高考物理一轮复习 第十一章 交变电流传感器章末热点集

第十一章 交变电流传感器

章末热点集训

交变电流的产生及描述

为了研究交流电的产生过程，小张同学设计了如下实验构思方案：第一次将单

匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈绕转轴OO 1按图示方向匀速转动(ab 向纸外，cd 向纸内)．并从图甲所示位置开始计时．此时产生的交流电如图乙所示．第二次他仅将转轴移至ab 边上，第三次他仅将转轴右侧的磁场去掉，关于后两次的电流图象，下列说法正确的是( )

A ．第二次是A 图

B ．第二次是

C 图 C ．第三次是B 图

D ．第三次是D 图

[解析] 第二次将转轴移到ab 边上产生的感应电流，同第一次相同，第三次将OO 1右侧磁场去掉，线圈在转动过程中只有一边切割，产生感应电动势的最大值为原来的1

2，因此

选D.

[答案] D

1.(2017·北京房山区模拟)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线

垂直的轴匀速转动，如图甲所示，产生的感应电动势如图乙所示，则下列说法正确的是( )

A ．t ＝0.015 s 时线框的磁通量变化率为零

B ．t ＝0.01 s 时线框平面与中性面重合

C ．线框产生的交变电动势有效值为311 V

D ．线框产生的交变电动势频率为100 Hz

解析：选B.由题图乙可知t ＝0.015 s 时感应电动势最大，根据E ＝n ΔΦ

Δt 知磁通量变化

率最大，选项A 错误．t ＝0.01 s 时感应电动势为零，磁通量变化率为零，但通过线框的磁通量最大，即线框平面与中性面重合，选项B 正确．正弦交流电的有效值E ＝

E m

2

＝220 V ，

选项C 错误．根据题图乙知交流电周期T ＝0.02 s ，所以频率f ＝1

T

＝50 Hz ，选项D 错误．

交变电流“四值”的应用

(2017·东北三校联考)关于图甲、乙、丙、丁，下列说法正确的是( )

A ．图甲中电流的峰值为2 A ，有效值为 2 A ，周期为5 s

B ．图乙中电流的峰值为5 A ，有效值为2.5 2 A

C ．图丙中电流的峰值为2 A ，有效值为 2 A

D ．图丁中电流的最大值为4 A ，有效值为 2 A ，周期为2 s

[解析] 图甲是正弦式交变电流图线，峰值(最大值)为2 A ，有效值是峰值的

12，即 2

A ，周期为4 s ，所以A 选项错误；图乙电流大小改变但方向不变，所以不是交变电流，计算有效值时因为热效应与电流方向无关，所以仍是峰值的12

，即2.5 2 A ，所以B 选项正

确；图丙是图甲减半的脉冲电流，有效值不可能为峰值的

1

2

，所以C 选项错误；图丁是交变电流图线，周期为2 s ，根据有效值定义则有：42

×R ×T 2＋32

×R ×T

2＝I 2

RT ，解得电流有效

值I ＝2.5 2 A ，所以D 选项错误．

[答案] B

2．(2017·浙江五校联考)如图所示，将一

根绝缘硬金属导线弯曲成一个完整的正弦曲线形状，它通过两个小金属环a 、b 与长直金属杆导通，在外力F 作用下，正弦形金

属线可以在杆上无摩擦滑动．杆的电阻不计，导线电阻为R ，ab 间距离为2L ，导线组成的正弦图形顶部或底部到杆的距离都是L

2.在导线和杆平面内有一有界匀强磁场区域，磁场的宽

度为L ，磁感应强度为B .现在外力F 作用下导线沿杆以恒定的速度v 向右运动，在运动过程中导线和杆组成的平面始终与磁场垂直．t ＝0时刻导线从O 点进入磁场，直到全部穿过磁场，外力F 所做功为 ( )

A ．

B 2L 2v 2

R

B ．B 2L 3v 2R

C ．3B 2L 3

v 4R

D ．3B 2L 2v 2

4R

解析：选C.根据功能关系，外力F 所做功等于克服安培力所做的功，也等于导线与杆组成的闭合回路中消耗的电能．整个过程，导线运动了3L ，第1个L 和第3个L ，导线切割磁感线的长度为12L sin ωt ，产生的感应电动势为e ＝1

2BLv sin ωt ，相当于正弦交流电，该

过程运动的时间t 1＝2L v ，消耗的电能Q 1＝[BLv /（22）]2

R t 1＝B 2L 3

v

4R ；第2个L ，导线切割磁

感线的长度为L sin ωt ，产生的感应电动势为e ＝BLv sin ωt ，相当于正弦交流电，该过程

运动的时间t 2＝L v ，消耗的电能Q 2＝（BLv /2）2

R t 2＝B 2L 3v

2R

；所以外力F 所做功W ＝Q 1＋Q 2＝

3B 2L 3

v

4R

，选项C 正确． 理想变压器的动态分析

(多选)(高考广东卷)如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压

器的输入电压U 1不变，闭合电键S ，下列说法正确的是( )

A ．P 向下滑动时，灯L 变亮

B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压不变

C ．P 向上滑动时，变压器的输入电流变小

D ．P 向上滑动时，变压器的输出功率变大

[解析] 由于理想变压器输入电压U 1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U 2也不变，灯L 亮度不随P 的滑动改变，故选项A 错误，选项B 正确．P 向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R 总减小，由I 2＝

U 2

R 总

知，通过副线圈的电流I 2增大，输