《【三维设计】2014届高三物理一轮 课时跟踪检测37 交变电流的产生及描述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【三维设计】2014届高三物理一轮 课时跟踪检测37 交变电流的产生及描述（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1课时跟踪检测课时跟踪检测( (三十七三十七) ) 交变电流的产生及描述交变电流的产生及描述高考常考题型：选择题计算题1(2012北京高考)一个小型电热器若接在输出电压为 10 V 的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为 。如果电热器电阻不变，P 2则此交流电源输出电压的最大值为( )A5 V B5 V2C10 V D10 V22(2012广东高考)某小型发电机产生的交变电动势为e50 sin 100t(V)。对此电动势，下列表述正确的有( )A最大值是 50 V2B频率是 100 HzC有效值是 25 V2D周期是 0.02 s3(2012宁波联考)如图
2、 1 所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A、B间加一正弦交流电u20sin(100t) V，则加在R2上的2电压有效值为( )A10 V B20 V 图 1C15 V D5 V104(2012全国高考)一台电风扇的额定电压为交流 220 V。在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图 2 所示。这段时间内电风扇的用电量为( )图 2A3.9102度 B5.5102度C7.8102度 D11.0102度5(2012福州质检)有一不动的矩形线圈abcd，处于范围足够大的可转动的匀
3、强磁场中，如图 3 所示。该匀强磁场是由一对磁极 N、S 产生，磁极以OO为轴匀速转动。在t0 时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极 N 开始离开纸面向外转动，规定由abcda方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是( )2图 3图 46(2012合肥模拟)一台发电机的结构示意图如图 5 所示，其中 N、S 是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动 。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场。若从图示位置开始计时电动势为正值，图 6 中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是( )
4、图 5图 67(2012河南联考)一个 100 匝的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电动势e随时间t变化的关系如图 7 所示，图线为正弦曲线，那么( )图 7A该交流电的电动势有效值为 220 VB该交流电的电动势有效值为 110 V2Ct1.5 s 时，穿过线圈的磁通量变化率最大D穿过线圈的磁通量最大值为 2.2 Wb38.在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd。线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合。线圈平面与磁场方向垂直。从t0时刻起，线圈以恒定角速度绕cd边沿如图 8 所示方向转动，规定2 T线圈中电流沿abcda方向为正方向，则从t0 到tT时间内
5、，线圈中的电流i随时间t变化关系图象为( ) 图 8图 99(2012广东调研)如图 10 所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生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正确的是( )A在图中t0 时刻穿过线圈的磁通量均为零 图 10B线圈先后两次转速之比为 32C交流电a的瞬时值为u10 sin(5t) VD交流电b的最大值为 V20 310.如图 11 所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为 2 。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过 60时的感应电流为 1 A。那
6、么( )A线圈消耗的电功率为 4 WB线圈中感应电流的有效值为 2 A 图 11C任意时刻线圈中的感应电动势为e4cost2 TD任意时刻穿过线圈的磁通量为sintT 2 T11(2013郑州模拟)如图 12 甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n100 匝，总电阻r1.0 ，所围成矩形的面积S0.040 m2，小灯泡的电阻R9.0 ，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值4的表达式为enBmScos t，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，2 T2 T不计
7、灯丝电阻随温度的变化，求：图 12(1)线圈中产生感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的 0 时间内，通过小灯泡的电荷量。T 412.如图 13 所示，匀强磁场B0.1 T，所用矩形线圈的匝数N100匝，边长ab0.2 m，bc0.5 m，以角速度100 rad/s 绕OO轴匀速转动。当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式。(2)由t0 至t 过程中的平均电动势的大小。 图 13T 4(3)该交变电流的电动势有效值是多少？答答 案案课时跟踪检测课时跟踪检测( (三十七三十七) ) 交变电流的产生及描述交变电流的产生及描述1 选
8、 C 设该电热器的电阻为R，题中正弦交流电源输出电压的有效值为U，则P/2U2/R；加直流电时，P(10 V)2/R；又由最大值UmU，可解出Um10 V。故只有2选项 C 正确。2选 CD 最大值Em50 V，有效值为E25 V，频率为 50 Hz，周期为Em22T 0.02 s，所以 C、D 正确。1 f3选 D 由二极管的单项导电性可知，若二极管导通，加在R2上的电压波形为半个周期最大值为 20 V，若二极管截止，R1、R2串联，则R2上的电压半个周期最大值为 10 22V。由有效值的定义可得加在R2上的电压有效值为 5 V，选项 D 正确。104选 B 根据电流的变化情况，分段计算求电
9、功，W1I1Ut10.32201060 5J3.96104 J，W2I2Ut20.42201060 J5.28104 J，W3I3Ut30.22204060 J1.056105 J，则总功WW1W2W31.98105 J5.5102度，选项 B 正确。5选 C 磁极以OO为轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相反方向转动，由右手定则可知，产生的感应电流方向为abcda；在t0 时刻，磁场的方向与线圈平行，感应电流最大，故选项 C 正确。6选 D 由于磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动过程中，都垂直切割磁感线，所以能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变
10、化规律的是图 D。7选 BCD 该交流电的电动势最大值为 220 V，有效值为 110 V，选项 A 错误，B2正确；由图线可知，t1.5 s 时，感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量变化率最大，选项 C 正确；由图线可知1 rad/s，由EmNBS220 V 可知，穿过线圈的磁通量最大值为mBSEm/N2.2 Wb，选项 D 正确。8选 B 在0 内，线圈在匀强磁场中匀速转动，故产生正弦式交流电，由楞次定律T 4知，电流方向为负值；在 T内，线圈中无感应电流；在T时，ab边垂直切割磁感线，T 43 43 4感应电流最大，且电流方向为正值，故只有 B 项正确。9选 BCD t
11、0 时刻线圈处于中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，A 错误；由题中图象可知交流电a、b周期之比是 23，所以线圈先后两次转速之比为 32，B 正确；交流电a的瞬时值为uUmsin t10sin(t) V10sin (5t) V，C 正确；又由2 TaUmnBS可知Ubm Uam10 V V，D 正确。Ta Tb0.4 0.620 310选 AC 线圈转动角速度，线圈平面从与磁场方向平行开始计时，当转过2 T60时，电流的瞬时值表达式为iIm cos 601 AIm2 A，正弦交变电流有效值I A，B 项错；线圈消耗的功率PI2R4 W，A 项正确；由欧姆定律可知，感应电动Im22势最大值EmI
12、mR4 V，所以瞬时值表达式为e4 cost，C 项正确；通过线圈的磁通2 T量msin tmsint，由感应电动势的最大值2 TEmBSmm，解两式得：sintsint，D 项错。2 TEmT 2EmT 22 T2T 2 T11解析：(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T3.14102 s，所以6EmnBmS8.0 V。2nBmS T(2)电流的最大值Im0.80 A，有效值I A，小灯泡消耗的电功率Em RrIm22 25PI2R2.88 W。(3)在 0 时间内，电动势的平均值 ，T 4EnSB t平均电流 ，IE RrnSB Rrt流过灯泡的电荷量Q t4.0103 C。InSB Rr答案：(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0103 C12解析：(1)感应电动势的瞬时值eNBSsin t，由题可知：Sab 0.20.5 m20.1 m2bcEmNBS1000.10.1100 V314 V，所以e314sin 100t V。(2)用EN计算， tt0 至t 过程中的平均电动势T 4ENN| 20|T 40|0BS|T 44NBS 2 即 ENBS。2 代入数值得E200 V。(3)电动势有效值EEm2又EmNBS代入数据得E222 V。答案：(1)e314sin 100t V (2)200 V (3)222 V
