（江蘇專版）2022年高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測（三十四）交變電流的產生及描述（含解析）

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1、（江蘇專版）2022年高考物理一輪復習 課時跟蹤檢測（三十四）交變電流的產生及描述（含解析）對點訓練：交變電流的產生和描述1如圖，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中以角速度勻速轉動，能產生正弦交變電動勢eBSsin t的圖是()解析：選A由題意可知，只有A、C圖在切割磁感線，導致磁通量在變化，產生感應電動勢，A中從中性面開始計時，產生的電動勢為eBSsin t，C中從峰值面開始計時，產生的電動勢為eBScos t，故A正確。2.多選一單匝閉合線框從如圖所示位置開始，在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸勻速轉動。在轉動過程中，線框中的最大磁通量為m，最大感應電動勢為Em，下列說

2、法正確的是()A轉動90時磁通量為零，感應電動勢也為零B當磁通量為零時，感應電動勢最大C當磁通量等于0.5m時，感應電動勢的大小為0.5EmD角速度的大小為解析：選BD線框從題圖位置開始轉過90時，正好處于中性面，磁通量最大，磁通量的變化率為零，則感應電動勢為零，A錯誤。題圖線框與中性面垂直，磁通量為零，但磁通量的變化率最大，則感應電動勢最大，B正確。線框平面和中性面夾角為時穿過線框的磁通量為mcos ，所以當磁通量為0.5m時，得60，根據電動勢的瞬時表達式eEmsin ，此時感應電動勢的大小為Em，則C錯誤。因為電動勢峰值EmBS，最大磁通量mBS，則，D正確。3.多選矩形線圈的匝數為50

3、匝，在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動時，穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是()A在t0.2 s和t0.4 s時線圈位于中性面B在t0.1 s和t0.3 s時感應電動勢最大C1 s內感應電流方向改變5次D電動勢的瞬時表達式為e50cos (5t) V解析：選CD在t0.2 s和t0.4 s時線圈中磁通量為零，處于與中性面垂直的位置，故A項錯誤；在t0.1 s和t0.3 s時線圈中磁通量最大，處于中性面位置，產生的感應電動勢為零，故B項錯誤；磁通量變化的周期即交流電的周期，由題圖得交流電的周期T0.4 s，交流電的頻率f2.5 Hz，一個周期內交流電的電流方向改變2次，

4、則1 s 內感應電流方向改變5次，故C項正確；磁通量變化的周期為T0.4 s，線圈轉動的角速度 rad/s5 rad/s，由題圖得線圈磁通量的最大值m0.2 Wb，線圈產生感應電動勢的最大值EmNBSNm500.25 V50 V，起始時，線圈中磁通量為零，感應電動勢最大，則電動勢的瞬時表達式eEmcos t50cos (5t) V，故D項正確。4.一交流發(fā)電機模型如圖1所示，用示波器觀察到它產生的感應電動勢波形如圖2所示，則()A該感應電動勢的有效值為5 VB該發(fā)電機線圈的轉速為25 r/sCt s時，穿過發(fā)電機線圈的磁通量最大Dt s時，穿過發(fā)電機線圈的磁通量變化率最大解析：選D由題圖2可知

5、，交流電的最大值為Em5 V，故有效值為E V，故A錯誤；交流電的周期T0.02 s，故轉速n50 r/s，故B錯誤；交流電的角速度2n100 rad/s，產生的交流電的瞬時值e5sin(100t)V，當t s時，交流電的瞬時值e5sin 100 V5 V，此時的感應電動勢最大，磁通量變化率最大，發(fā)電機線圈平面跟磁感線平行，磁通量為零，故C錯誤，D正確。對點訓練：有效值的理解與計算5關于圖甲、乙、丙、丁，下列說法正確的是()A圖甲中電流的峰值為2 A，有效值為 A，周期為5 sB圖乙中電流的峰值為5 A，有效值為2.5 AC圖丙中電流的峰值為2 A，有效值為 AD圖丁中電流的最大值為4 A，有

