2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)29 交變電流的產(chǎn)生及描述(含解析).doc
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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)29 交變電流的產(chǎn)生及描述(含解析) 一、單項(xiàng)選擇題 1.一交流電壓為u=100sin100πt V,由此表達(dá)式可知( ) A.用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為50 V B.該交流電壓的周期為0.02 s C.將該電壓加在“100 V 100 W”的燈泡兩端,燈泡的實(shí)際功率小于100 W D.t=1/400 s時(shí),該交流電壓的瞬時(shí)值為50 V 解析:電壓有效值為100 V,故用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為100 V,A項(xiàng)錯(cuò)誤;ω=100π rad/s,則周期T==0.02 s,B項(xiàng)正確;該電壓加在“100 V 100 W”的燈泡兩端,燈泡恰好正常工作,C項(xiàng)錯(cuò);t=1/400 s代入瞬時(shí)值表達(dá)式得電壓的瞬時(shí)值為100 V,D項(xiàng)錯(cuò). 答案:B 2. 如圖,實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī),內(nèi)阻r=1.0 Ω,外接R=9.0 Ω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)e=10sin10πt V,則( ) A.該交變電流的頻率為10 Hz B.該電動(dòng)勢(shì)的有效值為10 V C.外接電阻R所消耗的電功率為10 W D.電路中理想交流電流表?的示數(shù)為1.0 A 解析:由交變電流電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式e=10sin10πt V=Emsinωt可知,該交變電流的頻率為f==Hz=5 Hz,A錯(cuò)誤.該交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值E=V=V=10 V,B錯(cuò)誤.電流的有效值I==A=1.0 A,外接電阻R所消耗的電功率PR=I2R=1.029.0 W=9 W,故C錯(cuò)誤,D正確. 答案:D 3. 如圖所示為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖,其矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的面積為S、匝數(shù)為n、線圈總電阻為r,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R連接,與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表.在t=0時(shí)刻,線圈平面與磁場(chǎng)方向平行,則下列說(shuō)法正確的是( ) A.交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=BSω B.交流電壓表的示數(shù)為 C.線圈從t=0時(shí)刻開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中,通過(guò)電阻的電荷量為 D.線圈從t=0時(shí)刻開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中,電阻產(chǎn)生的熱量為 解析:交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBSω,A錯(cuò)誤;因?yàn)榻涣麟妷罕硎菧y(cè)量電阻R兩端的電壓有效值,所以交流電壓表的示數(shù)為,B正確;線圈從t=0時(shí)刻開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中,通過(guò)電阻的電荷量是按平均值求解,即利用q==,C錯(cuò)誤;線圈從t=0時(shí)刻開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中,電阻產(chǎn)生的熱量按有效值計(jì)算,即Q=2R=,D錯(cuò)誤. 答案:B 4. 如圖所示,閉合金屬線框曲線部分恰好是半個(gè)周期的正弦曲線,直線部分長(zhǎng)度為0.4 m,線框的電阻為1 Ω,若線框從虛線位置開(kāi)始以2 m/s的速度勻速進(jìn)入足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(線框直線部分始終與磁場(chǎng)右邊界垂直),這個(gè)過(guò)程中線框釋放出的焦耳熱為0.4 J,線框中電流隨時(shí)間變化的關(guān)系式為( ) A.i=2sin10πt A B.i=sin10πt A C.i=2sin5πt A D.i=sin5πt A 解析:設(shè)該正弦式交流電的電流有效值為I,由題意可得Q=I2Rt,其中t==0.2 s,解得I= A,所以該正弦式交流電的最大值為Im=I=2 A,金屬線框從圖示的位置到完全進(jìn)入磁場(chǎng)為半個(gè)周期,故T=2=0.4 s,ω==5 π rad/s,所以正弦式交流電的表達(dá)式為i=2sin5πt(A),C正確. 答案:C 5.電阻R1、R2與交流電源按照如圖甲所示方式連接,R1=10 Ω,R2=20 Ω.合上開(kāi)關(guān)S后,通過(guò)電阻R2的正弦式交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示,則( ) A.通過(guò)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(guò)R2的電流的最大值是 A D.R2兩端的電壓最大值是6 V 解析:由圖可知通過(guò)R2的電流的最大值,為0.6 A,由I=,可知通過(guò)R2的電流有效值為0.6 A,由于R1與R2串聯(lián),所以通過(guò)R1的電流的有效值為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=0.620 V=12 V,D錯(cuò)誤. 答案:B 二、多項(xiàng)選擇題 6. 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(mén),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(kāi)始計(jì)時(shí),線圈轉(zhuǎn)過(guò)60時(shí)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(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=4cos t D.任意時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為Φ=sin t 解析:從線圈平面平行于磁感線開(kāi)始計(jì)時(shí),交變電流的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e=Emcos ωt,則感應(yīng)電流i==cos ωt,由題給條件有1 A= A,解得Em=4 V,則Im=2 A,I== A,線圈消耗的電功率P=I2R=4 W,A正確,B錯(cuò)誤;e=4cos ωt=4cos t,C正確;由Em=BSω=Φm得Φm=,故任意時(shí)刻Φ=sin t,D錯(cuò)誤. 答案:AC 7.如圖所示,圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波式的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系.若使這兩種電流分別通過(guò)兩個(gè)完全相同的電阻,經(jīng)過(guò)1 min的時(shí)間,則( ) A.圖甲所示交變電流的有效值為 A B.圖乙所示交變電流的有效值為 A C.兩電阻消耗的電功之比為13 D.兩電阻消耗的電功之比為31 解析:設(shè)題圖甲、乙所示交變電流的有效值分別為I1、I2,則2R210-2+0+2R210-2=IR610-2,解得I1= A,而I2=1 A,A正確,B錯(cuò)誤;由W=I2Rt得W1W2=II=13,C正確,D錯(cuò)誤. 