【高考复习】2020版高考物理全程复习课后练习32交变电流的产生和描述(含答案解析).pdf

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1、2020版高考物理全程复习课后练习32 交变电流的产生和描述1.一个氖泡指示灯，其发光需要电压超过50V，在它发光的情况下逐渐降低电压，要降到503V时才熄灭，氖泡两极不分正负，现有峰值为100 V、频率为 50 Hz的正弦交流电压加在2氖泡指示灯两端，则在一小时内氖泡指示灯发光的时间为()A10 min B 25 min C30 min D35 min2.两个完全相同的电热器，分别通以图甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比P甲P乙等于()A.：1 B 2：1 C4：1 D1：123.某正弦交流电通过一阻值为20 的电阻，2 s 内产生的电热为40 J

2、，则()A此交流电的电流强度的有效值为1 A，最大值为 A2B此交流电的电流强度的有效值为 A，最大值为4 A2C电阻两端的交流电电压的有效值为20 V，最大值为40 V2D电阻两端的交流电电压的有效值为20 V，最大值为40 V4.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示由图可知该交变电流()A周期为0.125 sB电压的有效值为10 V2C电压的最大值为10 V2D电压瞬时值的表达式为u=10sin8 t(V)25.如图所示，虚线上方是有界匀强磁场，扇形导线框绕垂直于框面的轴O以角速度 沿逆时针方向匀速转动，线框中感应电流方向以逆时针方向为正，则下图中能正确反映线框转动一周过程中感应电

3、流随时间变化的图象是()6.交流发电机的原理如图所示，10 匝的矩形线圈在匀强磁场中绕OO 轴匀速转动，转动的角速度为 10rad/s，线圈转动过程中，穿过线圈的最大磁通量为0.1 Wb.若从线圈平面与磁场平行的位置开始计时，在t=s 时，矩形线圈中产生的感应电动势的瞬时值为()130A27.2 V B15.7 V C19.2 V D 11.1 V7.如图所示，面积为S的矩形线圈共N匝，线圈总电阻为R，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中以竖直线OO 为轴，以角速度 匀速旋转，图示位置C与纸面共面，位置 A与位置 C成 45 角线圈从位置A转过 90 到达位置B的过程中，下列说法正确

4、的是()A平均电动势为NBS 2 2B通过线圈某一截面的电荷量q=2 2NBSRC在此转动过程中，外界对线圈做的总功为N2B2S2 4RD在此转动过程中，电流方向会发生改变8.将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为R，让它在磁感应强度为B，方向如图所示的匀强磁场中绕轴MN匀速转动导线在a、b 两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为 P、电阻为r 的小灯泡并正常发光电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，则下列说法中正确的是()A半圆形硬导线的转速为2rP2R2BB半圆形硬导线的转速为rP2R2BC线圈从图示位置转90 过程中通过小灯泡的电荷量为R2BrD线圈从图示位置转90 过程中通过小灯

5、泡的电荷量为零9.如图所示，n 匝矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为 S，电阻不计线框绕垂直于磁场的轴OO 以角速度 匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光，从线框通过中性面开始计时，下列说法正确的是()A图示位置穿过线框的磁通量变化率最大B灯泡中的电流方向每秒改变次2C线框中产生感应电动势的表达式为e=nBS sin tD变压器原、副线圈匝数比值为nBSU10.如图所示的坐标系中，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，第一象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B，一半径为R、顶角为直角的弧形

6、导体框由t=0时刻从如图所示的位置开始以O为圆心，以恒定的角速度 沿逆时针的方向转动，已知该导体框的电阻为r.则导体框转动一周的过程中导体框中产生的感应电流的有效值为()A.B.C.D0BR2 2rBR2 rBR2 2 2r11.(多选)如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，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，从图示位置开始计时下列说法正确的是()A当转过60时，感应电动势的瞬时值为3BS 2B当转过60时，感应电流的瞬时值为BS 2RC在转过60的过程中，感应电动势的平均值为3BS2D在转过9

7、0的过程中，感应电流的有效值为2BS 2R12.(多选)电路如图甲所示，电阻R的阻值为484，C为电容器，L 为直流电阻不计的电感线圈，开关 S断开，当接上如图乙所示的电压u，下列说法正确的是()AR上的电压应等于155.5 VB电压表的示数为220 VC电阻 R消耗的功率小于50 WD为保证闭合开关S后电容器不被击穿，该电容器的耐压值不得小于311 V13.(多选)如图所示，处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中的单匝矩形线框MNPQ，以恒定的角速度 绕对角线NQ转动已知MN长为 l1，NP长为 l2，线框电阻为R.在 t=0 时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是()A矩形线框

8、产生的感应电动势有效值为Bl1l222B矩形线框转过半周时，通过线框的电流为零C矩形线框转动一周时，通过线框的电流为Bl1l2RD矩形线框在转动半周过程中产生的热量为B2l 2 1l 22R14.(多选)某兴趣小组自制一小型发电机，使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量 随时间 t 按正弦规律变化的图象如图所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为Em.线圈的电阻为r，该线圈与电阻为R的纯电阻用电器构成闭合回路，则()A线圈匝数为n=TEm2 mB电阻为R的用电器的电功率为E2 m2RC在 0 时间内通过用电器的电荷量为q=T4TEm2r RD若线圈转速增大为

9、原来的2 倍，线圈中电动势的瞬时值为Emcos4tT答案解析1.答案为：B；解析：根据题意交流电电压瞬时值的表达式为e=100sin100t(V)，T=s，150则在前半个周期内，当t=时，开始发光，t=T 时，停止发光，发光时间为t=T=T63838T6524T，整个周期发光时间为2t=T，512故一个小时内的发光时间为t=T=1 500 s=25 min，B正确3 600 sT5122.答案为：B；解析：矩形交变电流的有效值I1=Im，正弦式交变电流的有效值I2=，Im2根据电功率公式P=I2R，得 P甲：P乙=I：I=I：2=2：1，故选项 B正确2 122 m(Im2)3.答案为：A；

