《高考物理一輪復習 第12章 交變電流 微專題61 交變電流的產(chǎn)生及描述試題 粵教版-粵教版高三物理試題》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考物理一輪復習 第12章 交變電流 微專題61 交變電流的產(chǎn)生及描述試題 粵教版-粵教版高三物理試題(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、61 交變電流的產(chǎn)生及描述方法點撥交變電流的產(chǎn)生往往與交變電流圖象結(jié)合出題,要能將交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動過程一一對應起來,分析電流、電動勢、磁通量的變化規(guī)律1(交流電的產(chǎn)生)矩形線圈abcd在勻強磁場中逆時針勻速轉(zhuǎn)動時,線圈中產(chǎn)生如圖1所示的交流電,取沿abcda方向為電流正方向,則對應t1時刻線圈的位置應為下列中的()圖1 2(交流電的描述)如圖2甲所示,在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一匝數(shù)為n,面積為S,總電阻為r的矩形線圈abcd繞軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動,矩形線圈在轉(zhuǎn)動中可以保持和外電路電阻R形成閉合電路,回路中接有一理想交流電流表圖乙是線圈轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應電動勢e隨時間t變化
2、的圖象,則下列說法中正確的是()圖2A從t1到t3這段時間穿過線圈的磁通量的變化量為2nBSB從t3到t4這段時間通過電阻R的電荷量為 Ct3時刻穿過線圈的磁通量變化率為nBSD電流表的示數(shù)為3(交流電的描述)如圖3為小型旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動磁場的磁感應強度B102 T,線圈的面積S0.02 m2,匝數(shù)N400 匝,線圈總電阻r2 ,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R8 連接,與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表,線圈的轉(zhuǎn)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()圖3A交流發(fā)電機產(chǎn)生電
3、動勢隨時間的變化關(guān)系是e8sin 100t(V)B交流電壓表的示數(shù)為8 VC從t0時刻開始線圈平面轉(zhuǎn)過30的過程中,通過電阻的電量約為5.7103 CD電阻R上的熱功率為6.4 W4(交流電的產(chǎn)生)(多選)如圖4所示,在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的矩形線圈(單匝)的周期為T,轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向,線圈電阻為2 .從線圈平面與磁場方向平行時開始計時,線圈轉(zhuǎn)過60時的感應電流為1 A那么()圖4A線圈勻速轉(zhuǎn)動過程消耗的電功率為4 WB線圈中感應電流的有效值為2 AC任意時刻線圈中的感應電動勢為e4costD任意時刻穿過線圈的磁通量為sint5.如圖5所示,矩形線圈abcd與可變電容器C、理想電流表組
4、成閉合電路線圈在有界勻強磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動的角速度100 rad/s.線圈的匝數(shù)N100,邊長ab0.2 m、ad0.4 m,電阻不計.磁場只分布在bc邊的左側(cè),磁感應強度大小B T電容器放電時間不計下列說法正確的是()圖5A該線圈產(chǎn)生的交流電動勢的峰值為50 VB該線圈產(chǎn)生的交流電動勢的有效值為25 VC電容器的耐壓值至少為50 VD電容器的電容C變大時,電流表的示數(shù)變小6(多選)如圖6所示,虛線OO的右側(cè)分布著磁感應強度為B的勻強磁場,一個面積為S的矩形線框繞軸OO以恒定的角速度旋轉(zhuǎn)以圖示位置為t0時刻,此時線框僅有的面積在磁場中,線框電阻為R,在轉(zhuǎn)過180的過程中,
