高考物理一轮复习 课后限时集训32 交变电流的产生及描述（含解析）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、交变电流的产生及描述建议用时：45分钟1(2019广西桂林市、贺州市期末联考)一台小型发电机与计算机相连接，计算机能将发电机产生的电动势随时间变化的图象记录下来，如图甲所示，让线圈在匀强磁场中以不同的转速匀速转动，计算机记录了两次不同转速所产生正弦交流电的图象如图乙所示。则关于发电机先后两次的转速之比nanb，交流电b的最大值正确的是()甲乙A32， V B32， VC23， V D23， VB由题图可知，a的周期为0.4 s，b的周期为0.6 s，则由n可知，转速与周期成反比，故曲线a、b对应的线圈转速之比为32；曲线a表示的交变电动势最大值是10 V，根据EmnBS得曲线b表示的交变电动势

2、最大值是 V，故B正确，A、C、D错误。2.如图所示，一半径为L的导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90且关于O中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B、方向相反且均与纸面垂直。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触，在圆心和圆环间连有电阻R，不计圆环和导体杆的电阻，当杆OM以恒定角速度逆时针转动时，理想电流表A的示数为()A. B C. DAOM切割磁感线产生的电动势E，OM切割磁感线时产生的感应电流I，设电流的有效值为I有效，则IRT2I2RT，解得I有效，选项A正确。3小型交流发电机的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

3、间的关系是正弦函数。将发电机与一个标有“6 V6 W”的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻。当线圈的转速为n5 r/s时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时值表达式为()Aisin 5t(A) Bisin 10t(A)Ci1.41sin 5t(A) Di1.41sin 10t(A)D因为小灯泡正常发光，所以电路中电流的有效值为I1 A，则电流的最大值为Im A1.41 A。因为转速n5 r/s，且2n，所以10 rad/s，故电路中电流的瞬时值表达式为t1.41sin 10t(A)，选项D正确。4(2019资阳模拟)如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO匀速转动

4、，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示。若外接电阻的阻值R9 ，线圈的电阻r1 ，则下列说法正确的是()甲乙A线圈转速为100 rad/sB0.01 s末穿过线圈的磁通量最大C通过线圈的最大电流为10 AD电压表的示数为90 VC由乙图可知，线圈转动的周期T0.04 s，线圈转速n数值上等于频率，而f25 Hz，因此线圈转速为n25 r/s，故A项错误；0.01 s末，线圈产生的感应电动势最大，此时线圈处于与中性面垂直位置，穿过线圈的磁通量最小为零，故B项错误；根据闭合电路的欧姆定律可知Im A10 A，故C项正确；电压表测量的是有效值，故UR45 V，故D项错误。5一矩形线圈在匀强

5、磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图甲所示，若把某个物理量变为原来的2倍，其产生的电动势的变化规律变为如图乙所示，则变化的这个物理量是()甲乙A线圈的匝数 B线圈的面积 C线圈的角速度 D线圈的周期D因为矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的正弦式交变电流的表达式为eNBSsin t，将线圈的匝数或面积增加为原来的2倍后，交变电流的感应电动势的最大值将变为原来的2倍，交变电流的周期不变，选项A、B错误；将线圈的角速度增加为原来的2倍后，则其产生的感应电动势的最大值将变为原来的2倍，交变电流的周期将变为原来的，选项C错误；将线圈的周期增加为原

6、来的2倍后，根据可知其产生的感应电动势的最大值将变为原来的，交变电流的周期变为原来的2倍，选项D正确。6.交变电流电压的有效值为6 V，它和电阻R1，R2及电容器C、电压表一起连接成如图所示的电路，图中电压表的读数为U1，为了保证电容器C不被击穿，电容器的耐压值为U2，电容器在电路中正常工作，则()AU16 VU26 V BU16 VU23 VCU16 VU26 V DU16 VU26 VD交流电源的有效电压是6 V，而电压表测量的是交流电的有效值，则电压表的示数为U16 V；因正弦式交流电的最大值是有效值的倍，则知电压的最大值为6 V，所以电容器要能正常工作，其耐压值必须不低于6 V，即U2

7、6 V。故D项正确，A、B、C项错误。7目前磁卡已有广泛的应用，如图甲所示，当记录磁性信息的磁卡以速度v在刷卡器插槽里匀速运动时，穿过刷卡器内线圈的磁通量按0sin kvt的规律变化，刷卡器内的等效电路如图乙所示，已知线圈的匝数为n，电阻为r，外接电路的等效电阻为R。则在任意一段t的时间内，通过等效电阻R的电荷量的最大值为()甲乙Aqm BqmCqm D无法求解C在任意一段t的时间内，通过等效电阻R的电荷量为qt，根据闭合电路欧姆定律可求得平均电流为，而由法拉第电磁感应定律可知t内线圈产生的平均感应电动势为n，由上述各式整理得qnnn，可知在任意一段t的时间内通过等效电阻R的电荷量的最大值为q

