2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練35 交變電流的產(chǎn)生和描述

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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練35 交變電流的產(chǎn)生和描述一、選擇題1(多選)如圖中各圖面積均為S的線圈均繞其對(duì)稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)eBSsint的圖是()解析:線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸(軸在線圈所在平面內(nèi))勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的正弦交變電動(dòng)勢(shì)為eBSsint,由這一原則判斷,A圖和C圖符合要求;B圖中的轉(zhuǎn)軸不在線圈所在平面內(nèi);D圖轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向平行,而不是垂直故A、C正確答案:AC2(xx陜西省渭南市高三教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))一正弦交變電流的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示由圖可知該交變電流()A周期為0.125 sB電壓的有效值為10 VC電壓

2、的最大值為20 VD電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u10sin8t (V)解析:由電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律可知,周期為0.250 s,故A不對(duì);電壓的最大值為20 V,故電壓的有效值為10 V ,B是正確的;C是不對(duì)的;電壓瞬時(shí)值表達(dá)式中,最大值是10 V是不對(duì)的,應(yīng)該是20 V,故D也不正確答案:B3(xx北京市房山區(qū)高三一模)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖1所示產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖2所示,則()At0.015 s時(shí)線框的磁通量變化率為零Bt0.01 s時(shí)線框平面與中性面重合C線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311 VD線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為100 Hz解析:t0.015 s

3、時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,根據(jù)En即磁通量變化率最大,選項(xiàng)A錯(cuò)t0.01 s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0,磁通量變化率為0,但磁通量最大,即線框平面與中性面重合,選項(xiàng)B對(duì)正弦交流電的有效值即E220 V,選項(xiàng)C錯(cuò)根據(jù)圖2知交流電周期T0.02 s,所以頻率f50 Hz,選項(xiàng)D錯(cuò)答案:B4一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖甲所示,則下列說(shuō)法正確的是()At0時(shí)刻,線圈平面與中性面垂直Bt0.01 s時(shí)刻,的變化率最大Ct0.02 s時(shí)刻,交流電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大D該線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示解析:由t圖知,t0時(shí),最大,即線圈處于中性面位置,此時(shí)e0,故A、

4、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖知T0.04 s,在t0.01 s時(shí),0,最大,e最大,則B項(xiàng)正確;在t0.02 s時(shí),最大,0,e0,則C項(xiàng)錯(cuò)誤答案:B5(多選)面積為S的兩個(gè)電阻相同的線圈,分別放在如圖所示的磁場(chǎng)中,圖甲中是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng),線圈在磁場(chǎng)中以周期T繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),圖乙中磁場(chǎng)變化規(guī)律為BB0cos,從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),則()A兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同B兩線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值的時(shí)刻不同C經(jīng)相同的時(shí)間t(tT),兩線圈產(chǎn)生的熱量相同D從此時(shí)刻起,經(jīng)T/4時(shí)間,流過(guò)兩線圈橫截面的電荷量相同解析:甲:甲B0Scost,乙:乙BScostB0Scost,故磁通量變化率相同,又E,所以

5、電動(dòng)勢(shì)變化規(guī)律也相同,故甲、乙兩種情況電動(dòng)勢(shì)最大值出現(xiàn)時(shí)刻及有效值、平均值均相同答案:ACD6(多選)(xx江西省紅色六校高三第二次聯(lián)考)如圖所示,電阻為r的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸以角速度100 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)t0時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直,各電表均為理想交流電表,則()At0時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B1 s內(nèi)電路中的電流方向改變100次C滑片P下滑時(shí),電壓表的讀數(shù)變大D開(kāi)關(guān)K處于斷開(kāi)狀態(tài)和閉合狀態(tài)時(shí),電流表的讀數(shù)相同解析:t0時(shí)刻,線圈與磁場(chǎng)垂直,位于中性面,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;由2f,得交變電流的頻率為50 Hz,電流方向每秒改變100次,B選項(xiàng)正確;當(dāng)滑片P下滑時(shí)

6、,滑動(dòng)變阻器電阻增大,則電壓表示數(shù)增大,C選項(xiàng)正確;開(kāi)關(guān)K閉合時(shí),交變電流流過(guò)電容器,則電流表示數(shù)改變,D選項(xiàng)錯(cuò)誤答案:BC7(xx安徽省安慶市高三第二次模擬)一個(gè)匝數(shù)為100匝,電阻為0.5 的閉合線圈處于某一磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面,從某時(shí)刻起穿過(guò)線圈的磁通量按圖示規(guī)律變化則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為()A5B2 AC6 AD5 A解析:01 s時(shí)間內(nèi),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E1n/t1 V,電流為2 A,11.2 s內(nèi),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2n/t5 V,感應(yīng)電流為10 A,一個(gè)周期內(nèi)發(fā)熱量為IRt1IRt2I2R(t1t2),得I2 A,B正確答案:B8(xx如東高級(jí)中學(xué)高三期末)如圖所示電路中

7、,電源電壓u311sin100t(V),A、B間接有“220 V440 W”的電暖寶、“220 V220 W”的抽油煙機(jī)、交流電壓表及保險(xiǎn)絲下列說(shuō)法正確的是()A交流電壓表的示數(shù)為311 VB電路要正常工作,保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3 AC電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍D1 min抽油煙機(jī)消耗的電能為1.32104 J解析:電壓表在交流電路中對(duì)應(yīng)交流有效值,由于電源電壓u311sin100t(V),故有效值為220 V,所以A錯(cuò)誤;因保險(xiǎn)絲融化電流指有效值,電暖寶的電流I12 A,油煙機(jī)的電流I21 A,故保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3 A,所以B錯(cuò)誤;電暖寶是純電阻電路,故電功率等于發(fā)熱

