《2014年高考物理一輪復(fù)習(xí) 章節(jié)訓(xùn)練 交變電流的產(chǎn)生及描述》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2014年高考物理一輪復(fù)習(xí) 章節(jié)訓(xùn)練 交變電流的產(chǎn)生及描述（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2014年高考一輪復(fù)習(xí)章節(jié)訓(xùn)練之交變電流的產(chǎn)生及描述 時間：45分鐘　　滿分：100分 一、選擇題(8×8′＝64′) 1．(2013·貴陽質(zhì)檢)如右圖所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向 的轉(zhuǎn)軸OO′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動，從線圈平面與磁場方向平行的位置開始計時，則在t＝時刻(　　) A．線圈中的感應(yīng)電動勢最小 B．線圈中的感應(yīng)電流最大 C．穿過線圈的磁通量最大 D．穿過線圈磁通量的變化率最小 解析：經(jīng)過時間t＝，線圈轉(zhuǎn)過的角度為π，則該時刻磁通量為零，左、右兩個邊的速度剛好與磁感線垂直，由電動勢E＝BLv得此刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，磁通量的變化率最大，線圈中

2、的感應(yīng)電流最大，B正確，A、C、D錯誤． 答案：B 2．如右圖所示，圖線a是線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生正弦交流電的圖象，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個正弦交流電的說法正確的是(　　) A．在圖中t＝0時刻穿過線圈的磁通量均為零 B．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3:2 C．交流電a的瞬時值為u＝10sin5πt(V) D．交流電b的最大值為5 V 解析：t＝0時刻穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，故電壓為零，A錯；讀圖得兩次周期之比為2:3，由轉(zhuǎn)速ω＝得轉(zhuǎn)速與周期成反比，故B正確；讀圖得a的最大值為10 V，ω＝5π，由交流電感應(yīng)電

3、動勢瞬時值表達式e＝Emsinωt(V)(從中性面開始計時)得，u＝10sin5πt(V)，故C正確；交流電的最大值Em＝nBSω，所以根據(jù)兩次轉(zhuǎn)速ω的比值可得，交流電b的最大值為×10 V＝ V，故D錯． 答案：BC 3．如圖所示的電路中，A是熔斷電流I0＝2 A的保險絲，R是可變電阻，S是交流電源．交流電源的內(nèi)阻不計，其電動勢隨時間變化的規(guī)律是e＝220sin314t V．為了不使保險絲熔斷，可變電阻的阻值應(yīng)該大于(　　) A．110 Ω B．110 Ω C．220 Ω D．220 Ω 解析：該交變電流電動勢的有效值為U＝ V＝220 V，故電阻的最小阻值Rmin＝＝

4、 Ω＝110 Ω. 答案：B 4．矩形線框在勻強磁場內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動過程中，線框輸出的交流電壓隨時間變化的圖象如圖所示，下列說法中正確的是(　　) A．交流電壓的有效值為36 V B．交流電壓的最大值為36V，頻率為0.25 Hz C. 2 s末線框平面垂直于磁場，通過線框的磁通量最大 D. 1 s末線框平面垂直于磁場，通過線框的磁通量變化最快 解析：由線框輸出的交流電壓隨時間變化圖象可知，交流電壓的最大值為36 V，頻率為0.25 Hz，B正確；有效值則為36 V，A錯誤；2 s末，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，所以此時線框平面垂直于磁場，C正確；1 s末，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，

5、此時線框平面平行于磁場，通過線框的磁通量變化最快，D錯誤． 答案：BC 5．在如下圖甲所示的電路中，電阻R的阻值為50 Ω，在ab間加上圖乙所示的正弦交流電，則下面說法中正確的是(　　) A．交流電壓的有效值為100 V B．電流表示數(shù)為2 A C．產(chǎn)生該交流電的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度為3.14 rad/s D．在1分鐘內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為1.2×104 J 解析：從題圖乙中可以看出，交流電壓的峰值為100 V，所以有效值U＝100 V，A項正確；通過電阻的電流I＝U/R＝2 A，B項正確；交流電的周期為T＝0.02 s，故角速度ω＝＝100π rad/s，C項錯誤；根據(jù)

6、Q＝t得，Q＝1.2×104 J，D項正確． 答案：ABD 6．一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如下圖所示．由圖可知(　　) A．該交流電的電壓瞬時值的表達式為u＝100sin(25t)V B．該交流電的頻率為25 Hz C．該交流電的電壓的有效值為100 V D．若將該交流電壓加在阻值為R＝100 Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50 W 解析：從題圖中可知，交流電周期T＝4×10－2 s，峰值電壓Um＝100 V，故交流電的頻率f＝＝25 Hz，有效值U＝＝50 V．加在R＝100 Ω的電阻上時的熱功率P＝＝50 W，瞬時值表達式u＝Umsint＝100sin(50πt

7、) V，故正確選項為B、D. 答案：BD 7．一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如下圖甲所示．已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0 Ω，現(xiàn)外接一只電阻為95.0 Ω的燈泡，如圖乙所示，則(　　) A．電壓表的示數(shù)為220 V B．電路中的電流方向每秒鐘改變50次 C．燈泡實際消耗的功率為484 W D．發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J 解析：電動勢的有效值為E＝ V＝220 V，所以電流的有效值I＝＝ A＝2.2 A，所以電壓表的示數(shù)為U＝IR＝2.2×95.0 V＝209 V，選項A錯；交流電的頻率為f＝＝50 Hz，每個周期內(nèi)電流方向改變2次，故每秒鐘

