2019屆高中物理二輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型專(zhuān)練 專(zhuān)題10.1 變焦電流的產(chǎn)生及描述（含解析）.doc

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專(zhuān)題10.1變焦電流的產(chǎn)生及描述1一正弦式交變電流的瞬時(shí)電流與時(shí)間的關(guān)系式為i10sint(A)，其中314rad/s。它的電流的有效值為 ()A10AB10AC50AD314A答案：A解析：由題中所給電流的表達(dá)式i10sint(A)可知，電流的最大值為10A，對(duì)正弦式交變電流有I有，所以有效值為10A，選項(xiàng)A正確。2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答案：D3一臺(tái)電風(fēng)扇的額定電壓為交流220V。在其正常工作過(guò)程中，用交流電流表測(cè)得某一段時(shí)間內(nèi)的工作電流I隨時(shí)間t的變化如圖所示。這段時(shí)間內(nèi)電風(fēng)扇的用電量為 ()A3.9102度B5.5102度C7.8102度D11.0102度答案：B解析：由于電風(fēng)扇正常工作，根據(jù)WUIt可得：W220(0.3100.4100.240)60J1.98105J5.5102kWh，選項(xiàng)B正確。4一個(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 ()A5AB2AC6AD5A答案：B解析：01s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1n1000.01V1V,11.2s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2n100V5V，對(duì)一個(gè)定值電阻，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量QQ1Q210.2J12J，根據(jù)交變電流有效值的定義QI2Rt12得：I2A，故B正確，ACD錯(cuò)誤。 18如圖所示是某種交變電流隨時(shí)間變化的圖線，i0部分的圖線是一個(gè)正弦曲線的正半周，i0部分的圖線是另一個(gè)正弦曲線的負(fù)半周，其最大值如圖中所示，由圖象可知()A這種交變電流的周期為T(mén)B這種交變電流的周期為4TC這種交變電流的有效值為I0D這種交變電流的有效值為I0【答案】C【解析】交變電流的周期為3T，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤在0到T時(shí)間內(nèi)交變電流的有效值為2I0，在T到3T時(shí)間內(nèi)交變電流的有效值為I0，根據(jù)有效值的定義可得(2I0)2RTIR(2T)I2R(3T)，解得II0，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤 19(多選)如圖所示，處在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線框MNPQ，以恒定的角速度繞對(duì)角線NQ轉(zhuǎn)動(dòng)已知MN長(zhǎng)為l1，NP長(zhǎng)為l2，線框電阻為R.在t0時(shí)刻線框平面與紙面重合，下列說(shuō)法正確的是()A矩形線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為Bl1l2B矩形線框轉(zhuǎn)過(guò)半周時(shí)，通過(guò)線框的瞬時(shí)電流為零C矩形線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，通過(guò)線框的電荷量為D矩形線框在轉(zhuǎn)動(dòng)半周過(guò)程中產(chǎn)生的熱量為20(多選)如圖所示，垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)以虛線為界，虛線左側(cè)磁場(chǎng)范圍足夠大，單匝矩形線圈的中軸線與磁場(chǎng)邊界重合，線圈以恒定的角速度繞中軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈所圍面積為S，線圈導(dǎo)線的總電阻為R.t0時(shí)刻線圈平面與紙面重合，則下列說(shuō)法正確的是() At時(shí)刻線圈中電流的瞬時(shí)值為sin tB線圈中電流的有效值為C線圈中電流的最大值為D線圈消耗的電功率為21(多選)如圖11126所示，面積為S的矩形線圈共N匝，線圈總電阻為R，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以豎直線OO為軸，以角速度勻速旋轉(zhuǎn)，圖示位置C與紙面共面，位置A與位置C成45角線圈從位置A轉(zhuǎn)過(guò)90到達(dá)位置B的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()圖11126A平均電動(dòng)勢(shì)為NBSB通過(guò)線圈某一截面的電荷量qC在此轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，外界對(duì)線圈做的總功為D在此轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，電流方向會(huì)發(fā)生改變【答案】AC【解析】線圈從位置A轉(zhuǎn)過(guò)90到達(dá)位置B的過(guò)程中，2BScos 45BS，t，根據(jù)EN，得ENBS，故A正確；根據(jù)EN，qtN，故B錯(cuò)誤；產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的峰值EmNBS，則有效值E，則WQt，故C正確；線圈經(jīng)過(guò)中性面，電流方向改變，線圈從位置A轉(zhuǎn)過(guò)90到達(dá)位置B的過(guò)程中，電流方向不變，故D錯(cuò)誤 22.(多選)圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A 為交流電流表線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，從圖甲所示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示以下判斷正確的是()A電流表的示數(shù)為10 AB線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50 rad/sCt0.01 s時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行Dt0.02 s時(shí)，電阻R中電流的方向自右向左23(多選)一單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生正弦式交變電流，其電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律如圖所示，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律如圖b所示以下關(guān)于這兩個(gè)正弦式交變電流的說(shuō)法正確的是() A從圖線可算出穿過(guò)線圈磁通量的最大值B線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為23C在圖線a和b中，t0時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量均為零D圖線b電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e100sin(V)【答案】AD【解析】Eam150 VBSama，a rad/s50 rad/s得m Wb，故A正確；TaTb0.04 s0.06 s23.T，所以nanb32，故B錯(cuò)誤；t0時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，故C錯(cuò)誤；Ebmm100 V，b rad/s.