高考物理一轮复习 10-1交变电流的产生和描述同步检测试题

高考物理一轮复习 10-1交变电流的产生和描述同步检测试题1(多选题)如图341所示，矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，图341线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内，下述说法正确的是()A因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零B线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最大D若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的有效值也增大一倍解析：本题考查电磁感应现象，基础题线框在匀强磁场中匀速转动时，在中性面即线框与磁感线垂直时，磁通量最大，感应电动势最小，而在题中图示位置线框与磁感线平行时，磁通量最小，感应电动势最大，A、B错，C对；电流的有效值I，由表达式分析可知，角速度增大一倍后，电流也增大一倍，D正确答案：CD图3422如图342所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO与磁场边界重合线圈按图示方向匀速转动若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是图343中的()A B C D图343解析：t0时线圈磁通量最大，磁通量的变化率最小，所以感应电动势、感应电流最小根据楞次定律可以判断，t0时刻开始线圈中磁通量变小，产生的感应电流i为负向，电流变大，C、D不正确经过1/4周期后，dc切割磁感线，电流方向为负，电路中有持续负方向的电流，B不正确综上所述，应选择A.答案：A3某交流电压为u6sin314t V，则以下说法正确的是()用此交流电作打点计时器的电源时，打点周期为0.02 s；把额定电压为6 V的小灯泡接到此电源上，小灯泡正常发光；把额定电压为6 V的小灯泡接到此电源上，小灯泡将被烧毁；耐压6 V的电容器不能直接用在此电源上ABC D解析：据2/T314 rad/s，可知此交流电的周期为T0.02 s，小灯泡的额定电压指的是交流电压的有效值，而电容器的耐压值指的是交流电压的最大值答案：D4一根电阻丝接入100 V的恒定电流电路中，在1 min内产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦式交变电流的电路中，在2 min内产生的热量也为Q，则该交变电压的峰值是()A141.4 V B100 VC70.7 V D50 V解析：由有效值定义得t2t，得U有U，U峰U有UU，U100 V时，B对，A、C、D错答案：B甲 乙图3445在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图344甲所示，产生的交变电动势的图象如图344乙所示，则()At0.005 s时线框的磁通量变化率为零Bt0.01 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 VD线框产生的交变电动势频率为100 Hz解析：本题考查正弦交流电的图象，意在考查考生根据正弦交流电的图象获取交流电特征信息的能力t0.005 s时感应电动势最大，线框的磁通量变化率也最大，A错误t0.01 s时感应电动势为零，穿过线框磁通量最大，线框平面与中性面重合，B正确感应电动势的最大值为311 V，有效值则为V，C错误所产生电动势的周期为0.02 s，频率等于周期的倒数，为50 Hz，D错误答案：B6(多选题)xx宝鸡质检如图345所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦式交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦式交流电的说法正确的是()图345A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先后两次转速之比为32C交流电a的瞬时值表达式为u10sin5t(V)D交流电b的最大值为5 V解析：t0时刻穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故电压为零，A项错读图得两次周期之比为23，由角速度得角速度与周期成反比，故B项正确读图得a的最大值为10 V，5，由交流电感应电动势瞬时值表达式eEmsint(V)(从中性面开始计时)得，u10sin5t(V)，故C项正确交流电的最大值EmnBS.所以根据两次角速度的比值可得，交流电b的最大值为10 V V，故D项错答案：BC图3467(多选题)如图346所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间加上如图347所示的交变电压后，能使电子有可能做往返运动的电压是() A BC D图347解析：由A图象可知，电子先做加速度减小的加速运动，T时刻速度最大，由T到T做加速度增大的减速运动，T时刻速度为零从T到T电子反向做加速度减小的加速运动，T时刻速度最大，由T到T做加速度增大的减速运动，T时刻速度为零，回到原位置，即电子能做往复运动同样的方法可得B、C也对答案：ABCB组能力提升8(多选题)xx江苏省苏北三市调研如图348所示电路中，电源电压u311sin100t(V)，A、B间接有“220 V,440 W”的电暖宝、“220 V,220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝下列说法正确的是()图348A交流电压表的示数为311 V B电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 AC电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D1 min抽油烟机消耗的电能为1.32104 J解析：交流电压表的示数表示有效值，即为220 V，选项A错误；电路正常工作时，干路电流I A A3 A，显然，选项B正确；电暖宝几乎将电能全部转化为热能，而抽油烟机主要将电能转化为机械能，显然，电暖宝发热功率远大于抽油烟机发热功率的2倍，选项C错误；1 min抽油烟机消耗的电能为WPt220 W60 s1.32104 J，选项D正确答案：BD图3499(多选题)图349所示为交变电流产生的示意图，在磁感应强度为B的匀强磁场中线圈绕OO轴以角速度匀速转动，线圈匝数为N，线圈总电阻为r，线圈面积为S，外电路电阻为R.