高考物理一轮复习 课时跟踪检测（四十一）交变电流的产生及描述（普通班）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、课时跟踪检测（四十一） 交变电流的产生及描述 A级基础小题练熟练快1(2018湖北恩施一中模拟)一电阻接在10 V直流电源上，电热功率为P；当它接到电压u10sin t(V)上时功率为()A0.25PB0.5PCP D2P解析：选B电阻接在10 V直流电源上，电热功率为P，则P；当它接到电压u10sin t(V)上时功率为P0.5P，故B正确。2.一边长为L的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示。已知匀强磁场的磁感应强度为B，则结合图中所给信息可判定()At1时刻穿过线框的磁通量为BL2Bt2时刻穿过线框的磁通量为零Ct3时刻穿过线框的

2、磁通量变化率为零D线框转动的角速度为解析：选Dt1时刻，感应电动势最大，穿过线框的磁通量应为零，A错误；t2时刻，穿过线框的磁通量最大为mBL2，B错误；t3时刻，感应电动势最大，则磁通量变化率也最大，C错误；交变电流的最大值为EmBL2，则，D正确。3.如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为()A.B.C. D.解析：选D线框的转动周期为T，而线框转动一周只有的时间内有感应电流，此时感应电流的大小为：I，根据电流的热效应有：2RI有2RT，

3、解得I有，故D正确。4先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电，第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图甲所示)；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是()A第一次，灯泡两端的电压有效值是B第二次，灯泡两端的电压有效值是C第一、第二次，灯泡的电功率之比是29D第一、第二次，灯泡的电功率之比是15解析：选D第一次，灯泡两端电压的有效值为U1，功率P1。第二次，设灯泡两端电压的有效值为U2，则T，解得U2 U0，功率P2，则P1P215，故A、B、C错误，D正确。5多选如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二

4、分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为100 ，则()A理想电压表读数为100 VB理想电流表读数为0.75 AC电阻R消耗的电功率为56 WD电阻R在100秒内产生的热量为5 625 J解析：选BD根据电流的热效应，一个周期内产生的热量：QT，解得U75 V，A错误；电流表读数I0.75 A，B正确；电阻R消耗的电功率PI2R56.25 W，C错误；在100秒内产生的热量QPt5 625 J，D正确。6.多选(2018广西桂林中学模拟)如图所示，电路中的电阻的阻值为R100 ，电流表为理想电流表，在a、b之间接入电压U220si

5、n 100t(V)的交流电源，则()A电流表的示数为2.2 ABt0.01 s时，电流表的示数为零C若产生该交流电的发电机的线框转速提高一倍，其他条件不变，则电流表的示数也增大一倍D若将电阻换成200 ，则电源的输出功率变为原来的两倍解析：选AC根据U220sin 100 t(V)可知，电压的最大值为Um220 V，有效值为U220 V，电流的有效值为I A2.2 A，电流表测量电流的有效值，即电流表的示数为2.2 A，故A正确；因为电流表显示的是有效值，不随时间变化，所以t0.01 s时，电流表的示数为2.2 A，故B错误；若产生该交流电的发电机的线框转速提高一倍，其他条件不变，由EmnBS

6、知，电动势的最大值增大一倍，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流增大一倍，则电流表的示数也增大一倍，故C正确；若将电阻换成200 ，由P可知，U不变，电源的输出功率变为原来的一半，故D错误。7多选(2018大庆检测)如图所示，N匝矩形导线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表A和二极管D。电流表的示数为I，二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是()A导线框转动的角速度为B导线框转动的角速度为C导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零D导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大

7、，瞬时电动势最大解析：选AC导线框产生的最大感应电动势EmNBS；根据二极管的特点可知，在一个周期内有半个周期回路中有电流，根据交流电电流的热效应可知2RI2RT，解得，故A正确，B错误；导线框转到图示位置时，导线框位于中性面处，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零，故C正确，D错误。8(2018福建厦门一中模拟)如图甲所示电路，已知电阻R1R2R，和R1并联的D是理想二极管(正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大)，在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压(电压为正值时，UAB0)。由此可知()A在A、B之间所加的交变电压的周期为2 sB在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u20sin 50

