2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤訓(xùn)練35 交變電流的產(chǎn)生和描述.doc
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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤訓(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的線圈均繞其對稱軸或中心軸在勻強磁場B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,能產(chǎn)生正弦交變電動勢e=BSωsinωt的圖是( ) 解析:線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸(軸在線圈所在平面內(nèi))勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的正弦交變電動勢為e=BSωsinωt,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)軸與磁場方向平行,而不是垂直.故A、C正確. 答案:AC 2.(xx陜西省渭南市高三教學(xué)質(zhì)量檢測)一正弦交變電流的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示.由圖可知該交變電流( ) A.周期為0.125 s B.電壓的有效值為10 V C.電壓的最大值為20 V D.電壓瞬時值的表達式為u=10sin8πt (V) 解析:由電壓隨時間的變化規(guī)律可知,周期為0.250 s,故A不對;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是不對的;電壓瞬時值表達式中,最大值是10 V是不對的,應(yīng)該是20 V,故D也不正確. 答案:B 3.(xx北京市房山區(qū)高三一模)在勻強磁場中,一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動,如圖1所示.產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢如圖2所示,則( ) A.t=0.015 s時線框的磁通量變化率為零 B.t=0.01 s時線框平面與中性面重合 C.線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為311 V D.線框產(chǎn)生的交變電動勢頻率為100 Hz 解析:t=0.015 s時感應(yīng)電動勢最大,根據(jù)E=n即磁通量變化率最大,選項A錯.t=0.01 s時感應(yīng)電動勢為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B對.正弦交流電的有效值即E=≈220 V,選項C錯.根據(jù)圖2知交流電周期T=0.02 s,所以頻率f==50 Hz,選項D錯. 答案:B 4.一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖甲所示,則下列說法正確的是( ) A.t=0時刻,線圈平面與中性面垂直 B.t=0.01 s時刻,Φ的變化率最大 C.t=0.02 s時刻,交流電動勢達到最大 D.該線圈產(chǎn)生的交流電動勢的圖象如圖乙所示 解析:由Φ-t圖知,t=0時,Φ最大,即線圈處于中性面位置,此時e=0,故A、D兩項錯誤;由圖知T=0.04 s,在t=0.01 s時,Φ=0,最大,e最大,則B項正確;在t=0.02 s時,Φ最大,=0,e=0,則C項錯誤. 答案:B 5.(多選)面積為S的兩個電阻相同的線圈,分別放在如圖所示的磁場中,圖甲中是磁感應(yīng)強度為B0的勻強磁場,線圈在磁場中以周期T繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動,圖乙中磁場變化規(guī)律為B=B0cos,從圖示位置開始計時,則( ) A.兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同 B.兩線圈中感應(yīng)電動勢達到最大值的時刻不同 C.經(jīng)相同的時間t(t>T),兩線圈產(chǎn)生的熱量相同 D.從此時刻起,經(jīng)T/4時間,流過兩線圈橫截面的電荷量相同 解析:甲:Φ甲=B0Scosωt,乙:Φ乙=BScosωt=B0Scosωt,故磁通量變化率相同,又E=,所以電動勢變化規(guī)律也相同,故甲、乙兩種情況電動勢最大值出現(xiàn)時刻及有效值、平均值均相同. 答案:ACD 6.(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的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸以角速度ω=100π rad/s勻速轉(zhuǎn)動.t=0時刻線圈平面與磁場垂直,各電表均為理想交流電表,則( ) A.t=0時刻線圈中的感應(yīng)電動勢最大 B.1 s內(nèi)電路中的電流方向改變100次 C.滑片P下滑時,電壓表的讀數(shù)變大 D.開關(guān)K處于斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)時,電流表的讀數(shù)相同 解析:t=0時刻,線圈與磁場垂直,位于中性面,感應(yīng)電動勢為零,A選項錯誤;由ω=2πf,得交變電流的頻率為50 Hz,電流方向每秒改變100次,B選項正確;當滑片P下滑時,滑動變阻器電阻增大,則電壓表示數(shù)增大,C選項正確;開關(guān)K閉合時,交變電流流過電容器,則電流表示數(shù)改變,D選項錯誤. 答案:BC 7.(xx安徽省安慶市高三第二次模擬)一個匝數(shù)為100匝,電阻為0.5 Ω的閉合線圈處于某一磁場中,磁場方向垂直于線圈平面,從某時刻起穿過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( ) A.5 B.2 A C.6 A D.5 A 解析:0~1 s時間內(nèi),感應(yīng)電動勢為E1=nΔΦ/Δt=1 V,電流為2 A,1~1.2 s內(nèi),感應(yīng)電動勢E2=nΔΦ/Δt=5 V,感應(yīng)電流為10 A,一個周期內(nèi)發(fā)熱量為IRt1+IRt2=I2R(t1+t2),得I=2 A,B正確. 答案:B 8.(xx如東高級中學(xué)高三期末)如圖所示電路中,電源電壓u=311sin100πt(V),A、B間接有“220 V 440 W”的電暖寶、“220 V 220 W”的抽油煙機、交流電壓表及保險絲.下列說法正確的是( ) A.交流電壓表的示數(shù)為311 V B.電路要正常工作,保險絲的額定電流不能小于3 A C.