，經(jīng)過(guò)豎直面時(shí)，方向改變，D正確。6．(2023·山東青島模擬)圖1中，單匝矩形閉合線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)線圈的轉(zhuǎn)速為n1和n2時(shí)，穿過(guò)該線圈的磁通量隨時(shí)間分別按圖2中甲、乙所示的規(guī)律變化，已知線圈的電阻為5.0Ω，則()A．0.2s時(shí)，甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈平面均垂直于磁感線B．0.05s時(shí)，乙對(duì)應(yīng)的線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大C．甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈的轉(zhuǎn)速之比n1∶n2＝4∶5D．甲對(duì)應(yīng)的線圈中交變電流的最大值為πA解析：選D由題圖2可知，在t＝0.2s時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量都為零，因此甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈平面平行于磁感線，故A錯(cuò)誤；在t＝0.05s時(shí)，圖線乙對(duì)應(yīng)穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小為零，故B錯(cuò)誤；由題圖2可知甲對(duì)應(yīng)的周期為0.16s，圖線乙對(duì)應(yīng)的周期為0.2s，二者的轉(zhuǎn)速比等于周期比的反比，即5∶4，故C錯(cuò)誤；甲對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nΦmω＝nΦmeq\f(2π,T)＝eq\f(0.4×2π,0.16)＝5πV，因此Im＝eq\f(Em,R)＝πA，故D正確。7．(多選)圖甲為小型交流發(fā)電機(jī)的原理圖，發(fā)電機(jī)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從t＝0時(shí)刻開始，通過(guò)矩形線圈的磁通量隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，已知線圈的匝數(shù)N＝50，線圈的電阻r＝5Ω，線圈與外電路連接的定值電阻R＝45Ω，電壓表為理想交流電表。則下列判斷正確的是()A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為6.28sB．t＝0時(shí)刻線圈平面與磁感線方向平行C．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為100eq\r(2)VD．電壓表的示數(shù)為64V解析：選BD由題圖乙可知，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T＝6.28×10－2s，故A錯(cuò)誤；由題圖乙可知，t＝0時(shí)刻，磁通量為零，線圈平面與磁感線方向平行，故B正確；線圈中的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Em＝NBSω＝NΦmω＝50×2×10－2×eq\f(