所以e100sint(V)，故D正確 24一個(gè)邊長(zhǎng)為6 cm的正方形金屬線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)垂直，電阻為0.36 .磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，則線框中感應(yīng)電流的有效值為()A.105 A B.105 AC.105 A D.105 A25如圖所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖，矩形線圈的匝數(shù)N50匝，每匝線圈的邊長(zhǎng)lab0.4 m，lbc0.2 m，矩形線圈所在處的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T，磁感應(yīng)強(qiáng)度與線圈軸線垂直，線圈總電阻r1 ，外接電阻R9 ，線圈以n r/s的轉(zhuǎn)速在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)求： (1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)若線圈從通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出回路中電流隨時(shí)間變化的關(guān)系式；(3)交流電壓表和電流表的讀數(shù)；(4)此交流發(fā)電機(jī)的總功率和輸出功率. 【解析】 (1)交變電流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值EmaxNBSNBlablbc500.20.40.22 V160 V.(2)從線圈通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，交變電流的表達(dá)式為正弦函數(shù)由于2n200 rad/s，Imax16 A故電流隨時(shí)間變化的關(guān)系式i16sin 200t A.【答案】 (1)160 V(2)i16sin 200t A(3)72 V8 A(4)1 280 W1 152 W26.如圖所示的是一個(gè)匝數(shù)n10的線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)線圈平面的磁通量隨時(shí)間變化的圖象。根據(jù)圖象回答下列問(wèn)題：(1)線圈中的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)多大？(2)在t10.1s時(shí)刻和t20.2s時(shí)刻，線圈中磁通量的變化率各是多少？(3)設(shè)t0時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為正值，畫(huà)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象，并寫(xiě)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。答案：(1)10V(2)0Wb/s(3)見(jiàn)解析圖e10cos 5t(V)解析：(1)由圖象可知，mBS0.2Wb，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T0.4s，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度5rad/s線圈中的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EmnBSnm10V(2)在t10.1s時(shí)刻，線圈中磁通量的變化率為0。t20.2s時(shí)刻，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大為Em10V磁通量變化率為Wb/sWb/s(3)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化周期跟磁通量的變化周期相同，并按余弦規(guī)律變化，在t0時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為正的最大值，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖所示。瞬時(shí)值的表達(dá)式e10cos5t(V) 27.如圖所示，一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)，其矩形線圈的長(zhǎng)度為a，寬度為b，共有n匝，總電阻為r，與線圈兩端相接觸的集流環(huán)上接有一個(gè)阻值為R的定值電阻，線圈以角速度在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱(chēng)軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿轉(zhuǎn)軸OO方向看去，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)沿逆時(shí)針?lè)较?，t0時(shí)刻線圈平面與磁感線垂直。(1)表示出線圈經(jīng)過(guò)圖示位置時(shí)，通過(guò)電阻R的感應(yīng)電流的方向。(2)寫(xiě)出線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。(3)求線圈從t0位置開(kāi)始到轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中的平均電動(dòng)勢(shì)。(4)求線圈從t0位置開(kāi)始到轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí)的瞬時(shí)電流。答案：(1)自下而上(2)nBabsint(3)(4)28某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖所示。在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角均為，磁場(chǎng)均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長(zhǎng)abcdL、bcad2L。線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中，兩條邊所經(jīng)過(guò)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直。線圈的總電阻為r，外接電阻為R。求：(1)線圈切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E；(2)線圈切割磁感線時(shí)，bc 邊所受安培力的大小F；(3)外接電阻上電流的有效值I。答案：(1)2NBL2(2)(3)(2)由閉合電路的歐姆定律，得線圈中電流Ibc邊受安培力大小FNBI(2L)由得F(3)一個(gè)周期內(nèi)，通電時(shí)間tTR上消耗的電能WI2Rt根據(jù)有效值的定義，得WIRT解得I0