6、效值為 A，周期為2 s解析：選B題圖甲是正弦式交變電流圖線，峰值(最大值)為2 A，有效值是峰值的，即 A，周期為4 s，所以選項A錯誤；題圖乙電流大小改變但方向不變，所以不是交變電流，計算有效值時因為熱效應與電流方向無關，所以仍是峰值的，即2.5 A，所以選項B正確；題圖丙是圖甲減半的脈沖電流，有效值不可能為峰值的，所以選項C錯誤；題圖丁是交變電流圖線，周期為2 s，根據有效值定義則有42R32RI2RT，解得電流有效值I2.5 A，所以選項D錯誤。6一含有理想變壓器的電路如圖甲所示，圖中理想變壓器原、副線圈匝數之比為21，電阻R1和R2的阻值分別為3 和1 ，電流表、電壓表都是理想交流電

7、表，a、b輸入端輸入的電流如圖乙所示，下列說法正確的是()A電流表的示數為 AB電壓表的示數為 VC00.04 s內，電阻R1產生的焦耳熱為0.08 JD0.03 s時，通過電阻R1的瞬時電流為0解析：選D設電流表的示數為I1，則I12RT2R()2R，求得I1 A，A錯誤；原線圈中電流只有交流部分電流才能輸出到副線圈中，故副線圈中電流交流部分的電流最大值為2 A，設副線圈交流電的有效值為I2，則I22RT2R，求得I2 A，因此電壓表的示數為UI2R2 V，B錯誤；在00.04 s內，電阻R1產生的焦耳熱為QI22R1t()230.04 J0.24 J，C錯誤；由題圖可知，在0.03 s的前

8、后，原線圈中的電流不變化，則副線圈中沒有感應電流，所以通過電阻R1的瞬時電流為0，D正確。7多選如圖甲所示為一交變電壓隨時間變化的圖像，每個周期內，前二分之一周期電壓恒定，后二分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化。若將此交流電連接成如圖乙所示的電路，電阻R阻值為100 ，則()A理想電壓表讀數為100 VB理想電流表讀數為0.75 AC電阻R消耗的電功率為56 WD電阻R在100秒內產生的熱量為5 625 J解析：選BD根據電流的熱效應，一個周期內產生的熱量：QT，解得U75 V，A錯誤；電流表讀數I0.75 A，B正確；電阻R消耗的電功率PI2R56.25 W，C錯誤；在100秒內產生的熱量QPt5

9、 625 J，D正確。8如圖甲、乙、丙所示是三個具有相同I0和周期T的交變電流，分別通過三個相同的電阻。下列說法正確的是()A在相同時間內三個電阻發(fā)熱量相等B在相同時間內，甲是丙發(fā)熱量的2倍C在相同時間內，甲是乙發(fā)熱量的D在相同時間內，乙發(fā)熱量最大，甲次之，丙的發(fā)熱量最小解析：選C甲的有效值為：I，由QI2Rt可知一個周期內甲的發(fā)熱量為：Q1I02RT；乙前后半個周期電流大小相等，故其發(fā)熱量為：Q2I02RT；丙只有前半個周期有電流，故其發(fā)熱量為：Q3I02RTI02RT。故可知在相同時間內，甲、丙發(fā)熱量相等，是乙發(fā)熱量的，故C正確，A、B、D錯誤。對點訓練：交變電流“四值”的理解和應用9多選

10、(2018淮安八校聯考)如圖所示，甲為一臺小型交流發(fā)電機構造示意圖，線圈逆時針轉動，產生的電動勢隨時間按余弦規(guī)律變化，其圖像如圖乙所示，電機線圈內阻為2 ，匝數為1 000匝，外接燈泡的電阻為18 ，則()A在2.0102 s時刻，電流表的示數為0.3 AB發(fā)電機的輸出功率為3.24 WC在1 s內，回路中電流方向改變25次D在4.0102 s時刻，穿過線圈的磁通量變化率為 Wb/s解析：選AD線圈相當于電源，產生的電動勢為E V6 V，內阻r2 ，電表顯示的是有效值，根據閉合回路歐姆定律可得電路中的電流為I A0.3 A，A正確；發(fā)電機的輸出功率為P輸出EII2r60.3 W0.322 W1

