2014届高三物理一轮复习练习曲 第10章 第1单元 交变电流的产生及描述限时规范特训.doc

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1、2014届高三物理一轮复习练习曲：限时规范特训 第10章 第1单元 交变电流的产生及描述(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(每小题7分，共70分)1小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示此线圈与一个R10 的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻下列说法正确的是()A交变电流的周期为0.125 sB交变电流的频率为8 HzC交变电流的有效值为 AD交变电流的最大值为4 A解析：由图可知交变电流的周期T0.250 s，频率f4 Hz，故选项A、B错误；交变电流的有效值I A A，故选项C正确；交变电流的最大值Im A2 A，故选项

2、D错误答案：C2如下图中各图面积均为S的线圈均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eBSsint的图是()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eBSsint，由这一原则判断，A图和C图中感应电动势均为eBSsint；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直答案：AC3如图所示，矩形线圈abcd，面积为S，匝数为N，线圈电阻为R，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，(P1以ab边为轴，P2以ad边中点为轴)当线圈平面从与磁场方向平行开始

3、计时，线圈转过90的过程中，绕P1及P2轴转动产生的交流电的电流大小，电量及焦耳热分别为I1，q1，Q1及I2，q2，Q2，则下面判断正确的是()A线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是abcdBq1q2NBS/2RCI1I2(NBS)/RDQ1Q2(NBS)2/2R解析：本题考查电磁感应中电量、热量、电流的计算和感应电流方向的判断绕P1、P2转动时电流的方向相同，但电流的方向为adcba，A错；电量q，与绕哪个轴转动没有关系，B项错；线圈绕两轴转动时产生的电动势相同，所以电流相同，发热也相同，C对，D错答案：C4一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动在转动过程中，线框中

4、的最大磁通量为m，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是()A当磁通量为零时，感应电动势也为零B当磁通量减小时，感应电动势也减小C当磁通量等于0.5m时，感应电动势等于0.5EmD角速度等于Em/m解析：根据正弦式电流的产生及其变化规律：当磁通量最大时，感应电动势为零；当磁通量减小时，感应电动势在增大；磁通量减为零时，感应电动势最大由此可知A、B项错误设从线框位于中性面开始计时，则有eEmsint，式中EmBS.因mBS，故角速度，D项正确设e0.5Em，则解出t/6.此时BScosBSm，所以C项错答案：D5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

5、感线的OO轴匀速转动今在发电机的输出端接一个电阻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线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零B从线圈经过中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为isin50t(A)C流过电阻R的电流每秒钟方向改变50次D电阻R上的热功率等于20 W解析：电压表的示数是有效值，故电压最大值Um10V.题图所示位置与中性面垂直，此时产生的感应电流最大，故A错；产生的最大电压UmU10 V，Im A，225 rad/s50 rad/s，从中性面开始计时的瞬时值表达式是iImsintsin50t(A)，故

6、B对；交变电流在一个周期内方向改变2次，因此流过电阻R的电流每秒钟方向改变50次，故C对；P10 W，故D错答案：BC6把一个电热器接到10 V直流电源上，产生的热量为Q，若把它接到按正弦规律变化的交流电源上，在相同时间内产生的热量为Q/2.则该交变电流的 ()A峰值是10 VB角速度一定是100 rad/sC峰值是10 VD有效值是10 V解析：Qt，t，所以U有，所以UmU10 VC项正确答案：C7. 某同学学了电学以后，为了了解调光灯的调光原理，将调光灯拆卸开，发现并没有电阻的串并联现象实际调光灯是用可控硅电子元件来实现的一般调光灯有四个挡，调光灯上的旋钮可以控制截去多少，每个挡截去电流

7、的四分之一周期在第三挡时，即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，从而改变电灯的功率如果调光灯最亮时功率为Pm，那么在第三挡时电灯的功率为()A. Pm B. C. D. 解析：根据每个二分之一周期中，前四分之一周期被截去，则在一个周期中有二分之一周期被截去，由有效值的定义可知，PmTT2TP2T，即P，故C正确答案：C8. 2013西安八校联考如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N的矩形线圈，其面积为S，电阻为r，线圈两端外接一电阻为R的用电器和一个理想交流电压表若线圈绕对称轴OO以角速度匀速转动，则当线圈从图示位置转过90的过程中，下列说法正确的是()A通