8、m。8.(多选)(2019河北省衡水金卷模拟一)如图所示，线圈ABCD匝数n10，面积S0.4 m2，边界MN(与线圈的AB边重合)右侧存在磁感应强度B T的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕AB边以10 rad/s的角速度匀速转动。则以下说法正确的是()A线圈产生的是正弦交流电B线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为80 VC线圈转动 s时瞬时感应电动势为40 VD线圈产生的感应电动势的有效值为40 VBD线圈在有界匀强磁场中将产生正弦半波脉动电流，故A错误；电动势最大值EmnBS80 V，故B正确；线圈转动 s、转过角度，瞬时感应电动势为eEmsin 40 V，故C错误；在一个周期时间内，只

9、有半个周期产生感应电动势，根据有效值的定义有RRT，可得电动势有效值E40 V，故D正确。9.(多选)如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，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，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度绕OO轴匀速转动，则以下判断正确的是()A图示位置线圈中的感应电动势最大为EmBL2B从图示位置开始计时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为eBL2sin tC线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量为qD线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为QBD题图位置线圈中的感应电动势最小，为零，A错误；

10、若线圈从题图位置开始转动，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式eBL2sin t，B正确；线圈从题图位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量为qt，C错误；EmBL2，线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为QR，D正确。10.(多选)如图所示，空间中有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放置两彼此正对的相同金属圆环，两环相距L，用导线将环与外电阻相连。现用外力使金属杆沿两环做匀速圆周运动。若已知磁感应强度大小为B，圆环半径为R，杆转动角速度为，金属杆和电阻的阻值均为r，其他电阻不计，则()A当金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变大后变小B当金属杆从圆环最

11、高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变小后变大C流过外电阻电流的有效值为D流过外电阻电流的有效值为BC金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中，垂直磁场方向的分速度先减小再增大，因而流过外电阻的电流先减小再增大，选项A错误，B正确；金属杆沿圆环的匀速率运动等效为以两环圆心连线为转动轴、长为L、宽为R的矩形线框的匀速转动，因此产生正弦交流电，遵守I的关系，电动势的最大值为EmBLR，Im，I，故选项C正确，D错误。11(多选)(2019天津高考)单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间t的关系图象如图所示。下列说法正确的是()A.时刻线框平面与

12、中性面垂直B线框的感应电动势有效值为C线框转一周外力所做的功为D从t0到t过程中线框的平均感应电动势为BC中性面的特点是与磁场垂直，穿过的磁通量最大，磁通量变化率最小，则时刻线框在中性面上，A错；电动势最大值为Emmm，对正弦交流电，E有，B对；由功能关系知，线框转一周外力做的功等于产生的电能，WE电T，C对；由法拉第电磁感应定律知，D错。12.(多选)(2019石家庄模拟)如图所示的正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在垂直于纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度匀速转动，c、d两点与一阻值为r的电阻相连，各表均可视为理想表，导线电阻不计，则下列说法中正确的是()A线框

13、abcd产生的电流为交变电流B当S断开时，电压表的示数为零C当S断开时，电压表的示数为BL2D当S闭合时，电流表的示数为ACD线框abcd绕着垂直于磁场的转轴匀速转动，故产生的电流为交变电流，故A项正确；产生的交流电的电动势最大值为EmBL2，有效值为E，当S断开时，电压表测量的电压为cd间的电压，故UEBL2，故B项错误，C项正确；S闭合时，电路总电阻为3r，ab中电流为IBL2，电流表读数为BL2，故D项正确。13.(多选) 如图所示，电阻为r的单匝矩形线圈面积为S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。匀强磁场的磁感应强度为B，t0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，

14、则()A滑片P下滑时，电压表的读数不变B图示位置线圈中的感应电动势最大C线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量为D1 s内流过R的电流方向改变次CD滑片P下滑时，外电阻增大，电压表的读数变大，A错误；图示位置穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零，B错误；线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量q，C正确；一个周期内线圈2次通过中性面，电流方向改变2次，交流电的频率为，所以1 s内流过R的电流方向改变次，D正确。14(多选)如图甲所示，将阻值为R5 的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，理想交流电流表串联在电路中测量电流的大小。对此，下列说

15、法正确的是()甲乙丙丁A电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u2.5sin (200t) VB电阻R消耗的电功率为1.25 WC如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 AD这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为1AD题图乙所示电流的最大值为Im0.5 A，周期为T0.01 s，其角速度为200 rad/s，由欧姆定律得UmImR2.5 V。所以电阻R两端电压的表达式为u2.5sin (200t) V，选项A正确；该电流的有效值为I，电阻R消耗的电功率为PI2R，解得P0.625 W，B选项错误；电流表的示数为有效值，若该交变电流由题图丙所示矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当转速提升一倍时，电动势的最大值EmnBS变为原来的2倍，电路中电流的有效值也是原来的2倍，为2 A1 A，选项C错误；题图乙中的正弦交变电流的有效值为 A，题图丁所示的交变电流虽然方向发生变化，但大小恒为0.5 A，选项D正确。