廣東2011高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章第一講交變電流的產(chǎn)生和描述試題

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1、第十章 第一講 交變電流的產(chǎn)生和描述 一、單項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題7分，共35分) 1．如圖1所示的線圈中不能產(chǎn)生交變電流的是 (　　) 圖1 解析：當(dāng)線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，磁通量發(fā)生變化，才能產(chǎn)生交變電流，B、C、D均符合要求，A項(xiàng)中線圈的磁通量不發(fā)生變化，故不產(chǎn)生交變電流． 答案：A 2．家用電子調(diào)光燈的調(diào)光原理是用電子線路將輸入的正弦交流電壓的波形截去一部分來實(shí)現(xiàn)的，由截去部分的多少來調(diào)節(jié)電壓，從而實(shí)現(xiàn)燈光的可調(diào)，比過去用變壓器調(diào)壓方便且體積較?。畴娮诱{(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后的電壓波形如圖2所示，若

2、用多用電表測(cè)燈泡的兩端的電壓，多用電表示數(shù)為 (　　) 圖2 A.Um B.Um C.Um D.Um 解析：多用電表測(cè)得的電壓值為有效值，根據(jù)電流的熱效應(yīng)Q＝×＝T，得U有＝Um，C正確． 答案：C 3．通有電流i＝Imsinωt的長直導(dǎo)線OO′與斷開的圓形導(dǎo)線圈在同一平面內(nèi)，如圖3所 示(設(shè)電流由O至O′為正)，為使A端的電勢(shì)高于B端的電勢(shì)且UAB減小，交變電流必須處于每個(gè)周期的

3、 (　　) 圖3 A．第一個(gè)周期 B．第二個(gè)周期 C．第三個(gè)周期 D．第四個(gè)周期 解析：由E∝∝可知，要E減小，即要減小，題中要求EA>EB，由楞次定律 知，第一個(gè)周期內(nèi)在0～才符合要求，A項(xiàng)正確． 答案：A 4．一個(gè)邊長為6 cmB隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖4所示，則線框中感應(yīng)電流的有效值為 (　　) 圖4

4、 A.×10－5 A B.×10－5 A C.×10－5 A D.×10－5 A 解析：由B－t圖可知 I1＝＝ A＝2×10－5 A I2＝＝ A＝3×10－5 A 由電流的熱效應(yīng)I12Rt1＋I(xiàn)22Rt2＝I2Rt，即(2×10－5)2×0.36×3＋(3×10－5)2×0.36×2＝I2×0.36×5， 得I＝×10－5 A，故選項(xiàng)B正確． 答案：B 5．將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為l，它在磁感 應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖5所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n， 導(dǎo)

5、線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路接有額定功率 為P的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計(jì)， 圖5 燈泡的電阻應(yīng)為 (　　) A.　　　　　 　B. C. D. 解析：?jiǎn)卧颜叫尉€圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，將產(chǎn)生正弦式交變電流，則電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝Bl2ω＝2πnBl2，其有效值E＝＝，計(jì)算小燈泡的額定功率P要用其有效值，即P＝. R＝＝，故只有B選項(xiàng)正確． 答案：B 二、雙項(xiàng)選

6、擇題(本題共5小題，共35分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有兩個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得7分，只選一個(gè)且正確的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 6．正弦交變電源與電阻R、交流電壓表按照?qǐng)D6甲所示的方式連接，R＝10 Ω，交流電壓表的示數(shù)是10 V．圖乙是交變電源輸出電壓u隨時(shí)間t變化的圖象．則 (　　) 圖6 A．通過R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR＝cos100πt(A) B．通過R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR＝cos50πt(A) C．R兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR＝10cos100πt(V) D．R兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR＝10co

7、s50πt(V) 解析：交流電壓表示數(shù)為10 V，是有效值，故Um＝10 V，電阻上的交變電流與 交變電壓的變化趨勢(shì)相同，電阻R上電流的最大值為10/10 A＝ A，又因t＝0 時(shí)，u＝um，故iR＝cos100πt(A)，uR＝10cos100πt(V)，故選A、C. 答案：AC 7．把一個(gè)電熱器接到10 V直流電源上，產(chǎn)生的熱量為Q，若把它接到按正弦規(guī)律變化 的交流電源上，在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q (　　) A．峰值是10 V B．角速度一定是100n rad/s C．峰值是10 V D．有效值是5 V 解析：Q＝t，＝t，所以U有＝，U有＝5

8、 V，所以Um＝U＝10 V．故C、D正確． 答案：CD 8．某線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖7所示，由圖中信息可以判斷 (　　) A．在A和C時(shí)刻線圈處于中性面位置 B．在B和D時(shí)刻穿過線圈的磁通量最大 圖7 C．從A～D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為2π D．若從O～D時(shí)刻歷時(shí)0.02 s，則在1 s內(nèi)交變電流的方向改變100次 解析：根據(jù)圖象，首先判斷出感應(yīng)電流的數(shù)學(xué)表達(dá)式i＝Imsinωt.其中Im是感應(yīng)電流 的最大值，ω是線圈旋轉(zhuǎn)的角速度．另外應(yīng)該進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到線圈是從

