2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 課時(shí)作業(yè)37 交變電流的產(chǎn)生和描述 新人教版

課時(shí)作業(yè)37交變電流的產(chǎn)生和描述時(shí)間：45分鐘1將閉合多匝線圈置于如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，線圈可繞MN軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，則下列表述中正確的是(C)A當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加時(shí)，線圈不動(dòng)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈的匝數(shù)無(wú)關(guān)B當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增加時(shí)，線圈不動(dòng)，線圈中感應(yīng)電流為順時(shí)針?lè)较駽線圈以MN為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以產(chǎn)生正弦式交流電D當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定時(shí)，線圈匝數(shù)越大，穿過(guò)線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Enn，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與線圈的匝數(shù)有關(guān)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)楞次定律可知，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，故B錯(cuò)誤；當(dāng)線圈以MN為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生周期性變化，故可以產(chǎn)生正弦式交流電，故C正確；根據(jù)En可知，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故D錯(cuò)誤2一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖甲所示，則下列說(shuō)法中正確的是(C)At0時(shí)刻線圈平面與中性面垂直Bt0.02 s時(shí)刻，線圈磁通量的變化率達(dá)最大Ct0.01 s時(shí)刻，瞬時(shí)電流達(dá)到最大D該線圈相應(yīng)的交流電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙所示解析：由甲圖知t0時(shí)刻磁通量最大，線圈平面應(yīng)在中性面，A錯(cuò)誤；t0.02 s時(shí)刻，磁通量最大，磁通量的變化率為零，B錯(cuò)誤；t0.01 s時(shí)刻，磁通量為零，磁通量的變化率最大，交流電動(dòng)勢(shì)最大，瞬時(shí)電流最大，故C正確；由甲圖知交流電動(dòng)勢(shì)的圖象應(yīng)為正弦圖象，D錯(cuò)誤3(多選)如圖甲所示，標(biāo)有“220 V40 W”的電燈和標(biāo)有“20 F300 V”的電容器并聯(lián)接到交流電源上，V為交流電壓表交流電源的輸出電壓如圖乙所示，閉合開(kāi)關(guān)下列判斷正確的是(BC)At時(shí)刻，V的示數(shù)為零B電燈恰正常發(fā)光C電容器有可能被擊穿D交流電壓表V的示數(shù)保持110 V不變解析：交流電壓表V的示數(shù)應(yīng)是電壓的有效值220 V，故A、D錯(cuò)誤；電壓的有效值恰等于電燈的額定電壓，電燈正常發(fā)光，B正確；電壓的峰值220 V311 V，大于電容器的耐壓值，故有可能被擊穿，C正確4如圖所示電路，電阻R1與電阻R2阻值相同，都為R，和R1并聯(lián)的D為理想二極管(正向電阻可視為零，反向電阻可視為無(wú)窮大)，在A、B間加一正弦交流電u20sin100t(V)，則加在R2上的電壓有效值為(D)A10 V B20 VC15 V D5 V解析：由二極管的單向?qū)щ娦钥芍釉赗2上的電壓波形的半個(gè)周期最大值為20 V，半個(gè)周期最大值為10 V由有效值的定義可得加在R2上的電壓有效值為5 V，選項(xiàng)D正確5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)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度勻速轉(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.解析：扇形閉合導(dǎo)線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度始終是半徑L，平均速度v，導(dǎo)線框進(jìn)磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)時(shí)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，由法拉第電磁感應(yīng)定律和有效值的定義有：E，×I2RT，可得I，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤6(多選)圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為交流電流表線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示以下判斷正確的是(AC)A電流表的示數(shù)為10 AB線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50 rad/sC0.01 s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D0.02 s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左解析：由題圖乙知Im10 A，I10 A，A正確T2×102 s，100 rad/s，B錯(cuò)誤t0.01 s時(shí)，iIm，此時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，C正確由右手定則判定0.02 s時(shí)電阻R中電流方向自左向右，D錯(cuò)誤7(多選)圖1中，單匝矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)改變線圈的轉(zhuǎn)速，穿過(guò)該線圈的磁通量隨時(shí)間分別按圖2中圖線甲、乙的規(guī)律變化設(shè)線圈的電阻為1.0 ，則(BC)A圖線甲對(duì)應(yīng)線圈在t0時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈在t2.0 s時(shí)，線圈平面均平行于磁感線C圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為54D圖線甲對(duì)應(yīng)的線圈中交變電流的峰值為2.5 A解析：在t0時(shí)，甲最大，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，故A錯(cuò)誤；因?yàn)樵趖0.2 s×102.0 s時(shí)，甲乙0，所以線圈平面均平行于磁感線，故B正確；由圖可知甲、乙圖線對(duì)應(yīng)的周期之比為45，而線圈的轉(zhuǎn)速n，所以圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為54，故C正確；甲圖線對(duì)應(yīng)的線圈中交流電壓的峰值EmBSm0.4× V5 V，電流的峰值Im5 A，故D項(xiàng)錯(cuò)誤8(多選)圖甲為小型交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n100、總電阻r5 ，線圈的兩端與阻值為95 的電阻R連接，交流電壓表為理想電表t0時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過(guò)每匝線圈的磁通量隨時(shí)間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化若交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em，電壓表的示數(shù)為U，則(AD)AEm200 V，U134 VBEm134 V，U95 VC通過(guò)電阻R的電流每秒內(nèi)方向改變約50次D電阻R實(shí)際消耗的功率為190 W解析：交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值EmnBS，而mBS，由­t圖線可知m2.0×102 Wb，T2×102 s，所以100 rad/s，Em200 V，電動(dòng)勢(shì)的有效值E100 V，由閉合電路的歐姆定律，可知電路中電流的有效值I A，電壓表的示數(shù)為UIR134 V，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由題圖乙可知，周期T2×102 s，頻率f16 Hz，故通過(guò)電阻R的電流每秒內(nèi)方向改變約32次，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電阻R消耗的功率為PI2R190 W，故選項(xiàng)D正確9(2019·北京東城模擬)阻值R10 的電阻與交流電源連接，通過(guò)電阻R的正弦式交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖所示則(B)A通過(guò)R的電流有效值是0.6 ABR兩端的電壓有效值是6 VC此交變電流的周期是2 sD此交變電流的頻率是100 Hz解析：從題圖可以看出，交變電流中電流最大值為0.6 A，通過(guò)R電流的有效值是I A0.6 A，所以R兩端電壓的有效值為6 V，此交流電源的周期是2×102 s，交流電源的頻率是f50 Hz，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤10(2019·陜西聯(lián)考)(多選)如圖所示，由導(dǎo)體材料制成的閉合線框，曲線部分PNQ滿足函數(shù)y0.5sin0.5x，其中x、y單位為m，x滿足0x2，曲線部分電阻不計(jì)，直線部分PMQ的電阻為R10 .將線框從圖示的位置開(kāi)始(t0)，以v2 m/s的速度勻速通過(guò)寬度為d2 m、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1 T的勻強(qiáng)有界磁場(chǎng)，在線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是(BC)A線框穿越磁場(chǎng)的時(shí)間為4 sB線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中，PQ兩點(diǎn)間的最大電壓為1 VC線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱為0.1 JD線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中，感應(yīng)電流變化規(guī)律為i0.1sin0.5t(A)解析：線框穿越磁場(chǎng)的時(shí)間為t s2 s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)y最大時(shí)，PQ兩點(diǎn)間的電壓最大，最大值為UmEmBymv1×0.5×2 V1 V，選項(xiàng)B正確；線框通過(guò)磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生正弦式交變電流，最大值為Em1 V，則有效值為U V V，產(chǎn)生的熱量為Qt×2 J0.1 J，選項(xiàng)C正確；因Im A0.1 A，xvt2t，則線框穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中，感應(yīng)電流變化規(guī)律為i0.1sin(t) A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤11(2019·山西五校聯(lián)考)如圖所示，一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，電阻為r，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直磁場(chǎng)的水平軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)線圈通過(guò)滑環(huán)與定值電阻R及理想電流表組成閉合回路已知理想電壓表的示數(shù)為U，從線圈平面與磁感線平行的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則(B)AR兩端電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為uRUsintB理想電流表的示數(shù)為C從到的時(shí)間內(nèi)，穿過(guò)線圈平面磁通量的變化量為零D若100 rad/s，通過(guò)R的電流每秒鐘方向改變50次解析：線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmNBS，從線圈平面與磁感線平行的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eNBScost，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知uRNcost，故A錯(cuò)誤；產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，電流I，故B正確；從到時(shí)間內(nèi)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為，故磁通量的變化量為2BS，故C錯(cuò)誤；若100 rad/s，周期T0.02 s，在一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次，故1 s內(nèi)電流方向改變次數(shù)n×2100，故D錯(cuò)誤12如圖所示，線圈abcd的面積是0.05 m2，共100匝，線圈電阻為1 ，外接電阻R9 ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B T，當(dāng)線圈以300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)問(wèn)：(1)若從線圈處于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)線圈轉(zhuǎn)過(guò) s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值是多大？(3)電路中，電壓表和電流表的示數(shù)各是多少？(4)從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng) s通過(guò)電阻R的電荷量是多少？解析：(1)eEmsintnBS·2fsin(2ft)100××0.05×2×sin V50sin10t(V)(2)當(dāng)t s時(shí)，e50sin V43.3 V.(3)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E V35.4 V電流表示數(shù)I A3.54 A電壓表示數(shù)UIR3.54×9 V31.86 V.(4) s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度t×2×該過(guò)程中，BSBScosBS由，得q C C.答案：(1)e50sin10t(V)(2)43.3 V(3)31.86 V3.54 A(4) C8