11、.62 W，B錯誤；從圖乙中可知交流電周期為T4102 s，故在1 s內，回路中電流方向改變n2250次，C錯誤；在4.0102 s時刻，感應電動勢最大，磁通量變化率最大，根據En可得 Wb/s，D正確。10.如圖為小型旋轉電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉動。磁場的磁感應強度B102T，線圈的面積S0.02 m2，匝數N400匝，線圈總電阻r2 ，線圈的兩端經集流環(huán)和電刷與電阻R8 連接，與電阻R并聯的交流電壓表為理想電表，線圈的轉速n r/s。在t0時刻，線圈平面與磁場方向平行，則下列說法正確的是()A交流發(fā)電機產生電動勢隨時

12、間的變化關系是e8sin(100t)VB交流電壓表的示數為8 VC從t0時刻開始線圈平面轉過30的過程中，通過電阻的電荷量約為5.66103 CD電阻R上的熱功率為6.4 W解析：選C線圈的轉速n r/s，所以2n100 rad/s，最大值為：EmNBS8 V，則瞬時值為e8cos(100t)V，故A錯誤；交流電壓表顯示的是路端電壓有效值，示數為6.4 V，故B錯誤；從t0時刻開始轉過30的過程中，通過電阻的電荷量為：q C5.66103C，故C正確；電阻R上的熱功率為：PI2R2R5.12 W，故D錯誤?？键c綜合訓練11無線充電技術的發(fā)展給用戶帶來了極大的方便，可應用于手機、電腦、智能穿戴、

13、智能家居、醫(yī)療設備、電動汽車等充電。如圖甲所示為手機無線充電工作原理的示意圖，由送電線圈和受電線圈組成。已知受電線圈的匝數為n50匝，電阻r1.0 ，在它的c、d兩端接一阻值R9.0 的電阻。設在受電線圈內存在與線圈平面垂直的磁場，其磁通量隨時間變化規(guī)律如圖乙所示，可在受電線圈中產生電動勢最大值為20 V的正弦交流電，設磁場豎直向上為正。求：(1)在t103s時，受電線圈中產生電流的大小，c、d兩端哪端電勢高？(2)在一個周期內，電阻R上產生的熱量；(3)從t1到t2時間內，通過電阻R的電荷量。解析：(1)由題圖乙知t103 s時受電線圈中產生的電動勢最大為Em20 V線圈中產生感應電流的大小

14、為ItIm2.0 A由楞次定律可以得到此時c端電勢高。(2)通過電阻電流的有效值為I A電阻在一個周期內產生的熱量QI2RT5.7102 J。(3)線圈中感應電動勢的平均值n通過電阻電流的平均值為通過電阻的電荷量qt由題圖乙知，在的時間內，4104 Wb解得qn2103 C。答案：(1)2.0 Ac端電勢高(2)5.7102 J(3)2103 C12(2018蘇錫常鎮(zhèn)一模)一個圓形線圈，共有n10匝，其總電阻r4.0 ，線圈與阻值R016 的外電阻連成閉合回路，如圖甲所示。線圈內部存在著一個邊長l0.20 m的正方形區(qū)域，其中有分布均勻但強弱隨時間變化的磁場，圖乙顯示了一個周期內磁場的變化情況，周期T1.0102 s，磁場方向以垂直線圈平面向外為正方向。求：(1)tT時刻，電阻R0上的電流大小和方向； (2)0時間內，流過電阻R0的電量；(3)一個周期內電阻R0的發(fā)熱量。解析：(1)0 內，感應電動勢大小E1n，可得E18 V電流大小I1，可得I10.4 A電流方向b到a。(2)同(1)可得內，感應電流大小I20.2 A流過電路的電量qI1I2得q1.5103 C。(3)QI12R0I22R0得Q1.6102 J。答案：(1)0.4 A，電流方向b到a(2)1.5103 C(3)1.6102 J