2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)29 交變電流的產(chǎn)生及描述（含解析）.doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)29 交變電流的產(chǎn)生及描述（含解析）一、單項(xiàng)選擇題1一交流電壓為u100sin100t V，由此表達(dá)式可知()A用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為50 VB該交流電壓的周期為0.02 sC將該電壓加在“100 V100 W”的燈泡兩端，燈泡的實(shí)際功率小于100 WDt1/400 s時(shí)，該交流電壓的瞬時(shí)值為50 V解析：電壓有效值為100 V，故用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為100 V，A項(xiàng)錯(cuò)誤；100 rad/s，則周期T0.02 s，B項(xiàng)正確；該電壓加在“100 V100 W”的燈泡兩端，燈泡恰好正常工作，C項(xiàng)錯(cuò)；t1/400 s代入瞬時(shí)值表達(dá)式得電壓的瞬時(shí)值為100 V，D項(xiàng)錯(cuò)答案：B2.如圖，實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r1.0 ，外接R9.0 的電阻閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e10sin10t V，則()A該交變電流的頻率為10 HzB該電動(dòng)勢(shì)的有效值為10 VC外接電阻R所消耗的電功率為10 WD電路中理想交流電流表的示數(shù)為1.0 A解析：由交變電流電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式e10sin10t VEmsint可知，該交變電流的頻率為fHz5 Hz，A錯(cuò)誤該交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值EVV10 V，B錯(cuò)誤電流的有效值IA1.0 A，外接電阻R所消耗的電功率PRI2R1.029.0 W9 W，故C錯(cuò)誤，D正確答案：D3.如圖所示為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在磁感應(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以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的面積為S、匝數(shù)為n、線圈總電阻為r，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表在t0時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，則下列說(shuō)法正確的是()A交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值EmBSB交流電壓表的示數(shù)為C線圈從t0時(shí)刻開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，通過(guò)電阻的電荷量為D線圈從t0時(shí)刻開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，電阻產(chǎn)生的熱量為解析：交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值EmnBS，A錯(cuò)誤；因?yàn)榻涣麟妷罕硎菧y(cè)量電阻R兩端的電壓有效值，所以交流電壓表的示數(shù)為，B正確；線圈從t0時(shí)刻開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，通過(guò)電阻的電荷量是按平均值求解，即利用q，C錯(cuò)誤；線圈從t0時(shí)刻開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，電阻產(chǎn)生的熱量按有效值計(jì)算，即Q2R，D錯(cuò)誤答案：B4.如圖所示，閉合金屬線框曲線部分恰好是半個(gè)周期的正弦曲線，直線部分長(zhǎng)度為0.4 m，線框的電阻為1 ，若線框從虛線位置開(kāi)始以2 m/s的速度勻速進(jìn)入足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(線框直線部分始終與磁場(chǎng)右邊界垂直)，這個(gè)過(guò)程中線框釋放出的焦耳熱為0.4 J，線框中電流隨時(shí)間變化的關(guān)系式為()Ai2sin10t A Bisin10t ACi2sin5t A Disin5t A解析：設(shè)該正弦式交流電的電流有效值為I，由題意可得QI2Rt，其中t0.2 s，解得I A，所以該正弦式交流電的最大值為ImI2 A，金屬線框從圖示的位置到完全進(jìn)入磁場(chǎng)為半個(gè)周期，故T20.4 s，5 rad/s，所以正弦式交流電的表達(dá)式為i2sin5t(A)，C正確答案：C5電阻R1、R2與交流電源按照如圖甲所示方式連接，R110 ，R220 .合上開(kāi)關(guān)S后，通過(guò)電阻R2的正弦式交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示，則()A通過(guò)R1的電流有效值是 ABR1兩端的電壓有效值是6 VC通過(guò)R2的電流的最大值是 ADR2兩端的電壓最大值是6 V解析：由圖可知通過(guò)R2的電流的最大值，為0.6 A，由I，可知通過(guò)R2的電流有效值為0.6 A，由于R1與R2串聯(lián)，所以通過(guò)R1的電流的有效值為0.6 A，A、C錯(cuò)誤；R1兩端電壓的有效值為U1IR16 V，B正確；R2兩端電壓的最大值為Um2ImR20.620 V12 V，D錯(cuò)誤答案：B二、多項(xiàng)選擇題6.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場(chǎng)方向，線圈電阻為2 .從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí)的感應(yīng)電流為1 A那么()A線圈消耗的電功率為4 WB線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 AC任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e4cos tD任意時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為sin t解析：從線圈平面平行于磁感線開(kāi)始計(jì)時(shí)，交變電流的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為eEmcos t，則感應(yīng)電流icos t，由題給條件有1 A A，解得Em4 V，則Im2 A，I A，線圈消耗的電功率PI2R4 W，A正確，B錯(cuò)誤；e4cos t4cos t，C正確；由EmBSm得m，故任意時(shí)刻sin t，D錯(cuò)誤答案：AC7如圖所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波式的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系若使這兩種電流分別通過(guò)兩個(gè)完全相同的電阻，經(jīng)過(guò)1 min的時(shí)間，則()A圖甲所示交變電流的有效值為 AB圖乙所示交變電流的有效值為 AC兩電阻消耗的電功之比為13D兩電阻消耗的電功之比為31解析：設(shè)題圖甲、乙所示交變電流的有效值分別為I1、I2，則2R210202R2102IR6102，解得I1 A，而I21 A，A正確，B錯(cuò)誤；由WI2Rt得W1W2II13，C正確，D錯(cuò)誤答案：AC8.