2020高考物理一轮复习第十一章交变电流课时规范练35交变电流的产生及其描述新人教版.pdf

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1、【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】1/7 2020高考物理一轮复习第十一章交变电流课时规范练35交变电流的产生及其描述新人教版编 辑：_时 间：_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】2/7 基础巩固组1.(交变电流的产生)如图所示为一台发电机的结构示意图,其中 N、S是永久磁铁的两个磁极,它们的表面成半圆柱面形状。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,则下列图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()答案 D解析由磁场分布特

2、点知,线圈在每一个位置的切割磁感线情况相同,故感应电动势大小是相同的,方向做周期性变化。2.(交变电流的图象)如图甲所示,一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场中,并绕过 ab、cd 中点的轴 OO以角速度 逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角=45时(如图乙)为计时起点,并规定当电流自 a 流向 b 时电流方向为正。则能够正确反映线圈中电流变化规律的图象是()答案 D解析 t=0 时刻,根据图乙表示的转动方向,由右手定则知,此时 ad 中电流方向由 a 到 d,线圈中电流方向为adcba,与规定的电流正方向相反,电流为负值,由图乙还能观察到,线圈在接下来的45转动过程中,ad、bc两边垂直切

3、割磁感线的速度越来越小,所以感应电动势应减小,感应电流减小,故 D正确。3.(交变电流的有效值)(20 xx 安徽宿州期末)如图所示为正弦交变电流经过整流器处理后的电压波形,其电压的有效值是()A.1.5 V B.1 V C.V D.V答案 A解析设交变电流电压的有效值为U,一个周期 T=4 s,T,解得 U=1.5 V,A 正确。【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】3/7 4.(交变电流的有效值)(20 xx 山东莱芜期末)一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为 T,从中性面开始计时,当 t=T 时,感应电动势的瞬时值为 10 V,则此交流电压的有效值为()A.5

4、V B.10 V C.10 V D.20 V答案 C解析从中性面开始计时,瞬时值表达式为e=Emsin t,当 t=T 时,e=10 V,解得 Em=20 V,有效值 E=10 V,C 正确。5.(交变电流的有效值)如图所示电路,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间加一正弦式交变电流u=20sin 100 t V,则加在 R2上的电压有效值为()A.10 V B.20 V C.15 V D.5 V答案 D解析电压值取正值时,即在前半个周期内,二极管电阻为零,R2 上的电压等于输入电压值,电压值取负值时,

5、即在后半周期内,二极管电阻无穷大可看作断路,R2 上的电压等于输入电压值的一半,据此可设加在 R2的电压有效值为 U,根据电流的热效应,在一个周期内满足T=,可求出 U=5 V。故选项 D正确。6.(多选)(交变电流“四值”的计算)(20 xx 河南郑州一模)边长为 l 的正方形线框在匀强磁场B中以角速度 匀速转动,产生的感应电流的最大值为Im,设灯泡的电阻为 R,其他电阻不计。从如图所示位置开始计时,则()A.电路中电流的最大值Im=B.电路中电流的瞬时表达式为i=Imsin tC.电流表的读数为【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】4/7 D.灯泡的电功率为 R答案 AD解析感应电

6、动势的最大值Em=Bl2,则电流的最大值Im=,选项 A正确;由线圈电流为最大值时开始计时,故电路中电流的瞬时表达式应为i=Imcos t,选项 B错误;电流表的读数为有效值,为 I=Im,选项 C错误;灯泡的电功率 P=I2R=R,选项 D正确。7.(多选)(交变电流“四值”的计算)(20 xx 安徽屯溪模拟)如图所示,面积为 S、匝数为 N、电阻为 r 的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端。线框在磁感应强度为B的匀强磁场中,以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度 匀速转动,不计其他电阻,则下列说法正确的是()A.若从图示位置开始计时,线框中

7、感应电动势的瞬时值为e=NBS sin tB.线框通过中性面前后,流过电阻 R的电流方向将发生改变,1 秒内流过电阻 R的电流方向改变次C.线框从图示位置转过60的过程中,通过电阻 R的电荷量为D.电压表的示数跟线框转动的角速度 大小无关答案 ABC解析从图示位置开始计时,即从线框处于中性面位置开始计时,感应电动势瞬时值 e=NBS sin t,选项 A正确;线框通过中性面前后,流过电阻 R的电流方向发生改变,每转 1 周电流方向改变 2 次,1 秒钟内线框转动圈数为,故流过电阻 R的电流方向改变 2次,选项 B正确;线框从图示位置转过 60的过程中,通过电阻 R的电荷量 q=t=t=N,而=