電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機發(fā)熱功率的2倍 D.1 min抽油煙機消耗的電能為1.32104 J 解析:電壓表在交流電路中對應(yīng)交流有效值,由于電源電壓u=311sin100πt(V),故有效值為220 V,所以A錯誤;因保險絲融化電流指有效值,電暖寶的電流I1==2 A,油煙機的電流I2==1 A,故保險絲的額定電流不能小于3 A,所以B錯誤;電暖寶是純電阻電路,故電功率等于發(fā)熱功率440 W,抽油煙機發(fā)熱功率等于電功率減機械功率,即P熱=P-P出,所以C錯誤;工作1 min抽油煙機消耗的電能為W=Pt=1.32104 J,所以D正確. 答案:D 9.(xx成都樹德中學(xué)高三考試)如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機,電阻為r=2 Ω矩形線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,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)電路中滑動變阻器R的最大阻值為R0= Ω,滑動片P位于滑動變阻器中央,定值電阻R1=R0、R2=, 其他電阻不計.從線圈平面與磁場方向平行時開始計時,閉合開關(guān)S,線圈轉(zhuǎn)動過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Φ隨時間t變化的圖象.則下列正確的是( ) A.電阻R2上的熱功率為1 W B.0.02 s時滑動變阻器R兩端的電壓瞬時值為零 C.線圈產(chǎn)生的e隨時間t變化的規(guī)律是e=10cos100πt(V) D.線圈開始轉(zhuǎn)動到t= s的過程中,通過R1的電荷量為 C 解析:根據(jù)電路連接的特點可以看出,外接電路部分的總電阻為R=R1+R0+R0=10 Ω,由歐姆定律可知,外電路電流為I==1 A,故可知R2的電流為0.5 A,電壓為U2=U= V,所以可知其熱功率為 W,故選項A錯誤;由圖象可知,在0.02 s時磁通量的變化率最大,即感應(yīng)電動勢最大,變阻器兩端的電壓瞬時值最大,所以選項B錯誤;線圈內(nèi)阻分壓Ur=Ir=2 V,故可知感應(yīng)電動勢的峰值為Em=(U+Ur)=12 V,故選項C錯誤;從線圈開始轉(zhuǎn)動到 s時間內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過了,而最大磁通量為Φm==T=,故通過R1的電荷量為Q==== C,所以選項D正確. 答案:D 10.(xx安徽省“江南十校”高三聯(lián)考)如圖所示區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場,磁場的邊界由x軸和y=2sinx曲線圍成(x≤2m),現(xiàn)把一邊長為2m的正方形單匝線框以水平速度v=10 m/s水平勻速地拉過該磁場區(qū),磁場區(qū)的磁感應(yīng)強度為0.4 T,線框電阻R=0.5 Ω,不計一切摩擦阻力,則( ) A.水平拉力F的最大值為8 N B.拉力F的最大功率為12.8 W C.拉力F要做25.6 J的功才能讓線框通過此磁場區(qū) D.拉力F要做12.8 J的功才能讓線框通過此磁場區(qū) 解析:線框通過磁場區(qū)域,感應(yīng)電流先增大然后減小,形成正弦交流電,周期為2l/v=0.4 s,感應(yīng)電動勢最大值為Em=Blv=8 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Fm=BIml=12.8 N,A錯誤;拉力的最大功率為Pm=Fmv=128 W,B錯誤;線框勻速通過,拉力做功等于焦耳熱,Q=I2Rt=25.6 J,C正確,D錯誤. 答案:C 二、非選擇題 11.(xx成都市五校聯(lián)考)如圖所示,一個面積s=0.2 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中,磁場的磁感應(yīng)強度按B=sin(100πt) T的規(guī)律變化.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e=BmSωcos(ωt),其中Bm為磁感應(yīng)強度的最大值,ω為磁場變化的角速度,線圈的電阻r=2 Ω,外接電阻R=18 Ω.(電壓表為理想交流電壓表)求: (1)當t= s時電壓表的示數(shù). (2)變化的電流一個周期在電阻R上產(chǎn)生的熱量Q. (3)從t=0開始到t= s這段時間通過圓形線圈的電量q. 解析:(1)由圖象知,線圈中產(chǎn)生的交變電流 Em=BmSω=100 V. 有效值U有==50 V 電壓表的示數(shù)U=R=45 V (2) 交變電流的周期T==0.02 s 一個周期在電阻R上產(chǎn)生的熱量Q=T=4.5 J (3)在0~ s時間內(nèi),電動勢的平均值=①, 平均電流=② 流過燈泡的電荷量q=Δt.③ 得q= C. 答案:(1)45 V (2)4.5 J (3) C 12.如下圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計的一種振動發(fā)電裝置的示意圖,它的結(jié)構(gòu)是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r=0.10 m、匝數(shù)n=20匝的線圈,磁場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)強度B的大小均為B= T,線圈的電阻為R1=0.50 Ω,它的引出線接有R2=9.5 Ω的小電珠L.外力推動線圈框架的P端,使線圈沿軸線做往復(fù)運動,便有電流通過小電珠.當線圈運動速度v隨時間t變化的規(guī)律如下圖丙所示時(摩擦等損耗不計).求: (1)小電珠中電流的最大值; (2)電壓表的示數(shù); (3)t=0.1 s時外力F的大小; (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,由于線圈在磁場中做往復(fù)運動,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小符合正弦曲線變化規(guī)律,線圈中的感應(yīng)電動勢的最大值為:Em=nBlv=nB2πrvm,電路總電阻為:R1+R2,那么小電珠中電流的最大值為 Im== A=0.16 A. (2)電壓表示數(shù)為有效值 U==ImR2=0.169.5 V=0.76 V≈1.07 V. (3)當t=0.1 s也就是時,外力F的大小為F=nB2πrIm=vm=0.128 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- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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