10、解析：由 Q=I2Rt 得：I=1 A，最大值为 A，则 A正确，B错误；QRt2电压最大值为20 V=20 V，有效值为20 V，C、D错误224.答案为：B解析：由图象可知，正弦交变电流的周期为T=0.250 s，电压的最大值为Um=20 V，A、C错误；电压的有效值U=10 V，B正确；角速度=8 rad/s，Um222T电压瞬时值的表达式为u=Umsin t=20sin8 t(V)，D错误5.答案为：A；解析：当线框进入磁场时，通过线框的磁通量的变化率不变，即感应电动势及感应电流大小不变，由右手定则可知，电流方向为逆时针方向，为正值，当线框全部进入磁场后，通过线框的磁通量不变，线框中无

11、感应电流，故A正确，B、C、D错误6.答案为：B；解析：线圈中产生的电动势的峰值为：Em=nm=10 V=31.4 V，则电动势的瞬时值的表达式为e=31.4cos10t(V)，当 t=s 时，e=15.7 V，故 B正确，A、C、D错误1307.答案为：A；解析：线圈从位置A转过 90 到达位置B的过程中，=2BScos45=BS，t=，22根据=N，得=NBS，故 A正确根据=N，q=t=N=，故 B错EtE2 2EtERR2BSNR误产生电动势的峰值Em=NBS，则有效值E=，则 W=Q=t=，Em2NBS 2E2RN2B2S2 4R从 A转过 90 过程中，电动势有效值不等于，故 C错

12、误线圈每经过中性面一次，Em2电流方向改变，线圈从位置A转过 90到达位置B的过程中，电流方向不变，故D错误8.答案为：A；解析：转动的半圆形导线切割磁感线，产生感应电动势直接给灯泡供电，因灯泡此时正常发光，则其功率为P，电阻为r，设线圈转速为n，则感应电动势的有效值E有=，BR2 122n2由 P=得：E=Pr，可求得：n=，则 A对、B错；U2R2有2rP2R2B线圈从图示位置转90的过程中通过灯泡的电荷量q=，则 C、rB R2 12rR2B2rD错9.答案为：C；解析：题图图示位置穿过线框的磁通量最大，但是磁通量的变化率为零，A错误；交流电的周期为T=，一个周期内电流方向改变两次，则灯

13、泡中的电流方向每秒改变2次，B错误；交流电的电动势最大值：Em=nBS，则线框中产生感应电动势的表达式为e=nBS sin t，C正确；交流电电压的有效值为U1=，则=，D错误nBS2n1n2U1U2nBS2U10.答案为：A；解析：从图示位置转过90 的过程中，即在0 时间内，导体框的OA边切割第三象限的T4磁场线，则导体框中的感应电动势为E=BR2，感应电流沿逆时针方向；在转过90 至12180的过程中，即在 的时间内，导体框中的感应电动势仍为E=BR2，感应电流沿逆时针方向；T4T212在转过 180 至 270的过程中，即在时间内，导体框中的感应电动势仍为E=T23T412BR2，感应

14、电流沿顺时针方向；在转过270 至 360 的过程中，即在T 时间内，3T4导体框中的感应电动势仍为E=BR2，感应电流沿顺时针方向12根据电流有效值的定义可知，该交流电的有效值大小为I=，A正确BR2 2r11.答案为：ACD；解析：因为线框从中性面开始计时，所以感应电动势的瞬时值表达式为e=BS sin t，转过 60 时，感应电动势的瞬时值e0=BS sin60=BS，32感应电流的瞬时值为i0=，故 A正确，B错误；转过60的时间为t=，e0R3BS 2R33磁通量变化量=21=BScos60 BS=BS，感应电动势的平均值为=|=12Et=，12BS33BS2故 C正确；感应电流的最

15、大值为Imax=，感应电流的有效值I=，故 D正BsRImax22BS 2R确12.答案为：CD；解析：设电压表的读数为U，根据电压有效值的概念应有T=0，U2R(3112)2RT2解得 U=110V155.5 V，即电压表的示数应为155.5 V，由于线圈的自感作用，2电阻 R两端的电压应小于155.5 V，所以 A、B错误；当不考虑线圈的自感作用时，电阻 R消耗的功率为P=W=50 W，所以由于线圈的自感作用，U2R11022484电阻 R消耗的功率一定小于50 W，所以 C正确；根据电源电压图象可知，电源的电压最大值为311 V，电容器的耐压值不能小于311 V，所以 D正确13.答案为

16、：ABD；解析：矩形线框产生正弦式交变电流，则产生的感应电动势最大值Em=Bl1l2，所以有效值E=Bl1l2，A正确；当矩形线框转过半周时，线框平面与磁场垂直，磁通量22最大，磁通量变化量为零，感应电动势为零，感应电流为零，B正确；转过一周时，通过线框的电流为零，C错误；矩形线框在转动半周过程中产生的热量Q=t=，D正确E2RE2RB2l2 1l 22R14.答案为：AC；解析：线圈中电动势的瞬时值e=nBScos，而 m=BS，所以线圈匝数为n=，2T2tTTEm2 m选项 A正确；电路中电流的有效值为I=，用电器的电功率为，选项Em2r RE2 m R2r R2B错误，在 0 时间内通过用电器的电荷量为q=n=，选项 C正确；T4 mr RTEm2r R若线圈转速增大为原来的2 倍，线圈中电动势的瞬时值e1=2Emcos，所以选项D错4tT误