8、功率440 W,抽油煙機(jī)發(fā)熱功率等于電功率減機(jī)械功率,即P熱PP出,所以C錯(cuò)誤;工作1 min抽油煙機(jī)消耗的電能為WPt1.32104 J,所以D正確答案:D9(xx成都樹(shù)德中學(xué)高三考試)如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī),電阻為r2 矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與右側(cè)電路連接,右側(cè)電路中滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為R0 ,滑動(dòng)片P位于滑動(dòng)變阻器中央,定值電阻R1R0、R2, 其他電阻不計(jì)從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),閉合開(kāi)關(guān)S,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中理想交流電壓表示數(shù)是10 V,圖乙是矩形線圈磁通量隨時(shí)間t變化的圖象則下列正確的

9、是()A電阻R2上的熱功率為1 WB0.02 s時(shí)滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓瞬時(shí)值為零C線圈產(chǎn)生的e隨時(shí)間t變化的規(guī)律是e10cos100t(V)D線圈開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到t s的過(guò)程中,通過(guò)R1的電荷量為 C解析:根據(jù)電路連接的特點(diǎn)可以看出,外接電路部分的總電阻為RR1R0R010 ,由歐姆定律可知,外電路電流為I1 A,故可知R2的電流為0.5 A,電壓為U2U V,所以可知其熱功率為 W,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由圖象可知,在0.02 s時(shí)磁通量的變化率最大,即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,變阻器兩端的電壓瞬時(shí)值最大,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;線圈內(nèi)阻分壓UrIr2 V,故可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為Em(UUr)12 V,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;從

10、線圈開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)到 s時(shí)間內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過(guò)了,而最大磁通量為mT,故通過(guò)R1的電荷量為Q C,所以選項(xiàng)D正確答案:D10(xx安徽省“江南十校”高三聯(lián)考)如圖所示區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的邊界由x軸和y2sinx曲線圍成(x2m),現(xiàn)把一邊長(zhǎng)為2m的正方形單匝線框以水平速度v10 m/s水平勻速地拉過(guò)該磁場(chǎng)區(qū),磁場(chǎng)區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4 T,線框電阻R0.5 ,不計(jì)一切摩擦阻力,則()A水平拉力F的最大值為8 NB拉力F的最大功率為12.8 WC拉力F要做25.6 J的功才能讓線框通過(guò)此磁場(chǎng)區(qū)D拉力F要做12.8 J的功才能讓線框通過(guò)此磁場(chǎng)區(qū)解析:線框通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,感應(yīng)電流先增大然后減小,形成正弦交流電

11、,周期為2l/v0.4 s,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為EmBlv8 V,有效值為4 V,感應(yīng)電流最大值為16 A,有效值為8 A,則水平拉力最大值為FmBIml12.8 N,A錯(cuò)誤;拉力的最大功率為PmFmv128 W,B錯(cuò)誤;線框勻速通過(guò),拉力做功等于焦耳熱,QI2Rt25.6 J,C正確,D錯(cuò)誤答案:C二、非選擇題11(xx成都市五校聯(lián)考)如圖所示,一個(gè)面積s0.2 m2的單匝圓形線圈,M、N兩端間距很小可以忽略,線圈處于變化的磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按Bsin(100t) T的規(guī)律變化線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eBmScos(t),其中Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值,為磁場(chǎng)變化的角速度,線

12、圈的電阻r2 ,外接電阻R18 .(電壓表為理想交流電壓表)求:(1)當(dāng)t s時(shí)電壓表的示數(shù)(2)變化的電流一個(gè)周期在電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.(3)從t0開(kāi)始到t s這段時(shí)間通過(guò)圓形線圈的電量q.解析:(1)由圖象知,線圈中產(chǎn)生的交變電流EmBmS100 V.有效值U有50 V電壓表的示數(shù)UR45 V(2) 交變電流的周期T0.02 s一個(gè)周期在電阻R上產(chǎn)生的熱量QT4.5 J(3)在0 s時(shí)間內(nèi),電動(dòng)勢(shì)的平均值,平均電流流過(guò)燈泡的電荷量qt.得q C.答案:(1)45 V(2)4.5 J(3) C12如下圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置的示意圖,它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑

13、為r0.10 m、匝數(shù)n20匝的線圈,磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如下圖乙所示)在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為B T,線圈的電阻為R10.50 ,它的引出線接有R29.5 的小電珠L(zhǎng).外力推動(dòng)線圈框架的P端,使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng),便有電流通過(guò)小電珠當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如下圖丙所示時(shí)(摩擦等損耗不計(jì))求:(1)小電珠中電流的最大值;(2)電壓表的示數(shù);(3)t0.1 s時(shí)外力F的大?。?4)在不改變發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)的條件下,要使小電珠的功率提高雙倍,可采取什么辦法(至少說(shuō)出兩種方法)?解析:(1)由題意及法拉第電磁感應(yīng)定律知道,由于線圈在磁場(chǎng)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小符合正弦曲線變化規(guī)律,線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為:EmnBlvnB2rvm,電路總電阻為:R1R2,那么小電珠中電流的最大值為Im A0.16 A.(2)電壓表示數(shù)為有效值UImR20.169.5 V0.76 V1.07 V.(3)當(dāng)t0.1 s也就是時(shí),外力F的大小為FnB2rImvm0.128 N.(4)提高vm用變壓器答案:(1)0.16 A(2)1.07 V(3)0.128 N(4)提高vm用變壓器

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