2019-2020年高考物理总复习 第11章 第1课时 交变电流的产生和描述课时作业（含解析）.doc

2019-2020年高考物理总复习 第11章 第1课时 交变电流的产生和描述课时作业（含解析）一、单项选择题1.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图1所示，由图中信息可以判断()图1A在A和C时刻线圈处于中性面位置B在B和D时刻穿过线圈的磁通量为0C从AD线圈转过的角度为2D若从OD历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次【答案】D【解析】在A和C时刻产生的感应电流最大，此时对应的感应电动势最大，线圈平面与磁感线方向平行，A错误；在B和D时刻，产生的感应电流为零，此时通过线圈的磁通量最大，B错误；从AD，对应周期，即线圈转过的角度为，C错误；若从OD历时0.02 s，则交变电流的周期为0.02 s，而一个周期内交变电流的方向改变2次，故在1 s内交变电流的方向改变100次，D正确2如图所示，面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsin t的图是()【答案】A【解析】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为eBSsin t，由这一原理可判断，A图中感应电动势为eBSsin t；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直3如图2所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()图2A线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是abcdD线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力【答案】A【解析】只要线圈绕垂直于磁感线的轴转动，在其他量相同时，产生的电动势与转轴的位置无关，故A对，B错；根据楞次定律，线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是adcb，C错；绕两轴转动时，在同一位置的瞬时电流相同，同一边受到的安培力也相同，D错4图3中甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化下列说法正确的是()甲乙图3A图甲表示交流电，图乙表示直流电B两种电压的有效值相等C图甲所示电压的瞬时值表达式为u311sin 100t VD图甲所示电压经匝数比为101的变压器变压后，频率变为原来的【答案】C【解析】图甲、图乙均表示交流电，故A错；图甲是正弦交流电，周期为2102 s，所以100 rad/s，所以电压的瞬时值表达式为u311sin 100t V，故C选项对；图甲和图乙的有效值并不相同，B错；变压器只能改变交流电的电压，不能改变交流电的频率，故D错二、双项选择题5.(xx湛江检测)某正弦交流电的It图象如图4所示，则该电流的()图4A频率f0.02 HzB有效值I10 AC峰值Im20 AD瞬时值表达式I20sin 100t(A)【答案】BD【解析】本题考查交变电流及其图象，意在考查考生对交变电流的理解由题图可知，该交变电流的周期为0.02 s，所以频率f50 Hz，A错峰值Im20 A，有效值I10 A，C错，B对 rad/s100 rad/s，D对6下面关于交变电流的说法中正确的是()A交流电器设备上所标的电压和电流值是交流的最大值B用交变电流表和交变电压表测定的读数值是交流的瞬时值C给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D对同一电阻且时间相同，则跟交流有相同热效应的直流的数值是交流的有效值【答案】CD7(xx揭阳模拟)如图5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那么()图5A线圈消耗的电功率为4 WB线圈中感应电流的有效值为2 AC任意时刻线圈中的感应电动势为e4costD任意时刻穿过线圈的磁通量为sint【答案】AC【解析】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60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，感应电动势最大值EmImR4 V，所以瞬时值表达式为e4cost，C项正确；通过线圈的磁通量msintmsint，由感应电动势的最大值EmBSmm，解两式得：sintsint，D项错8一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图6甲所示，则下列说法中正确的是()图6At0时刻线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，的变化率最大Ct0.01 s时刻，感应电动势达到最大D该线圈相应的感应电动势图象如图6乙所示【答案】BC【解析】由于t0时刻有最大值，故线圈应在中性面位置，A错；从图象上可直观地判断出t0.01 s时刻的变化率最大，感应电动势达到最大，B、C对；t0时，的变化率最小，感应电动势应有最小值，D错误故选B、C.9(xx河源抽查)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势e220sin 100t(V)，那么()A该交变电流的频率是50 HzB当t0时，线圈平面恰好位于中性面C当ts时，e有最大值D该交变电流电动势的有效值为220 V【答案】AB【解析】本题考查了交流电，意在考查学生对交变电流的产生和描述的规律的理解和应用交变电动势e220sin 100t(V)，最大值为220 V，有效值为220 V，频率f Hz50 Hz ，则选项A正确，D错误；当t0和t s时，e0，线圈平面恰好位于中性面，则选项B正确，C错误10(xx深圳中学模拟)如图7所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度匀速转动设线圈转动到图示位置的时刻t0，则()图7A在t0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R的电流为0，电压表的读数为0B1 s内流过电阻R的电流方向改变次C在电阻R的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小D在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变【答案】BC【解析】电压表示数应为有效值，t0时示数不为0，故A错误；交流电频率f，电流方向改变的次数为2f，B正确；并联一个电阻后，路端电压减小，故C正确；并联电容后，电容器反复充放电，电路中的电流增大，路端电压减小，故D错误三、非选择题11如图8所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I_.线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q_.图8【答案】【解析】由题意可知EmBS，则回路中电流的有效值为I；当线圈从中性面开始转过的过程中，由，及qt可求得q.12某兴趣小组设计了一种发电装置，如图9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，磁场均沿半径方向匝数为N的矩形线圈abcd的边长abcdl，bcad2l.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：图9(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)2NBl2(2)(3)【解析】(1)bc，ad边的运动速度v感应电动势Em4NBlv解得Em2NBl2.(2)电流Im安培力F2NBIml解得F.(3)一个周期内，通电时间tTR上消耗的电能WIRt且WI2RT解得I.