8、BS=BS,故 q=,选项 C正确;电压表的示数 U=,而 E=,故 U,选项 D错误。8.(交变电流“四值”的计算)(20 xx 广东中山月考)如图甲所示,标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 F 300 V”的电容器并联到交流电【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】5/7 源上,V 为交流电压表,交流电源的输出电压如图乙所示。闭合开关,下列判断正确的是()A.t=时刻,V 的示数为零B.灯泡恰好正常发光C.电容器不可能被击穿D.V的示数保持 110 V 不变答案 B解析 V的示数应是电压的有效值220 V,故 A、D错;电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压,灯泡正常发光,B

9、 正确;电压的峰值 Um=220 V=311 V,大于 300 V,故电容有可能被击穿,C 错。?导学号 06400486?能力提升组9.(多选)如图,M 为半圆形导线框,圆心为 OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为 ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内,两圆弧半径相等;过直线OMON 的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在 t=0 时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面且过OM 和 ON的轴,以相同的周期 T逆时针匀速转动,则()A.两导线框中均会产生正弦交变电流B.两导线框中感应电流的周期都等于TC.在 t=时,两导线框中产生的感应电动势相等D.两导线框的电阻相等

10、时,两导线框中感应电流的有效值也相等答案 BC解析因半径、周期相同,故两线框进入磁场过程产生的感应电动势大小为e0=B R2=R2=,两线框中产生的电动势瞬时值随时间关系如图:所以选项 A错误,选项 B、C正确。由有效值定义可知M、N线圈中电流的有效值不相等,D 项错误。?导学号 06400487?10.(多选)(20 xx 江西三校第一次联考)如图 xOy平面为光滑水平面,现有一长为 d、宽为 l 的线框 MNPQ 在外力 F作用下,沿 x 轴正方向以速度 v 做匀【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】6/7 速直线运动,空间存在竖直方向的磁场,磁感应强度 B=2B0cos x(式中

11、 B0为已知量),规定竖直向下为磁感应强度正方向,线框电阻为 R,t=0 时刻 MN边恰好在 y 轴处,则下列说法正确的是()A.外力 F为恒力B.t=0 时,外力大小 F=16l2C.通过线框的瞬时电流I=D.经过 t=,线框中产生的电热Q=答案 BC解析由于磁场是变化的,故切割产生的感应电动势也为变值,安培力也会变化,故要保持其匀速运动,外力 F不能为恒力,故 A错误;t=0 时,左右两边处的磁感应强度均为2B0,方向相反,则感应电动势 E=4B0lv,拉力等于安培力即 F=22B0Il=,故 B正确;由于两边正好相隔半个周期,故产生的电动势方向相同,经过的位移为 vt,瞬时电动势 E=4

12、B0lvcos,瞬时电流 I=,故 C正确;由于瞬时电流为余弦规律变化,故可知感应电流的有效值I=,故产生的电热 Q=I2Rt=,故 D错误。11.(20 xx 广东中山月考)如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,边长 l=10 cm 的正方形线圈共100匝,线圈电阻 r=1,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速运动,角速度=2 rad/s,外电路中的电阻R=4,求:(1)感应电动势的最大值;(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过 60时的瞬时感应电动势;(3)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过 60的过程中产生的平均感应电动势;(4)交流电压表的示数;(5)线圈转动一周产生的

13、总热量;(6)从图示位置开始的周期内通过R的电荷量。【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】7/7 答案(1)3.14 V(2)1.57 V(3)2.6 V(4)1.78 V(5)0.99 J(6)0.087 C解析(1)感应电动势的最大值Em=nBS=1000.5 0.122 V=3.14 V。(2)由图示位置转过 60时的瞬时感应电动势为e=Emcos 60=3.140.5 V=1.57 V。(3)由图示位置转过 60的过程中产生的平均感应电动势为=n=n,其中,T=1 s,=100 V=2.6 V。(4)交流电压表的示数为外电路两端电压的有效值,即U=R=V=1.78 V。(5)线圈转动一周产生的总热量为Q=T=0.99 J。(6)在周期内通过电阻R的电荷量为 q=C=0.087 C。