【創(chuàng)新方案】2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 同步課時(shí)作業(yè)及單元檢測 第十三章 第一講 交變電流的產(chǎn)生和描述 大綱人教版

第十三章 第一講 交變電流的產(chǎn)生和描述 1如圖1所示的線圈中產(chǎn)生了交變電流的是()圖1解析：當(dāng)線圈繞垂直于磁場的軸轉(zhuǎn)動，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：BCD2正弦交變電源與電阻R、交流電壓表按照圖2甲所示的方式連接，R10 ，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2A通過R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iRcos100t(A)B通過R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iRcos50t(A)CR兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR5cos100t(V)DR兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR5cos50t(V)解析：交流電壓表示數(shù)為10 V，是有效值，故Um10 V，電阻上的交變電流與交變電壓的變化趨勢相同，電阻R上電流的最大值為10/10 A A，又因t0 時(shí)，uum，故iRcos100t(A)，uR10cos100t(V)，故選A.答案：A3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)壓方便且體積較小某電子調(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后的電壓波形如圖3所示，若用多用表測燈泡的兩端的電壓，多用電表示數(shù)為 ()圖3A.Um B.UmC.Um D.Um解析：多用電表測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：C4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/2.則該交變電流的 ()A峰值是10 VB角速度一定是100n rad/sC峰值是10 VD有效值是10 V解析：Qt，t，所以U有，所以UmU10 VC項(xiàng)正確答案：C5某線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖4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為零C從AD時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為2D若從OD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iImsint.其中Im是感應(yīng)電流的最大值，是線圈旋轉(zhuǎn)的角速度另外應(yīng)該進(jìn)一步認(rèn)識到線圈是從中性面開始旋轉(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3/2；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)D正確答案：D6通有電流iImsint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5所示(設(shè)電流由O至O為正)，為使A端的電勢高于B端的電勢且UAB減小，交變電流必須處于每個(gè)周期的 ()圖5A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：A7電阻R1、R2與交流電源按照圖6甲所示方式連接，R110 ，R220 .合上開關(guān)S后，通過電阻R2的正弦交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示則 ()圖6A通過R1的電流有效值是 ABR1兩端的電壓有效值是6 VC通過R2的電流最大值是 ADR2兩端的電壓最大值是6 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ImI，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U1IR16 V，B正確；R2兩端電壓的最大值為Um2ImR2×20 V12 V，D錯(cuò)誤答案：B8在兩塊金屬板上加交變電壓UUmsint，當(dāng)t0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)動情況的判斷哪些是正確的 ()AtT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Ct時(shí)，電子將有最大速度Dt時(shí)，電子的位移最大解析：電子在電場中受到變化的電場力的作用FEq，電壓變，故場強(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，第二個(gè)半周期內(nèi)做正向的變減速運(yùn)動，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，在t(2k1)(k0,1,2，)時(shí)刻速度有最大值綜上所述，B、C項(xiàng)正確答案：BC9(2020·宜昌一模)一個(gè)邊長為6 cm的正方形金屬線框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直，電阻為0.36 .磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖7所示，則線框中感應(yīng)電流的有效值為 ()A.×105 A B.×105 AC.×105 A D.×105 A解析：由Bt圖可知I1 A2×105 AI2 A3×105 A由電流的熱效應(yīng)I12Rt1I22Rt2I2Rt，即(2×105)2×0.36×3(3×105)2×0.36×2I2×0.36×5，得I×105 A，故選項(xiàng)B正確答案：B10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8所示的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，導(dǎo)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)，燈泡的電阻應(yīng)為()A. B.C. D.解析：單匝正方形線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，將產(chǎn)生正弦式交變電流，則電動勢的最大值EmBl22nBl2，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：B11把電壓u120sint 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u060 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ut圖象，其中陰影部分對應(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)uu060 V時(shí)，由u120sint V求得：t1 s再由對稱性知一個(gè)周期內(nèi)能發(fā)光的時(shí)間：tT4t1 s4× 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× s2400 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t2t3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因?yàn)槎虝旱南缍兴杏X答案：(1)2400 s(2)見解析12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，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，磁感應(yīng)強(qiáng)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：圖9(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；(3)電流表的示數(shù)解析：線圈繞軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，在電路中產(chǎn)生如圖所示的交變電流此交變電動勢的最大值為EmBSB··2n2Bnr2.(1)在線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過1/4轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，電動勢的有效值為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)，電動勢的平均值為.通過R的電荷量q·t·t.(3)設(shè)此交變電動勢在一個(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)