《(人教版)2020届高考物理一轮复习课时作业51交变电流的产生与描述.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(人教版)2020届高考物理一轮复习课时作业51交变电流的产生与描述.pdf（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 课时作业 五十一 交变电流的产生与描述 基础训练 1 2018 河北保定定州期末 多选 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如 图所示 则 A t1时刻线圈中磁通量为零 B t2时刻线圈中磁通量变化率最大 C t3时刻线圈中磁通量最大 D t4时刻线圈平面与磁场方向垂直 答案 BC 解析 t1时刻感应电动势为零 磁通量最大 此时线圈位于中性面 故A错 误 t2时刻感应电动势最大 线圈平面与中性面垂直 故磁通量的变化率最大 故B正确 t3时刻感应电动势为零 线圈通过中性面 磁通量最大 故C正确 t4时刻线圈中感应电动 势最大 磁通量变化率最大 线圈平面与中性面垂直 与磁感线平行 故D错误
2、 2 2018 四川遂宁射洪月考 如图所示为一交流电电流随时间变化的图象 其中电流 的正值为正弦曲线的正半周 其最大值为Im 电流的负值的强度为Im 则该交变电流的有效 值为 A 2 2 ImB Im 2 C 3 2 ImD 6 2 Im 答案 C 解析 设电流的有效值为I 取一个周期时间 由电流的热效应得 Im 2 2 2R 1 10 2 s I 2 mR 1 10 2 s I 2R 2 10 2 解得 I 3 2 Im 故选 C 3 2018 黑龙江哈六中模拟 两个完全相同的电热器 分别通以图甲 乙所示的峰值 相等的矩形交变电流和正弦式交变电流 则这两个电热器的电功率之比P甲 P乙等于 甲
3、 乙 A 2 1 B 2 1 C 4 1 D 1 1 答案 B 解析 矩形交变电流的有效值I1 Im 正弦式交变电流的有效值I2 Im 2 根 据电功率公式P I 2R 得P甲 P乙 I 2 1 I 2 2 I 2 m Im 2 2 2 1 故选项 B正确 4 如图所示 实验室一台手摇交流发电机 内阻r 1 0 外接R 9 0 的电阻 闭 合开关 S 当发电机转子以某一转速匀速转动时 产生的电动势e 102sin 10 t V 则 A 该交变电流的频率为10 Hz B 该电动势的有效值为10 V C 外接电阻R所消耗的电功率为10 W 3 D 电路中理想交流电流表的示数为2 A 答案 B 解析
4、 根据题意知 转子转动的角速度 10 rad s 又 2 f 则该 交变电流的频率f 5 Hz 选项A 错误 该交变电流电动势的最大值Em 102 V 则有效 值E Em 2 10 V 选项 B 正确 根据欧姆定律可得 电路中电流有效值 I E R r 1 0 A 即电流表的示数为1 0 A 电阻R所消耗的电功率P I 2R 9 0 W 选项 C D错误 5 2018 河南开封一模 如图所示 甲为一台小型发电机构造示意图 线圈逆时针转 动 产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示 发电机线圈内阻为1 外接灯泡 的电阻为9 恒定不变 则下列说法中正确的是 A 电压表的示数为6 V B 发电机的
5、输出功率为4 W C 在 1 0 10 2 s 时刻 穿过线圈的磁通量最大 D 在 1 0 10 2 s 时刻 穿过线圈的磁通量变化率最大 答案 C 解析 由图象可知 发电机产生电压的最大值为62 V 电压的有效值是6 V 电压表测量的是灯泡两端的电压 所以电压表示数为 9 1 9 6 V 5 4 V 所以 A错误 由 P U 2 R 知 P 5 4 2 9 W 3 24 W 所以 B 错误 在t 1 10 2 s 时刻 由图象可知此时的电动 势为零 那么此时的磁通量应该最大 所以C正确 感应电动势与磁通量的变化率成正比 该时刻磁通量的变化率为零 所以D错误 6 如图所示 图线a是线圈在匀强磁