在线圈由图示位置转过90的过程中，下列说法正确的是()A磁通量的变化量NBSB平均感应电动势C电阻R产生的焦耳热QD电阻R产生的焦耳热QR解析：穿过某个面的磁通量与线圈匝数无关，线圈在题设的条件下，其磁通量的变化量BS，选项A错；线圈转过90的时间t，所以平均电动势NN，选项B正确；线圈产生的感应电动势的有效值为E.回路中电流的有效值为I.所以，电阻R上产生的热量为QI2Rt2R.选项D正确，答案为B、D.答案：BD10xx北京卷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，则此交流电源输出电压的最大值为()A5 V B5 VC10 V D10 V解析：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；加直流电时，P；又由最大值UmU，可解出Um10 V故选项C正确答案：C11xx安徽卷图3410甲是交流发电机模型示意图在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路图3410乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度逆时针转动(只考虑单匝线圈)甲乙丙图3410(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；(2)线圈平面处于与中性面成0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热(其他电阻均不计)图3411解析：(1)矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速度为v，则v在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为E1BL1v由图可知vvsint则整个线圈的感应电动势为e12E1BL1L2sint(2)当线圈由题图(c)位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为e2BL1L2sin(t0)(3)由闭合电路欧姆定律可知I这里E为线圈产生的电动势的有效值E则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为QRI2RT其中T于是QRR2.答案：(1)e1BL1L2sint(2)e2BL1L2sin(t0)(3)R212某电压u120sint V、频率为50 Hz的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为u060 V的霓虹灯的两端，求在1 h内，霓虹灯发光时间有多长试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象解析：如图3412所示，画出一个周期内交变电流的ut图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1.图3412当uu060 V时，由u120sint V求得：t1 s，再由对称性得一个周期内能发光的时间tT4t1 s s.再由比例关系求得1 h内霓虹灯发光的时间t s2 400 s.很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间间隔只有 s(如图中t2时刻到t3时刻)，由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约为 s，远大于 s，因此经过灯光刺激的人眼不会对短暂的熄灭而有所感觉答案：2 400 s分析见解析13如图3413甲所示，在两根水平放置的平行金属导轨两端各接一只R1 的电阻，导轨间距L0.2 m，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B0.8 T一根电阻r0.3 的导体棒ab置于导轨上，且始终与导轨保持良好接触若导体棒沿平行于导轨的方向在PQ和MN之间运动，其速度图象如图3413乙所示求：图3413(1)导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式；(2)整个电路在1 min内产生的热量解析：(1)由速度图象可得，某时刻导体棒做简谐运动的速度表达式vt10sin10t m/s.导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式eBLvt1.6sin10t V.(2)感应电动势的最大值为Emax10BL1.6 V，感应电动势的有效值为EEmax/，回路中的总电阻为RrR/20.8 ，回路中的电流IE/R A.整个电路在1 min内产生的热量为QI2Rt96 J.答案：(1)e1.6sin10t V(2)96 JC组难点突破14如图3414所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管图3414(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上的电压有效值为()A10 VB20 VC15 VD5 V解析：由有效值定义，T，解得U5V，选D.答案：D