5、下列判斷正確的是()圖6A圖示位置電流大小為0B電流的最大值為C電阻生熱為D外力做功為7.調(diào)光燈、調(diào)速電風扇以前是用變壓器來實現(xiàn)的,該技術(shù)的缺點是成本高、體積大、效率低,且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或電風扇的轉(zhuǎn)速現(xiàn)在的調(diào)光燈、調(diào)速電風扇是用可控硅電子元件來實現(xiàn)的如圖7為經(jīng)過一個雙向可控硅調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓那么現(xiàn)在電燈上的電壓為()圖7AUmB.C. D.8如圖8所示,“”形框置于勻強磁場中,磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向外,“”形框的三條邊的長度均為L,電阻均為r,a、b兩端用電阻不計的導線連接阻值為R的電阻“”形框繞軸ab以角速度逆時針(從上往下看)勻速轉(zhuǎn)動,t0時刻經(jīng)過圖示位置規(guī)定回路中
6、adcb方向為電流的正方向,求:圖8(1)通過電阻R的感應電流的表達式;(2)當t時,通過電阻R的感應電流的大小和方向答案精析1B由產(chǎn)生的交變電流圖象可知,t1時刻,電流是正最大值,說明線圈垂直切割磁感線,即線圈處于與磁感線方向平行位置由電流方向為abcda,根據(jù)楞次定律或右手定則可判斷出對應t1時刻線圈位置正確的是選項B.2D從t1到t3的過程,穿過線圈的磁通量變化量為零,選項A錯誤;從t3到t4的過程,穿過線圈的磁通量變化量為BS,故通過電阻R的電荷量qn,選項B錯誤;t3時刻產(chǎn)生的電動勢大小為E0,由法拉第電磁感應定律可得E0nnBS,可得BS,選項C錯誤;線圈產(chǎn)生的交流電的電動勢有效值
7、為,由閉合電路歐姆定律可得,電流表的示數(shù)I,選項D正確3C磁場的磁感應強度B102 T,線圈面積S0.02 m2,匝數(shù)N400,線圈總電阻r2 ,線圈的轉(zhuǎn)速n r/s,故100 rad/s,交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢隨時間的變化關(guān)系是eNBScos t8cos 100t(V),A項錯誤;交流電壓表顯示出的是路端電壓有效值,故示數(shù)為6.4 V,B項錯誤;從t0時刻轉(zhuǎn)過30的過程中,通過電阻的電量為q C4103 C5.7103 C,C項正確;電阻R上的熱功率PI2R2R5.12 W,D項錯誤4AC根據(jù)題意,線框中產(chǎn)生的交變電流瞬時值為iImcost,線圈轉(zhuǎn)過60時,電流為1 A,解得Im2 A,有效值
8、為I A,B項錯誤;線圈勻速轉(zhuǎn)動中消耗的電功率為PI2R4 W,A項正確;eImRcost4cost,C項正確;任意時刻穿過線圈的磁通量為msint,EmBSBS,聯(lián)立解得sint,D項錯誤5B峰值EmNBS1000.20.4100 V50 V,故A錯因為在一個周期內(nèi),線圈只在半個周期內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢,設(shè)有效值為E,則有:T,解得:E25 V,故B正確電容器的耐壓值至少為50 V,故C錯C變大時容抗減小,電流表的示數(shù)應變大,故D錯6ABD圖中位置相當于中性面,所以瞬時電流為0,A項正確;當線圈轉(zhuǎn)過90時,另外的面積進入磁場做切割磁感線運動,電動勢的最大值為E2BS,此時對應電流最大值為I2,有效值I2,B項正確;另面積進入磁場時,電動勢的最大值E1BS,此時對應電流最大值為I1,有效值I1,轉(zhuǎn)動180過程中,外力做功轉(zhuǎn)化為電熱,為QI12RI22R,D項正確7C電燈上的電壓值,如沒有特殊說明一般指電壓的有效值,設(shè)加在電燈上電壓的有效值為U,取一個周期,由電流的熱效應得T,所以可得U,故選項C正確8見解析解析(1)回路中感應電動勢的最大值:EmBL2回路電流的最大值:Im回路電流的瞬時值:iImsin t聯(lián)立解得:isin t(2)當t時,i電流沿正方向或adcb.