6、场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象 当调 整线圈转速后 所产生的正弦交流电的图象如图线b所示 以下关于这两个正弦交流电的说 法中正确的是 4 A 线圈先后两次转速之比为1 2 B 交流电a的电压瞬时值u 10sin 0 4 t V C 交流电b的电压最大值为 20 3 V D 在图中t 0 时刻穿过线圈的磁通量为零 答案 C 解析 产生的正弦交流电的周期之比为2 3 线圈先后两次转速之比为3 2 选项 A错误 交流电a的周期为0 4 s 交流电a的电压瞬时值u 10sin 5 t V 选项 B 错误 由最大值nBS 可知 二者最大值之比为3 2 交流电b的电压最大值为 20 3 V 选 项
7、C正确 在t 0 时刻感应电动势为零 穿过线圈的磁通量最大 选项D错误 7 2018 河南洛阳尖子生全市第二次联考 多选 如图所示 矩形线圈面积为S 匝 数为N 线圈电阻为r 在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO 轴以角速度 匀速转动 外电路电阻为R 下列判断正确的是 A 电压表的读数为 NBS R 2R r B 当线圈由图示位置转过30 的过程中 通过电阻R的电荷量为 NBS 2R r C 在线圈转过一周的过程中 电阻R上产生的焦耳热为 N 2B2S2 R 4R r 2 D 当线圈由图示位置转过30 时通过电阻R的电流为 NBS 2R r 5 答案 AD 解析 电动势的最大值Em NBS 有效
8、值E Em 2 NBS 2 电压表的示数 为路端电压的有效值 解得U R R r E NBS R 2R r A正确 线圈转过30 的过程中 通 过电阻R的电荷量q N R r N BS BSsin 60 R r 1 3 2 NBS R r B错误 在线圈转过一 周的时间内电阻R上产生的热量Q U 2 R 2 N 2B2S2 R R r 2 C错误 电流的最大值为Im Em R r NBS R r 电流的瞬时值表达式为i Imsin t 从图示位置转过30 时 t 6 此时 的电流为i Im 2 NBS 2R r D正确 8 2018 吉林长春质检 边长为a的N匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁
9、感线且 与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动 转速为n 线圈所围面积内的磁通量 随时间t 变化的规律如图所示 图象中 0为已知 则下列说法正确的是 A t1时刻线圈中感应电动势最大 B t2时刻线圈中感应电流为零 C 匀强磁场的磁感应强度大小为 0 Na 2 D 线圈中瞬时感应电动势的表达式为e 2N 0ncos 2 nt 答案 D 解析 t1时刻线圈的磁通量最大 但磁通量的变化率为0 根据法拉第电磁 感应定律可知此时线圈中感应电动势为0 A 项错误 t2时刻线圈的磁通量为零 但磁通量 的变化率最大 根据法拉第电磁感应定律可知此时线圈中感应电流为最大值 B项错误 磁 通量与线圈匝数无关 根据磁通
10、量的定义可得 0 Ba 2 B 0 a 2 C 项错误 线圈中瞬时感 应电动势的表达式为e NBS cos t 2N 0ncos 2 nt D项正确 能力提升 9 2018 安徽池州期末 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如 图甲所示 已知发电机线圈内阻为5 0 现外接一只电阻为95 0 的灯泡 如图乙所 示 则 6 甲 乙 A 电压表V的示数为220 V B 电路中的电流方向每秒钟改变50 次 C 灯泡实际消耗的功率为484 W D 发电机线圈内阻每秒钟产生的电热为24 2 J 答案 D 解析 产生的感应电动势有效值为220 V 通过灯泡中的电流I E R r 2 2 A 电
11、压表示数为U IR 2 2 95 V 209 V 选项 A错误 交变电流频率为50 Hz 电路中的 电流方向每秒钟改变100次 选项 B错误 灯泡实际消耗的功率为P UI 209 2 2 W 459 8 W 选项 C错误 发电机线圈内阻每秒钟产生的电热为Q I 2rt 2 2 2 5 1 J 24 2 J 选 项 D正确 10 2018 山东潍坊实验中学三测 如图所示为某小型交流发电机的示意图 其矩形线 圈abcd的面积为S 0 03 m 2 共有 10 匝 线圈总电阻为 r 1 线圈处于磁感应强度大 小为 22 T 的匀强磁场中 可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO 转动 线圈在转动时可 以通