如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈邊長(zhǎng)abcd0.4 m，adbc0.2 m，線圈匝數(shù)N100，電阻r1 ，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸以100 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外接電阻R9 ，以圖示時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，則()A電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為160sin100t VBt0時(shí)線圈中磁通量變化率最大Ct s時(shí)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D交變電流的有效值是8 A解析：圖示時(shí)刻線圈平面垂直于中性面，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值eNBScos t1000.2(0.40.2)100cos100t V160cos100t V，A錯(cuò)誤；圖示時(shí)刻即t0時(shí)，0，但最大，B正確；t s時(shí)，eEm，C正確；交變電流的有效值是8，A，D正確答案：BCD三、非選擇題9如圖甲所示，為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的示意圖，單匝線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1.0 ，外接燈泡的電阻為9.0 .(1)寫(xiě)出流經(jīng)燈泡的瞬時(shí)電流的表達(dá)式；(2)求轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的最大磁通量；(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，求外力所做的功解析：(1)由圖乙得eEmsint6sin100t V則電流ie/(Rr)sin100t A.(2)線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值：EmBS由圖乙可知電動(dòng)勢(shì)的最大值Em6 V線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度：100 rad/s轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的最大磁通量BSEm/2.7102 Wb.(3)線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的有效值EEm/6 V線圈產(chǎn)生的電功率：PEI線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中產(chǎn)生的電能E電PTT根據(jù)功能關(guān)系，外力所做的功WE電T7.2102 J.答案：(1)isin100t A(2)2.7102 Wb(3)7.2102 J10如圖所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)已知線圈的匝數(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，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為enB0Scost，其中B0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；(3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0時(shí)間內(nèi)，通過(guò)小燈泡的電荷量解析：(1)由enB0Scost可知最大值EmnB0S8 V(2)電路中電流的最大值Im AI AP燈I2R2.88 W(3)nSqt由得：qn4103 C答案：(1)8 V(2)2.88 W(3)4103 C11如圖甲所示，長(zhǎng)、寬分別為L(zhǎng)1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)線框的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起，并通過(guò)電刷和定值電阻R相連線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中B0、B1和t1均為已知在0t1的時(shí)間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場(chǎng)垂直；t1時(shí)刻后線框在外力的驅(qū)動(dòng)下開(kāi)始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)求：(1)0t1時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R的電流大??；(2)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中電流通過(guò)電阻R產(chǎn)生的熱量；(3)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量解析：(1)0t1時(shí)間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)En根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過(guò)電阻R的電流I(2)線框產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值EmnB1L1L2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值EnB1L1L2通過(guò)電阻R的電流的有效值I線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的時(shí)間t此過(guò)程中，電阻R產(chǎn)生的熱量QI2RtR2(3)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)n平均感應(yīng)電流通過(guò)電阻R的電荷量qt答案：(1)(2)R2(3)