2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 第1講 交變電流的產(chǎn)生和描述練習(xí) 魯科版.doc

第1講 交變電流的產(chǎn)生和描述課時(shí)作業(yè)單獨(dú)成冊(cè)方便使用 基礎(chǔ)題組一、單項(xiàng)選擇題1(2018云南統(tǒng)考)某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為e100sin 100t(V)，則該電動(dòng)勢(shì)()A有效值是100 VB頻率是100 HzC最大值是100 V D周期是0.02 s解析：由交變電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式可知，該交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為100 V，有效值為50 V，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；由表達(dá)式還可得到周期為0.02 s，頻率為50 Hz，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確答案：D2.一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝線(xiàn)框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化情況如圖所示已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則結(jié)合圖中所給信息可判定()At1時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量為BL2Bt2時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量為零Ct3時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量變化率為零D線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為解析：t1時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量應(yīng)為零，A錯(cuò)誤；t2時(shí)刻，穿過(guò)線(xiàn)框的磁通量最大為mBL2，B錯(cuò)誤；t3時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，則磁通量變化率也最大，C錯(cuò)誤；交變電流的最大值為EmBL2，則，D正確答案：D3.如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.電阻為R、半徑為L(zhǎng)、圓心角為45的扇形閉合導(dǎo)線(xiàn)框繞垂直于紙面的O軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(O軸位于磁場(chǎng)邊界)，則線(xiàn)框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為()A. B.C. D.解析：線(xiàn)框的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T(mén)，而線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)一周只有的時(shí)間內(nèi)有感應(yīng)電流，此時(shí)感應(yīng)電流的大小為I，根據(jù)電流的熱效應(yīng)有()2RIRT，解得I有，故D正確答案：D4(2018江西南昌高三模擬)兩矩形線(xiàn)圈分別在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化關(guān)系分別如圖中甲、乙所示，則下列說(shuō)法正確的是()A兩交變電流的頻率之比f(wàn)甲f乙12B兩交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值之比E甲E乙31Ct1 s時(shí)，兩線(xiàn)圈中的磁通量的變化率均為零Dt1 s時(shí)，兩線(xiàn)圈均處在與中性面垂直的位置上解析：由題圖可見(jiàn)T乙2T甲，則f甲f乙21，A錯(cuò)誤E甲E乙E甲mE乙m13，B錯(cuò)誤e，t1 s時(shí)e0，故0，C正確e0說(shuō)明線(xiàn)圈處在中性面的位置上，D錯(cuò)誤答案：C5兩個(gè)相同的電阻分別通以如圖所示的正弦交流電和方波電流，則在一個(gè)周期內(nèi)，正弦交流電在電阻上產(chǎn)生的熱量Q1與方波電流在電阻上產(chǎn)生的熱量Q2之比為()A11 B12C21 D31解析：對(duì)于正弦式電流，有效值I1Im A，根據(jù)焦耳定律得Q1IRT12.5RT；對(duì)于方波電流，根據(jù)焦耳定律得Q2IRI22R8RT4.5RT12.5RT，則Q1Q211，選項(xiàng)A正確答案：A二、多項(xiàng)選擇題6面積為S的兩個(gè)完全相同的單匝金屬線(xiàn)圈分別放置在如圖甲、乙所示的磁場(chǎng)中圖甲中有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中以周期T繞OO軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；圖乙中的磁場(chǎng)的變化規(guī)律為BB0cos t，從圖示時(shí)刻起計(jì)時(shí)，則()A兩線(xiàn)圈中的磁通量變化規(guī)律均為B0Scos tB兩線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值的時(shí)刻不同C兩線(xiàn)圈中產(chǎn)生的交變電流的有效值不同D從此刻起，時(shí)間內(nèi)流過(guò)線(xiàn)圈截面的電荷量相同解析：由于甲中線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中以周期T繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以其角速度為，其磁通量為B0Scos tB0Scos t，乙中線(xiàn)圈的磁通量為BSB0Scos t，所以?xún)烧叩拇磐孔兓?guī)律相同，則兩者實(shí)際產(chǎn)生的交變電流是相同的，因此兩線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值的時(shí)刻、兩線(xiàn)圈中產(chǎn)生的交變電流的有效值、時(shí)間內(nèi)流過(guò)線(xiàn)圈截面的電荷量都是相同的，故選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤答案：AD7.如圖所示，在水平向右、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一匝數(shù)為n、邊長(zhǎng)為l、電阻為R的正方形線(xiàn)圈圍繞垂直于磁感線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸OO按照?qǐng)D示的方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為.則下列說(shuō)法中正確的是()A當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcdaB當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為C線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的熱量為D若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值大小為enBl2cos t解析：由右手定則可知，當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，為EmnBl2，所以此時(shí)線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小為Im，選項(xiàng)B正確；線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為I，所以線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的熱量為QI2RtR，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值大小應(yīng)為enBl2cos t，選項(xiàng)D正確答案：BD8.邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的最大值為Im，設(shè)燈泡的電阻為R，其他電阻不計(jì)從如圖所示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則()A電路中電流的最大值ImB電路中電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為iImsin tC電流表的讀數(shù)為D燈泡的電功率為R解析：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值EmBL2，則電流的最大值Im，選項(xiàng)A正確；由線(xiàn)圈電流為最大值時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，故電路中電流的瞬時(shí)表達(dá)式應(yīng)為iImcos t，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電流表的讀數(shù)為有效值，為IIm，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；燈泡的電功率PI2RIR，選項(xiàng)D正確答案：AD能力題組一、選擇題9如圖甲所示，矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)的中心軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化曲線(xiàn)如圖乙所示若線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，而其他條件保持不變，從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90開(kāi)始計(jì)時(shí)，則能正確反映線(xiàn)圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化規(guī)律的圖象是()解析：由題圖乙知，周期T4 s，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em1 V，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值的表達(dá)式EmNBSNBS.若僅把線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則周期T變?yōu)樵瓉?lái)的 ，即T2 s，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，即Em2 V，所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90開(kāi)始計(jì)時(shí)，也就是t0時(shí)線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為0，所以選項(xiàng)A正確，D錯(cuò)誤答案：A10一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示，已知發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈內(nèi)阻為5 ，現(xiàn)外接一只電阻為105 的燈泡，如圖乙所示，則()A電路中的電流方向每秒鐘改變50次B理想電壓表V的示數(shù)為220 VC燈泡實(shí)際消耗的功率為440 WD發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為20 J解析：由圖甲知周期T0.02 s，每個(gè)周期交流電方向改變兩次，則1 s內(nèi)電流方向改變的次數(shù)為100次，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由圖甲知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em220 V，所以有效值E220 V，電壓表示數(shù)UE220 V210 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；燈泡實(shí)際消耗的功率PW420 W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱Qt1 J20 J，選項(xiàng)D正確答案：D11(多選)如圖甲所示，將阻值為R5 的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的正弦交變電源上，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，電流表串聯(lián)在電路中測(cè)量電流的大小對(duì)此，下列說(shuō)法正確的是()A電阻R兩端電壓變化規(guī)律的函數(shù)表達(dá)式為u2.5sin 200t(V)B電阻R消耗的電功率為1.25 WC如圖丙所示，若此交變電流由一矩形線(xiàn)框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生，當(dāng)線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)速提升一倍時(shí)，電流表的示數(shù)為1 AD這一交變電流與圖丁所示電流比較，其有效值之比為解析：圖乙所示電流的最大值為Im0.5 A，周期為T(mén)0.01 s，其角速度為200 rad/s，由歐姆定律得UmImR2.5 V所以R兩端電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u2.5sin 200t(V)，選項(xiàng)A正確；該電流的有效值為I，電阻R消耗的電功率為PI2R，解得P0.625 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電流表的示數(shù)為有效值，該交變電流由圖丙所示矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生，當(dāng)轉(zhuǎn)速提升一倍時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的最大值EmnBS為原來(lái)的2倍，電路中電流的有效值也是原來(lái)的2倍，為2 A1 A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖乙中的正弦交變電流的有效值為 A，圖丁所示的交變電流雖然方向發(fā)生變化，但大小恒為0.5 A，故有效值之比為，選項(xiàng)D正確答案：AD二、非選擇題12如圖甲所示，一固定的矩形導(dǎo)體線(xiàn)圈水平放置，線(xiàn)圈的兩端接一只小燈泡，在線(xiàn)圈所在空間內(nèi)存在著與線(xiàn)圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)已知線(xiàn)圈的匝數(shù)n100 匝，總電阻r1.0 ，所圍成矩形的面積S0.040 m2，小燈泡的電阻R9.0 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為enBmScost，其中Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，T為磁場(chǎng)變化的周期，不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化，求：(1)線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)小燈泡消耗的電功率解析：(1)由圖象知，線(xiàn)圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T3.14102 s，所以EmnBmS8.0 V.(2)電流的最大值Im0.80 A，有效值I A，小燈泡消耗的電功率PI2R2.88 W.答案：(1)8.0 V(2)2.88 W13(2018東北三省四市模擬)如圖所示，邊長(zhǎng)為l的正方形線(xiàn)圈abcd的匝數(shù)為n，線(xiàn)圈電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線(xiàn)OO恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，現(xiàn)在線(xiàn)圈以O(shè)O為軸，以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求：(1)閉合電路中電流瞬時(shí)值的表達(dá)式；(2)線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的熱量；(3)線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中電阻R上通過(guò)的電荷量解析：(1)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，總有一條邊切割磁感線(xiàn)，且ad邊和bc邊轉(zhuǎn)動(dòng)的線(xiàn)速度大小相等，當(dāng)線(xiàn)圈平行于磁場(chǎng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，為EmnBlvnBllnBl2.由閉合電路歐姆定律可知Im，當(dāng)以圖示位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)時(shí)，流過(guò)R的電流表達(dá)式為iImsin tsin t.(2)在線(xiàn)圈由圖示位置勻速轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，用有效值來(lái)計(jì)算電阻R上產(chǎn)生的熱量QI2R，其中I，T，即QI2R.(3)在轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為nn，流過(guò)R的平均電流，所以流過(guò)R的電荷量q.答案：見(jiàn)解析