8、过电阻R的电量为NBS/(Rr)B从图示位置开始转动90时磁通量的变化量等于NBSC交流电压表示数为NBSR/(Rr)D电阻R产生的热量为RN2B2S2/2(Rr)2解析：线圈从图示位置转过90的过程中，穿过线圈的磁通量的改变量与匝数无关，应该是为BS，通过电阻R的电量为qttt，选项A正确，B错误；线圈相当于一个具有内阻的电源，电压表测量路端电压，电源电压的有效值为ENBS/，根据闭合电路欧姆定律可得，路端电压为U，选项C错误；计算交变电流产生的热量用有效值，电阻R产生的热量为Qt，选项D错误答案：A9. 如图所示，交流发电机线圈的面积为0.05 m2，共100匝，该线圈在磁感应强度为 T的

9、匀强磁场中，以10 rad/s的角速度匀速转动，电阻R1和R2的阻值均为50 ，线圈的内阻忽略不计，若从图示位置开始计时，则()A. 线圈中的电动势为e50sin10t VB. 电流表的示数为 AC. 电压表的示数为50 VD. R1上消耗的电功率为50 W解析：由于线圈从图示位置(即磁场方向平行于线圈平面)开始计时，所以eEmcos t，其中EmNBS50 V，故线圈中的电动势e50cos 10t V，故A选项错误；线圈产生的电动势的有效值为E V25 V，由于线圈的内阻不计，故电压表的示数为UE25 V，故C选项错误；电流表的示数I，其中R并25 ，所以I A，故B选项正确；电阻消耗的电功

10、率为PU2/R125 W，故D选项错误答案：B102012杭州模拟如图所示，边长为L0.2 m的正方形线圈abcd，其匝数为n10、总电阻为r2 ，外电路的电阻为R8 ，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B1 T，若线圈从图示位置开始，以角速度2 rad/s绕OO轴匀速转动，则以下判断中正确的是()A在t时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快B闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e0.8 sin2t VC从t0时刻到t时刻，电阻R上产生的热量为Q3.2104 JD从t0时刻到t时刻，通过R的电荷量q0.02 C解析：线圈在磁场中转动，E

11、mnBS0.4 V，B错当线圈平面与磁场平行时磁通量变化最快，A正确QRI2Rt2Rt1.6103 J，C错qn0.02 C，D正确答案：AD二、非选择题(共30分)11(16分)用均匀导线弯成正方形闭合线框abcd，线框每边长10 cm，每边的电阻值为0.1 .把线框放在磁感应强度为B0.1 T的匀强磁场中，并使它绕轴O1O2以100 rad/s的角速度旋转，旋转方向如图所示(沿O2O1由O2向O1看为顺时针方向)已知O1、O2两点分别在ad和bc上，轴O1O2在线框平面内，并且垂直于B，O1d3O1a，O2c3O2b.(1)当线框平面转至和B平行的瞬时(如图所示位置)每个边产生的感应电动势

12、的大小各是多少？线框内感应电流的大小是多少？方向如何？(2)求线框由图所示位置旋转的过程中产生的平均电动势的大小；(3)线框旋转一周内产生的热量为多少？解析：(1)令L表示正方形线框的边长，R表示其每边的电阻值，则L0.1 m，R0.1 ，设此时cd段感应电动势的大小为E1，ab段感应电动势的大小为E2，则E1BLv13BL2/40.075 VE2BLv2BL2/40.025 Vda段和bc段不切割磁感线，所以它们的电动势都是零线框中的感应电动势EE1E20.1 V线框中的感应电流为IE/(4R)0.25 A根据楞次定律或右手定则，可判断电流方向沿dcbad(2)根据法拉第电磁感应定律，线框由

13、图所示位置旋转的过程中产生的平均电动势的大小，E V0.083 V(3)线框旋转一周产生的热量为Q()2R总T()24R2.5104 J7.85104 J答案：(1)Ecd0.075 VEab0.025 VEdaEbc0I0.25 A方向沿dcbad(2)0.083 V(3)7.85104 J12(14分)如图所示，矩形线圈abcd在磁感应强度B2 T的匀强磁场中绕轴OO以角速度10 rad/s匀速转动，线圈共10匝，每匝线圈的电阻值为0.5 ，ab0.3 m，bc0.6 m，负载电阻R45 .求(1)电阻R在0.05 s内发出的热量；(2)电阻R在0.05 s内流过的电荷量(设线圈从垂直中性面开始转动)解析：(1)矩形线圈abcd在匀强磁场中旋转产生正弦交变电流，电动势的峰值为EmnBS1020.30.610113.04 V，电流的有效值I1.60 AQI2Rt5.76 J.(2)矩形线圈旋转过程中产生的感应电动势的平均值En72 V，电流的平均值I1.44 A；0.05 s内电路流过的电荷量qIt0.072 C.答案：(1)5.76 J(2)0.072 C7