8、內(nèi)電流方向改變100次，選項B錯；燈泡實際消耗的功率為P燈＝I2R＝2.22×95.0 W＝459.8 W，故選項C錯；發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2rt＝2.22×5.0×1 J＝24.2 J，選項D對． 答案：D 8．(2011·四川高考)如右圖所示，在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向，線圈電阻為2Ω.從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉(zhuǎn)過60°角時的感應(yīng)電流為1 A．那么(　　) A．線圈消耗的電功率為4 W B．線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 A C．任意時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為e＝4cost D．任意時刻穿過線圈的磁通量

9、為Φ＝sint 解析：線圈轉(zhuǎn)動角速度ω＝，線圈平面從與磁場方向平行開始計時，當(dāng)轉(zhuǎn)過60°時，電流的瞬時值為i＝Imcos60°＝1 A?Im＝2 A，正弦交變電流有效值I＝＝ A，B項錯；線圈消耗的功率P＝I2R＝4 W，A項正確；由歐姆定律可知，感應(yīng)電動勢最大值Em＝ImR＝4 V，所以瞬時值表達式為e＝4 cost，C項正確；通過線圈的磁通量Φ＝Φmsinωt＝Φmsint，由感應(yīng)電動勢的最大值Em＝BSω＝Φm×?Φm＝ 解兩式得Φ＝sint＝sint，D項錯． 答案：AC 二、計算題(3×12′＝36′) 9．如右圖所示，矩形線圈abcd在磁感應(yīng)強度B＝2 T的勻強磁場中

10、繞軸OO′以角速度ω＝10π rad/s勻速轉(zhuǎn)動，線圈共10匝，電阻r＝5 Ω，ab＝0.3 m，bc＝0.6 m，負(fù)載電阻R＝45 Ω.求： (1)寫出從圖示位置開始計時線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式； (2)電阻R在0.05 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量； (3)0.05 s內(nèi)流過電阻R上的電荷量(設(shè)線圈從垂直中性面開始轉(zhuǎn)動)． 解析：(1)電動勢的最大值為Em＝nBSω＝10×2×0.3×0.6×10π V≈113.04 V 故瞬時值表達式e＝Emcosωt＝113.04cos10πt V (2)電流的有效值I＝＝＝1.6 A 所以0.05 s內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt＝5.76 J

11、 (3)平均感應(yīng)電動勢為＝n＝72 V 平均感應(yīng)電流為＝＝1.44 A 所以通過電阻R的電荷量為q＝·t＝0.072 C. 答案：(1)e＝113.04cos10πt V　(2)5.76 J　(3)0.072 C 10．(2013·鄭州模擬)如下圖甲所示，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．已知線圈的匝數(shù)n＝100匝，總電阻r＝1.0 Ω，所圍成矩形的面積S＝0.040 m2，小燈泡的電阻R＝9.0 Ω，磁感應(yīng)強度隨時間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值的表達式為e＝nBmScost，其中Bm為磁

12、感應(yīng)強度的最大值，T為磁場變化的周期，不計燈絲電阻隨溫度的變化，求： (1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值； (2)小燈泡消耗的電功率； (3)在磁感應(yīng)強度變化的0～時間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量． 解析：(1)由圖象知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T＝3.14×10－2 s，所以Em＝nBmSω＝＝8.0 V. (2)電流的最大值Im＝＝0.80 A，有效值I＝＝ A，小燈泡消耗的電功率P＝I2R＝2.88 W. (3)在0～時間內(nèi)，電動勢的平均值＝，平均電流＝＝， 流過燈泡的電荷量Q＝Δt＝＝4.0×10－3 C 答案：(1)8.0 V　(2)2.88 W　(3)4.0×10－

13、3 C 11．(2012·安徽理綜)下圖甲是交流發(fā)電機模型示意圖．在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸OO′轉(zhuǎn)動，由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個跟線圈一起繞OO′轉(zhuǎn)動的金屬圓環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個固定的電刷保持滑動接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路．下圖乙是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來表示．已知ab長度為L1, bc長度為L2，線圈以恒定角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動．(只考慮單匝線圈) (1)線圈平面處于中性面位置時開始計時，試推導(dǎo)t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢e1的表達式； (2)線圈

14、平面處于與中性面成φ0夾角位置時開始計時，如上圖丙所示，試寫出t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢e2的表達式； (3)若線圈電阻為r，求線圈每轉(zhuǎn)動一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱．(其它電阻均不計) 解析：(1)矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動過程中，只有ab和cd切割磁感線，設(shè)ab和cd的轉(zhuǎn)動速度為v，則 v＝ω·① 在t時刻，導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢均為 E1＝BL2v⊥② 由圖可知，v⊥＝vsinωt③ 則整個線圈的感應(yīng)電動勢為 e1＝2E1＝BL1L2ωsinωt.④ (2)當(dāng)線圈由題圖丙位置開始運動時，在t時刻整個線圈的感應(yīng)電動勢為 e2＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0)⑤ (3)由閉合電路歐姆定律可知 I＝⑥ 這里E為線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值 E＝＝⑦ 則線圈轉(zhuǎn)動一周在R上產(chǎn)生的焦耳熱為 QR＝I2RT⑧ 其中T＝⑨ 于是QR＝πRω()2.⑩ 答案：(1)e1＝BL1L2ωsinωt (2)e2＝BL1L2ωsin(ωt＋φ0) (3)πRω()2