答案:AC 8. 如圖所示,交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈邊長(zhǎng)ab=cd=0.4 m,ad=bc=0.2 m,線圈匝數(shù)N=100,電阻r=1 Ω,線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸以ω=100π rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),外接電阻R=9 Ω,以圖示時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí),則( ) A.電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為160πsin100πt V B.t=0時(shí)線圈中磁通量變化率最大 C.t= s時(shí)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D.交變電流的有效值是8π A 解析:圖示時(shí)刻線圈平面垂直于中性面,電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e=NBSωcos ωt=1000.2(0.40.2)100πcos100πt V=160πcos100πt V,A錯(cuò)誤;圖示時(shí)刻即t=0時(shí),Φ=0,但最大,B正確;t= s時(shí),e=Em,C正確;交變電流的有效值是=8π,A,D正確. 答案:BCD 三、非選擇題 9.如圖甲所示,為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的示意圖,單匝線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示.已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1.0 Ω,外接燈泡的電阻為9.0 Ω. (1)寫(xiě)出流經(jīng)燈泡的瞬時(shí)電流的表達(dá)式; (2)求轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的最大磁通量; (3)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中,求外力所做的功. 解析:(1)由圖乙得e=Emsinωt=6sin100πt V 則電流i=e/(R+r)=sin100πt A. (2)線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值: Em=BSω 由圖乙可知電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=6 V 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度:ω=100π rad/s 轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的最大磁通量Φ=BS=Em/ω=2.710-2 Wb. (3)線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的有效值E=Em/=6 V 線圈產(chǎn)生的電功率:P=EI= 線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中產(chǎn)生的電能 E電=PT=T 根據(jù)功能關(guān)系,外力所做的功W=E電=T=7.210-2 J. 答案:(1)i=sin100πt A (2)2.710-2 Wb (3)7.210-2 J 10.如圖所示,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(chǎng).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(qiáng)度隨時(shí)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(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e=nB0Scost,其中B0為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值,T為磁場(chǎng)變化的周期,不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化.求: (1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值; (2)小燈泡消耗的電功率; (3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0~時(shí)間內(nèi),通過(guò)小燈泡的電荷量. 解析:(1)由e=nB0Scost可知 最大值Em=nB0S=8 V (2)電路中電流的最大值Im== A I== A P燈=I2R=2.88 W (3)=nS① q=Δt② =③ 由①②③得:q=n=410-3 C 答案:(1)8 V (2)2.88 W (3)410-3 C 11.如圖甲所示,長(zhǎng)、寬分別為L(zhǎng)1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi),其匝數(shù)為n,總電阻為r,可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng).線框的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起,并通過(guò)電刷和定值電阻R相連.線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,其中B0、B1和t1均為已知.在0~t1的時(shí)間內(nèi),線框保持靜止,且線框平面和磁場(chǎng)垂直;t1時(shí)刻后 線框在外力的驅(qū)動(dòng)下開(kāi)始繞其豎直中心軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng).求: (1)0~t1時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R的電流大??; (2)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后,在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中電流通過(guò)電阻R產(chǎn)生的熱量; (3)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后,從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量. 解析:(1)0~t1時(shí)間內(nèi),線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=n= 根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,通過(guò)電阻R的電流 I== (2)線框產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nB1L1L2ω 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E=nB1L1L2ω 通過(guò)電阻R的電流的有效值I= 線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的時(shí)間t= 此過(guò)程中,電阻R產(chǎn)生的熱量 Q=I2Rt=πRω2 (3)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中, 平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=n= 平均感應(yīng)電流= 通過(guò)電阻R的電荷量q=Δt= 答案:(1) (2)πRω2 (3)- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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