（新課標(biāo)）2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十一章 第一講 交變電流的產(chǎn)生和描述練習(xí)（含解析）

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1、交變電流的產(chǎn)生和描述 [A組·基礎(chǔ)題] 1. 一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中產(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( D ) A．t1時(shí)刻穿過線框的磁通量為BL2 B．t2時(shí)刻穿過線框的磁通量為零 C．t3時(shí)刻穿過線框的磁通量變化率為零 D．線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 2．如圖所示為某一交流電的電流—時(shí)間關(guān)系圖象(前半個(gè)周期為正弦波形的)，則該電流的有效值為( B ) A.I0　　　　　　　　 B．I0 C.I0 D．I0 3．如圖所示，一交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈共有10匝，其電阻r

2、＝2 Ω，面積是0.2 m2，在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若線圈從中性面位置開始繞垂直于磁場(chǎng)方向的對(duì)稱軸OO′以ω＝10π rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，向R＝18 Ω的電阻供電．則以下說法中正確的是( D ) A．該線圈產(chǎn)生的是余弦式交變電流 B．線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為40 V C．線圈開始轉(zhuǎn)動(dòng) s時(shí)流過電阻R的瞬時(shí)電流大小為 A D．電阻R上消耗的電功率為9 W 4. (2015·四川卷)小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝，每匝可簡(jiǎn)化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示．矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的

3、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為e0，不計(jì)線圈電阻，則發(fā)電機(jī)輸出電壓( D ) A．峰值是e0 B．峰值是2e0 C．有效值是Ne0 D．有效值是Ne0 5．(多選) 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 Ω.從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過60°時(shí)的感應(yīng)電流為1 A．那么( AC ) 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(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e＝4cos t V D．任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為Φ＝sint 6．(多選) 如圖所示，一個(gè)單匝矩形導(dǎo)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于

4、磁感線的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T0.線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em，則( BC ) A．線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為Em B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量的最大值為 C．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中磁通量變化率的最大值為Em D．經(jīng)過2T0的時(shí)間，通過線圈電流的方向改變2次 7．如圖甲所示，一單匝圓形閉合導(dǎo)線框半徑為r，線框電阻為R，連接一交流電流表(內(nèi)阻不計(jì))．線框內(nèi)充滿勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知該磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示(規(guī)定向下為B的正方向)，則下列說法正確的是( BD ) A．t＝0.005 s時(shí)線框中的感應(yīng)電流最大 B．t＝0.01 s時(shí)線框中感應(yīng)電流方向從

5、上往下看為順時(shí)針方向 C．t＝0.015 s時(shí)電流表的示數(shù)為零 D．0～0.02 s內(nèi)閉合導(dǎo)線框上產(chǎn)生的熱量為 [B組·能力題] 8．電阻為1 Ω的矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖所示．現(xiàn)把該交流電加在電阻為9 Ω的電熱絲上，則下列說法中正確的是( D ) A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為31.4 rad/s B．如果線圈轉(zhuǎn)速提高1倍，電流不會(huì)改變 C．電熱絲兩端的電壓U＝100 V D．電熱絲的發(fā)熱功率P＝1 800 W 9．(多選)(2017·天津卷)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻

6、速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化．設(shè)線圈總電阻為2 Ω，則( AD ) A．t＝0時(shí)，線圈平面平行于磁感線 B．t＝1 s時(shí)，線圈中的電流改變方向 C．t＝1.5 s時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D．一個(gè)周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為8π2 J 10．如圖所示為一個(gè)經(jīng)雙可控硅調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓圖象，正弦式交變電流的每一個(gè)二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，則現(xiàn)在電燈上電壓的有效值為( D ) A．Um B． C. D． 11. 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)線框繞垂直于紙

7、面的O軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(O軸位于磁場(chǎng)邊界)，則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為( D ) A. B． C. D． 12．(多選)海洋中蘊(yùn)藏著巨大的能量，利用海洋的波浪可以發(fā)電．在我國(guó)南海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔，其原理示意圖如圖甲所示．浮桶內(nèi)的磁體通過支柱固定在暗礁上，浮桶內(nèi)置線圈隨波浪相對(duì)磁體沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，且始終處于磁場(chǎng)中，該線圈與阻值R＝15 Ω的燈泡相連．浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成(圖中斜線陰影部分)，如圖乙所示，其內(nèi)為產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁體，與浮桶內(nèi)側(cè)面的縫隙忽略不計(jì)；匝數(shù)N＝200的線圈所在處輻射磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2 T，線圈直徑D＝0.4 m，電阻r＝1 Ω.取重力

8、加速度g＝10 m/s2，π2≈10.若浮桶隨波浪上下運(yùn)動(dòng)的速度可表示為v＝0.4πsin πt m/s.則下列說法正確的是( BC ) A．波浪發(fā)電產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)e的瞬時(shí)表達(dá)式為e＝16sin πt V B．燈泡中電流i的瞬時(shí)表達(dá)式為i＝4sin πt A C．燈泡的電功率為120 W D．燈泡兩端電壓的有效值為 V 解析：波浪發(fā)電產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)e的瞬時(shí)表達(dá)式為：e＝NB·πD·v＝200×0.2×π×0.4×0.4πsin πt V＝64·sin πt V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；燈泡中電流i的瞬時(shí)表達(dá)式為i＝＝4sin πt A，選項(xiàng)B正確；燈泡的電功率為P＝I2R＝2R＝2×15 W＝12

9、0 W，選項(xiàng)C正確；燈泡兩端電壓的有效值為UR＝·R＝×15 V＝30 V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 13．(2018·安徽江南聯(lián)考)如圖甲所示，在一對(duì)平行光滑的金屬導(dǎo)軌的上端連接一阻值為R＝4 Ω的定值電阻，兩導(dǎo)軌在同一平面內(nèi)，與水平面的夾角θ＝30°，質(zhì)量m＝0.2 kg、長(zhǎng)L＝1 m的導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，使其從靠近定值電阻處由靜止開始下滑．已知靠近定值電阻處到底端距離s＝7.5 m，導(dǎo)體棒電阻r＝1 Ω，整個(gè)裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體棒從開始滑動(dòng)一直運(yùn)動(dòng)到底端的v－t圖象如圖乙所示．g取10 m/s2，求： (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? (2)ab棒在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值． 解析：(1)由v－t圖象知導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度 v＝5 m/s，此時(shí)mgsin θ－BIL＝0，I＝， 解得B＝1 T. (2)ab棒下滑到底端的整個(gè)過程中，由能量守恒有mgs·sin θ－mv2＝Q總，設(shè)感應(yīng)電流的有效值為I0，根據(jù)焦耳定律可得Q總＝I(R＋r)t，聯(lián)立上式解得I0＝ A. 答案：(1)1 T　(2) A 6