12、过滑环和电刷保持与外电路电阻R 9 的连接 在外力作用下线圈以10 rad s 绕 轴OO 匀速转动 下列说法中正确的是 7 A 电阻R的发热功率是3 6 W B 交流电流表的示数是0 6 A C 用该交流发电机给电磁打点计时器供电时 打点的时间间隔一定为0 02 s D 如果将电阻R换成标有 6 V3 W 字样的小灯泡 小灯泡能正常工作 答案 B 解析 感应电动势最大值 Em nB S 10 22 10 0 03 V 62 V 电动势有效值 E Em 2 6 V 电路中的电流 I E R r 6 9 1 A 0 6 A 则交流电流表的 示数是 0 6 A 选项 B正确 电阻R的发热功率是PR
13、 I 2R 3 24 W 选项 A错误 交流电的 周期 T 2 2 10 s 0 2 s 则用该交流发电机给电磁打点计时器供电时 打点的时间 间隔一定为0 2 s 选项 C错误 如果将电阻R换成标有 6 V3 W 字样的小灯泡 小灯 泡的电阻RL U 2 P 36 3 12 小灯泡两端的电压UL E RL r RL 6 12 1 12 V 5 54 V 故小灯泡不能正常工作 选项D错误 11 2018 福建厦门一中月考 如图甲所示的电路 已知电阻R1 R2 R 和R1并联的 D 是理想二极管 正向电阻可视为零 反向电阻为无穷大 在A B之间加一个如图乙所示 的交变电压 电压为正值时 UAB 0
14、 由此可知 甲 8 乙 A 在A B之间所加的交变电压的周期为2 s B 在A B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u 202sin 50 t V C 加在R1上电压的有效值为10 V D 加在R2上电压的有效值为510 V 答案 D 解析 由题图乙可得交流电的周期T 0 02 s 故 A 错误 电压最大值为um 202 V 交变电压的瞬时值表达式为u umsin t 202sin 2 T t V 202sin 100 t V 故 B错误 当电压为正值时A点电位高于B点电位 二极管导通即R1被短路 R2两端电压为电源电压 202 2 V 20 V 电压为负值时B点电位高于A点电位 二极管截止
15、R1 R2串联分压 设R1两端的电压有效值为U1 根据有效值的定义 一个周期内R1的电热为 10 V 2 R T 2 U 2 1 RT 解得 U1 52 V 同理可得R2两端的电压有效值U2 U 2 2 R T 20 V 2 R T 2 10 V 2 R T 2 解得 U2 510 V 故 C错误 D正确 12 如图所示 矩形线圈的匝数为N 面积为S 内阻为r 绕OO 轴以角速度 做匀 速转动 在它从如图所示的位置转过90 的过程中 下列说法正确的是 A 通过电阻的电荷量为 NBS 22R r B 通过电阻的电荷量为 2NBS R r 9 C 外力所做的功为 N 2 B 2S2 2R r D
16、外力所做的功为 N 2 B 2S2 4R r 答案 D 解析 流过电阻的电流平均值I N tR r 磁通量的变化量为 BS 通过电阻的电量为Q It 联立解得Q NBS R r 故 A B项错误 产生交流电的电压有效 值为U Em 2 NBS 2 根据功能关系 可知 外力做功和整个电路中产生的焦耳热相等 所以有W U 2 R r t N 2B2S2 4R r 故 C 项错误 D项正确 13 某兴趣小组设计了一种发电装置 如图所示 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁 场区域的圆心角 均为 4 9 磁场均沿半径方向 匝数为 N的矩形线圈abcd的边长ab cd l bc ad 2l 线圈以角速度 绕中心轴匀速转动 bc和ad边同时进入磁场 在磁场 中 两条边所经过处的磁感应强度大小均为B 方向始终与两边的运动方向垂直 线圈的总 电阻为r 外接电阻为R 求 1 线圈切割磁感线时 感应电动势的大小Em 2 线圈切割磁感线时 bc边所受安培力的大小F 3 外接电阻上电流的有效值I 答案 1 2NBl 2 2 4N 2B2l3 R r 3 4NBl 2 3R r 解析 1 bc ad边的运动速度v
