《（讲练测）高考物理一轮复习 专题44 交变电流的产生及描述（测）（含解析）-人教版高三全册物理试题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（讲练测）高考物理一轮复习 专题44 交变电流的产生及描述（测）（含解析）-人教版高三全册物理试题（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题44 交变电流的产生及描述（测）【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1如图所示，有一个电热器R，接在电压为u = 311sin100pt（V）的交流电源上。电热器工作时的电阻为100，电路中的交流电表均为理想电表。由此可知ARVuA电压表的示数为311VB电流表的示数为2.2AC电热器的发热功率为967WD交流电的频率为100Hz【答案】 B【名师点睛】本题考查交变电流最大值、有效值的理解和应用的能力
2、，对于交流电表的测量值、计算交流电功率、电功等都用到有效值注意感应电动势的最大值的求法，并掌握交流电的最大值与有效值的关系。2一交变电流的电压表达式为u100sin120t（V），由此表达式可知A用电压表测该电压其示数为100VB该交变电压的频率为60HzC将该电压加在100的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为100WDt1/480s时，该交流电压的瞬时值为50V【答案】B【解析】从电压表达式中得出电压的最大值为，电压表显示的是有效值，为：，故A错误；从电压表达式中得出角频率为，故频率，故B正确；将该电压加在的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为：，故C错误；时，该交流电压的瞬时值为，故D错误。【名
3、师点睛】根据电压表达式中各物理量的含义去分析周期、有效值瞬时值，由功率公式计算消耗的电功率。3两只相同的电阻，分别通以正弦波形的交流电和方波形的交流电，两种交流电的最大值相等，且周期相等在正弦波形交流电的一个周期内，正弦波形的交流电在电阻上产生的焦耳热为Q1，其与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比Q1Q2等于（ ）A11 B21 C12 D43【答案】B【名师点睛】此题考查了交流电的有效值；对于交变电流，求解热量、电功和电功率等与热效应有关的量，都必须用有效值。4实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO轴匀速转动今在发电机的输出端接一个
4、电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V已知R10 ，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是A线圈平面与磁场平行时刻，线圈中的瞬时电流为零B从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流瞬时值表达式为isin 100t （A）C流过电阻R的电流最大值为AD电阻R上的热功率等于5 W【答案】C【名师点睛】图示位置是与中性面垂直的位置，电动势最大，电压表的示数为电动势的有效值，电流瞬时值表达式为余弦函数注意计时的位置是中性面还是与之垂直的地方5如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r=10，外接R=90的电阻。闭合开关S，当发动机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e=（V）
5、，则（ ）A该交变电流的频率为10Hz B该电动势的有效值为VC外接电阻R所消耗的电功率为10W D电路中理想交流电流表的示数为10A【答案】D【解析】由发电机产生的感应电动势表达式e=（V）可知，该交流电为正弦式交变电流，其感应电动势的瞬时值基本表达式为：e=Emsint，由两式对照可知：Em=V，=10rad/s，又由于=2f，解得：f5Hz，故选项A错误；根据正弦式交变电流有效值与峰值的关系可知，该电动势的有效值为：E=10V，故选项B错误；理想交流电流表测量的是电路中总电流的有效值，根据闭合电路欧姆定律有：I=1A，外接电阻R所消耗的功率为：P=I2R=9W，故选项C错误，D正确。名师
6、点睛：本题综合考查了交变电流的有关知识、焦耳定律、闭合电路欧姆定律的应用问题，要知道正弦交流电的最大值等于有效值的倍；计算电功和电功率时必须要用有效值计算；此题难度中等。6如图所示的交变电流，最大值为Im，周期为T，则下列有关该交变电流的有效值I，判断正确的是（ ）AI= BI CI D以上均不正确【答案】B【名师点睛】解本题时应该掌握：交流电和直流电的定义，直流电是指电流方向不发生变化的电流；理解并会求交流电的有效值，只适用于正余弦交流电；根据图象书写交流电的表达式7一个匝数为匝，电阻为的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化，则线圈中产生交
7、变电流的有效值为（ ）A B C D【答案】C【解析】内的磁通量变化率为：，则感应电动势，内的磁通量变化率为：，则感应电动势，对一个定值电阻，在一个周期内产生的热量：，根据有交流电有效值的定义：得：，故ACD错误，B正确。【名师点睛】根据每段时间内磁通量的变化率求出每段时间内的感应电动势，结合热量的公式求出在一个周期内产生的热量抓住交流电和直流电在相同时间内、通过相同电阻，产生相同的热量，求出电流的有效值。8如图所示，两根间距为cm的无限长光滑金属导轨，电阻不计，其左端连接一阻值为10的定值电阻，两导轨之间存在着磁感应强度为1T的匀强磁场，磁场边界虚线为正弦曲线的一部分，一阻值为10的光滑导体