8、t(V)C加在R1上电压的有效值为10 VD加在R2上电压的有效值为5 V解析：选D由图像可得交流电的周期T0.02 s，故A错误；电压最大值为Um20 V，交变电压的瞬时值表达式为uUmsin t20sint20sin 100t(V)，故B错误；因为是交流电所以应该分两种情况考虑：当A点电位高于B点电位时二极管导通即R1被短路，R2电压为电源电压 V20 V；当B点电位高于A点电位时二极管截止，R1、R2串联分压，即对R1有T，解得U15 V，对R2有：T，解得U25 V，故C错误D正确。B级中档题目练通抓牢9.(2018山东潍坊实验中学模拟)如图所示为某小型交流发电机的示意图，其矩形线圈a

9、bcd的面积为S0.03 m2，共有10匝，线圈总电阻为r1 ，线圈处于磁感应强度大小为 T的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻R9 的连接。在外力作用下线圈以10 rad/s绕轴OO匀速转动时，下列说法中正确的是()A电阻R的发热功率是3.6 WB交流电流表的示数是0.6 AC用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为0.02 sD如果将电阻R换成标有“6 V3 W”字样的小灯泡，小灯泡能正常工作解析：选B感应电动势最大值：EmnBS10100.03 V6 V，电动势有效值：E6 V；电路中的电流：I A0.6

10、A，则交流电流表的示数是0.6 A，选项B正确；电阻R的发热功率是PRI2R3.24 W，选项A错误；交流电的周期：T s0.2 s，则用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为0.2 s，选项C错误；如果将电阻R换成标有“6 V3 W”字样的小灯泡，灯泡的电阻RL 12 ，灯泡两端的电压ULRL12 V5.54 V，故小灯泡不能正常工作，选项D错误。10(2018湖北大冶一中模拟)发电机转子是匝数n100，边长L20 cm的正方形线圈，其置于磁感应强度B0.5 T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以100 rad/s的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时。线圈的

11、电阻r1 ，外电路电阻R99 。试求：(1)写出交变电流瞬时值表达式；(2)外电阻上消耗的功率；(3)从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻的电荷量是多少？解析：(1)电动势的最大值：EmnBL2628 V根据闭合电路欧姆定律得Im6.28 A故交变电流瞬时值表达式：i6.28sin 100t(A)。(2)电流的有效值IIm由PI2R得外电阻上的消耗功率： P2R1.95103 W。(3)从计时开始到线圈转过过程中，平均感应电动势由En得nn平均电流：通过外电阻的电荷量：qt1102 C。答案：(1) i6.28sin 100t(A)(2)1.95103 W(3)1102CC级难度题目自主选做

12、11多选如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，匝数N100匝，电阻为r1 的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈两端经集流环和电刷与电路连接，定值电阻R16 ，R23 ，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期T0.2 s。从线圈与磁场方向平行位置开始计时，线圈转动的过程中，理想电压表的示数为2 V。下列说法中正确的是()A电阻R1上的电功率为 WBt0.4 s时，电阻R2两端的电压瞬时值为零C从开始计时到 s通过电阻R2的电荷量为 CD若线圈转速增大为原来的2倍，线圈中产生的电动势随时间变化规律为e6cos 20t(V)解析：选AD电阻R1上的电功率为P W W，故

13、A正确；线圈匀速转动的周期T0.2 s，t0.4 s时，正好又转到了与磁场方向平行位置，故此时线圈产生的感应电动势最大，故电阻R2两端的电压瞬时值最大，故B错误；根据闭合电路的欧姆定律可知产生的感应电动势的有效值EU2 V3 V，最大值EmE3 V，有EmNBS，故BS，故BSsin tsin 10t，从开始计时到 s，磁通量的变化量，故通过电阻R2的电荷量为q C，故C错误；转速增大2倍，故产生的感应电动势EmNBS变为原来的2倍，故最大值为Em6 V，线圈中产生的电动势随时间变化规律为e6cos 20t(V)，故D正确。12.(2018开封模拟)如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径a

14、b为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：(1)感应电动势的最大值。(2)从图示位置起转过周期的时间内负载电阻R上产生的热量。(3)从图示位置起转过周期的时间内通过负载电阻R的电荷量。(4)求出电流表的示数。解析：(1)线圈绕轴转动时，在电路中产生如图所示的交变电流。此交变电流的最大值为EmBSB2n2Bnr2。(2)在转过周期的时间内，线圈一直切割磁感线，则产生的热量Q。(3)在转过周期的时间内，电动势的平均值通过R的电荷量qtt。(4)根据电流的热效应，在一个周期内：QI2RT故电流表的示数为I。答案：(1)2Bnr2(2)(3)(4)