9、中性面開始旋 轉(zhuǎn)，而且線圈旋轉(zhuǎn)一周，兩次經(jīng)過中性面，經(jīng)過中性面的位置時(shí)電流改變方向．從 該圖形來看，在O、B、D時(shí)刻電流為零，所以此時(shí)線圈恰好在中性面的位置，且穿 過線圈的磁通量最大；在A、C時(shí)刻電流最大，線圈處于和中性面垂直的位置，此時(shí) 磁通量為零；從A到D時(shí)刻，線圈旋轉(zhuǎn)3/4周，轉(zhuǎn)過的角度為3π/2；如果從O到D 時(shí)刻歷時(shí)0.02 s，恰好為一個(gè)周期，所以1 s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)50個(gè)周期，100次經(jīng)過中性 面，電流方向改變100次．綜合以上分析可得，只有選項(xiàng)B、D正確． 答案：BD 9．電阻R1、R2與交流電源按照?qǐng)D8甲所示方式連接，R1＝10 Ω，R2 后，通過電阻R2的正弦

10、交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示．則 (　　) 圖8 A．通過R1的電流有效值是 A B．R1兩端的電壓有效值是6 V C．通過R2的電流最大值是 A D．R2兩端的電壓最大值是12 V 解析：首先從交變電流圖象中找出交變電流的最大值即為通過R2的電流的最大值， 為 A，由正弦交變電流最大值與有效值的關(guān)系Im＝I，可知其有效值為0.6 A， 由于R1與R2串聯(lián)，所以通過R1的電流的有效值也是0.6 A，A、C錯(cuò)誤；R1兩端電 壓的有效值為U1＝IR1＝6 V，B正確；R2兩端電壓的最大值為Um2＝ImR2＝×20 V＝12 V，D正確． 答案：BD

11、 10．在兩塊金屬板上加交變電壓U＝Umsint，當(dāng)t＝0時(shí)，板間有一個(gè)電子正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，下面關(guān)于電子以后運(yùn)動(dòng)情況的判斷哪些是正確的 (　　) A．t＝T時(shí)，電子回到原出發(fā)點(diǎn) B．電子始終向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng) C．t＝時(shí)，電子將有最大速度 D．t＝時(shí)，電子的位移最大 解析：電子在電場(chǎng)中受到變化的電場(chǎng)力的作用F＝Eq，電壓變，故場(chǎng)強(qiáng)變．在第一 個(gè)半周期內(nèi)電子從靜止開始做正向的變加速運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)半周期內(nèi)做正向的變減速 運(yùn)動(dòng)，一個(gè)周期結(jié)束時(shí)電子速度恰減為零．如此電子一直向一個(gè)方向周期性運(yùn)動(dòng)， 在t＝(2k＋1)(k＝0,1,2，…)時(shí)刻速度有最大值．綜上

12、所述，B、C項(xiàng)正確． 答案：BC 三、非選擇題(本題共2小題，共30分) 11．(14分)把電壓u＝120sinωt V、頻率為50 Hz的交變電流加在激發(fā)電壓和熄滅電壓 均為u0＝60 V的霓虹燈的兩端． (1)求在一個(gè)小時(shí)內(nèi)，霓虹燈發(fā)光時(shí)間有多長？ (2)試分析為什么人眼不能感到這種忽明忽暗的現(xiàn)象？(已知人眼的視覺暫留時(shí)間約為 s) 解析：(1)如圖所示，畫出一個(gè)周期內(nèi)交變電流的u－t圖象，其中陰影部分對(duì)應(yīng)的時(shí) 間t1表示霓虹燈不能發(fā)光的時(shí)間，根據(jù)對(duì)稱性，一個(gè)周期內(nèi)霓虹燈不能發(fā)光的時(shí)間 為4t1. 當(dāng)u =u0=60V時(shí)， 由u=120 sinωt V求得：t1

13、= s 再由對(duì)稱性知一個(gè)周期內(nèi)能發(fā)光的時(shí)間： t＝T－4t1＝ s－4× s＝ s 再由比例關(guān)系求得一個(gè)小時(shí)內(nèi)霓虹燈發(fā)光的時(shí)間為： t＝× s＝2400 s. (2)很明顯霓虹燈在工作過程中是忽明忽暗的，而熄滅的時(shí)間間隔只有 s(如圖中 t2＋t3那段時(shí)間)，由于人的眼睛具有視覺暫留現(xiàn)象，而這個(gè)視覺暫留時(shí)間約為 s 遠(yuǎn)大于 s，因此經(jīng)過燈光刺激的人眼不會(huì)因?yàn)槎虝旱南缍兴杏X． 答案：(1)2400 s　(2)見解析 12．(16分)如圖9所示，一個(gè)半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn) 動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁 感應(yīng)強(qiáng)

14、度為B.M和N是兩個(gè)集流環(huán)，負(fù)載電阻為R，線圈、電流表和連 接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求： (1)從圖示位置起轉(zhuǎn)過1/4轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量； (2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過1/4轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)通過負(fù)載電阻R的電荷量； 圖9 (3)電流表的示數(shù)． 解析：線圈繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電路中產(chǎn)生如圖所示的交變電流．此交變電動(dòng)勢(shì)的最大 值為Em＝BSω＝B··2πn＝π2Bnr2. (1)在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過1/4轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的有效值為 E＝＝ 電阻R上產(chǎn)生的熱量 Q＝()2R·＝. (2)在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過1/4轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的平均值為＝. 通過R的電荷量 q＝·Δt＝·Δt＝＝. (3)設(shè)此交變電動(dòng)勢(shì)在一個(gè)周期內(nèi)的有效值為E′，由有效值的定義得·＝T 解得E′＝. 故電流表的示數(shù)為I＝＝. 答案：(1)　(2)　(3)