8、棒，在外力作用下以10m/s的速度匀速向右运动（接触电阻不计），交流电压表和交流电流表均为理想电表，则（ ）A回路中产生的是正弦式交变电流 B电压表的示数是2VC导体棒运动到图示虚线位置时，电流表示数为零 D导体棒上消耗的热功率为0.2W【答案】A【名师点睛】本题考查正弦交流电的最大值和有效值及电功率的计算；本题的关键要知道图中产生脉冲式电流，运用有效值的定义求解出感应电动势的有效值，注意求解电功率时，必须要用交流电的有效值；此题是中等题，意在考查学生灵活运用知识的能力.9如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd重合的竖直固定转轴以
9、角速度从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为I，下列说法不正确的是（ ）A线框中感应电流的有效值为2IB转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为C从中性面开始转过的过程中，通过导线某横截面的电荷量为D线框转一周的过程中，产生的热量为【答案】AD【解析】【名师点睛】本题考查交变电流最大值、有效值的理解和应用的能力，对于交流电表的测量值、计算交流电功率、电功等都用到有效值注意感应电动势的最大值的求法，并掌握交流电的最大值与有效值的关系。10图7甲为一台小型发电机构造示意图，内阻r5.0 ，外电路电阻R95 ，电路中其余电阻不计。发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴
10、转动，线圈匝数n100。转动过程中穿过每匝线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，则（）图7At3.14102 s时，该小型发电机的电动势为零 B该小型发电机的电动势的最大值为200 VC电路中电流最大值为2A D串联在外电路中的交流电流表的读数为2A【答案】BC【解析】 A、t=3.1410-2s时，磁通量的变化率最大，该小型发电机的电动势有最大值，故A错误；B、从-t图线可以看出，max=1.010-2 Wb，T=3.1410-2 s，=2/T，感应电动势的最大值Emax=nmax=200V，故B正确；C、电路中电流最大值Imax=Emax/（R+r）=200/100=2A，故C正
11、确；D、交流电流表读数是交变电流的有效值，即，故D错误故选BC.【名师点睛】本题考查对交流电的产生过程的理解，要注意明确磁通量的变化与交流电产生的关系，知道最大电动势与最大磁通量之间的关系11如图甲所示，不计电阻的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原副线圈的匝数比为1：10的理想变压器给一灯泡供电如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22W现闭合开关，灯泡正常发光则At=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零B交流发电机的转速为50r/sC变压器原线圈中电流表示数为1AD灯泡的额定电压为220V【答案】BC【名师点睛】首先能从线圈在磁场中
12、匀速转动时产生的电动势图象中读出最大值、周期，从而得出有关线圈的转动情况，再根据变压器的变压规律、变流规律及理想变压器的功率关系确定灯泡和变压器输入的物理量，要注意关于交流电有效值的含义及应用。12矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图示，则（ ）At1时刻线圈中磁通量为零Bt2时刻线圈中磁通量变化率最大Ct3时刻线圈中磁通量最大Dt4时刻线圈面与磁场方向垂直【答案】BC【解析】 A、t1时刻感应电动势为零，磁通量最大，此时线圈通过中性面，故A错误；B、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；C、t3时刻感应电动势为零，线圈通过中性面，磁通量最大，故
13、C正确；D、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；故选：BC【名师点睛】矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正弦交变电流磁通量为零，感应电动势最大；磁通量最大时，感应电动势为零，线圈恰好通过中性面经过中性一次，电流方向改变一次根据法拉第定律，感应电动势与磁通量变化率成正比二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13（10分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=05T，匝数为n=50的矩性线圈，绕转轴OO垂直于匀强磁场匀速转动，每匝线圈长为L=25cm，宽为d=20cm，线圈每分钟转动3000
14、转，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时，求：（1）写出交流感应电动势e的瞬时值表达式；（2）若每匝线圈本身电阻r=002，外接一只阻值为R=9的电热器，使线圈和外电路构成闭合电路，写出交流感应电流I的瞬时值表达式；（3）将一交流电压表接在R两端，电压表示数为多少？【答案】（1）e=125cos100t（V）（2）i=125cos100t（A）（3）U=250V【解析】【名师点睛】本题考查了有关交流电描述的基础知识，要能根据题意写出瞬时值的表达式，知道有效值跟峰值的关系，难度不大，属于基础题线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流而对于电表读数由交变电的有效值来确定。14（10分）图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n=100匝、电阻r =10，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R = 90 ，与R并联的交流电压表为理想电表。在t0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量（随时间t按图（乙）所示正弦规律变化。求：（1）从15710-2s到47110-2s内通过电阻R上的电量q；（2）电路中交流电压表的示数；（3）线圈匀速转动一周过程中，外力所做的功W外。【答案】（1）004C（2）127V（3）121256J【解析】
