（新課改省份專用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（三十六）交變電流的產(chǎn)生及描述（含解析）.doc

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（三十六） 交變電流的產(chǎn)生及描述A級(jí)基礎(chǔ)小題練熟練快1(2019金華調(diào)研)一只電阻分別通過(guò)四種不同形式的電流，電流隨時(shí)間變化的情況如下列各圖所示，在相同時(shí)間內(nèi)電阻產(chǎn)生熱量最大的是()解析：選D選項(xiàng)A、B中交變電流的有效值都為 A，選項(xiàng)C中恒定電流的大小為1.5 A，選項(xiàng)D中交變電流的有效值為2 A，根據(jù)熱量的表達(dá)式QI2Rt得出選項(xiàng)D正確。2(2018漢中模擬)一交流電壓為u100sin (100t)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 VB該交流電壓的周期為0.02 sC將該電壓加在“100 V100 W”的燈泡兩端，燈泡的實(shí)際功率小于100 WDt s時(shí)，該交流電壓的瞬時(shí)值為50 V解析：選B由交流電壓瞬時(shí)值表達(dá)式可知電壓的有效值為100 V，故用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為100 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；100 rad/s，則周期T0.02 s，選項(xiàng)B正確；該電壓加在“100 V100 W”的燈泡兩端，燈泡恰好正常工作，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；把t s代入瞬時(shí)值表達(dá)式得電壓的瞬時(shí)值為100 V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.(多選)電阻為1 的矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像如圖所示?，F(xiàn)把線圈與電阻為9 的電熱絲相連，則下列說(shuō)法正確的是()A線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為31.4 rad/sB如果線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，則電流發(fā)生改變C電熱絲兩端的電壓U100 VD電熱絲的發(fā)熱功率P1 800 W解析：選BD從題圖可知T0.02 s，314 rad/s，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；其他條件不變，如果線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，角速度變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則電動(dòng)勢(shì)最大值EmNBS 變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，電壓的有效值變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，根據(jù)歐姆定律可知電流發(fā)生改變，故選項(xiàng)B正確；該交流電壓的最大值為200 V，所以有效值為100 V，電熱絲兩端電壓U100 V90 V，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)P得P W1 800 W，選項(xiàng)D正確。4圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化，圖乙所示電壓是正弦交流電的一部分。下列說(shuō)法正確的是()A圖乙所示的電壓也是正弦交流電壓B圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u10sin 50t(V)C圖乙所示電壓的周期與圖甲所示電壓周期相同D圖甲所示電壓的有效值比圖乙所示電壓的有效值小解析：選D題圖乙所示電壓只有一部分按正弦交流電壓變化，整個(gè)不能稱為正弦交流電壓，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；題圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u10sin 100t(V)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；題圖乙所示電壓的周期為題圖甲所示電壓周期的2倍，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；題圖甲所示電壓的有效值為5 V，對(duì)題圖乙由T，得電壓的有效值為U10 V，因此選項(xiàng)D正確。5.某研究小組成員設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的電路，已知純電阻R的阻值不隨溫度變化。與R并聯(lián)的是一個(gè)理想的交流電壓表，D是理想二極管(它的導(dǎo)電特點(diǎn)是正向電阻為零，反向電阻為無(wú)窮大)。在A、B間加一交流電壓，其瞬時(shí)值的表達(dá)式為u20sin 100t(V)，則交流電壓表的示數(shù)為()A10 VB20 VC15 VD14.1 V解析：選D二極管具有單向?qū)щ娦?，使得半個(gè)周期內(nèi)R通路，另半個(gè)周期內(nèi)R斷路。電壓表的示數(shù)為加在R兩端電壓的有效值，設(shè)為U，在正半周內(nèi)，交流電壓的有效值為20 V，由電流的熱效應(yīng)，在一個(gè)周期內(nèi)有T，解得U10 V14.1 V，選項(xiàng)D正確。6(2019惠州五校聯(lián)考)如圖甲所示，為一種調(diào)光臺(tái)燈電路示意圖，它通過(guò)雙向可控硅電子器件實(shí)現(xiàn)了無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)亮度。給該臺(tái)燈接220 V的正弦交流電后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示，則此時(shí)交流電壓表的示數(shù)為()A220 V B110 VC. V D. V解析：選B設(shè)電壓的有效值為U，根據(jù)有效值定義有T，解得U110 V，則B正確。7(多選)如圖甲為小型交流發(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()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：選AD交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值EmnBS，而mBS，由題圖乙可知m2.0102 Wb，T2102 s，所以100 rad/s，Em200 V，電動(dòng)勢(shì)的有效值E100 V，由閉合電路歐姆定律，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；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。8(多選)一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知()A該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u100sin(25t)VB該交流電的頻率為25 HzC該交流電的電壓的有效值為100 VD若將該交流電壓加在阻值R100 的電阻兩端，則電阻消耗的功率為50 W解析：選BD從題給圖像中可得該交流電壓最大值為Um100 V，交流電的周期為T4102 s，所以頻率為f25 Hz，選項(xiàng)B正確；角速度為2f50 rad/s，所以該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u100sin(50t)V，該交流電的電壓有效值為U50 V，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；若將該交流電壓加在阻值R100 的電阻兩端，則電阻消耗的功率為P W50 W，選項(xiàng)D正確。B級(jí)保分題目練通抓牢9.(多選)如圖所示，空間中有范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向豎直向下，在其間豎直放置兩彼此正對(duì)的相同金屬圓環(huán)，兩環(huán)相距L，用導(dǎo)線將環(huán)與外電阻相連?，F(xiàn)用外力使金屬桿沿兩環(huán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，圓環(huán)半徑為R，桿轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為，金屬桿和電阻的阻值均為r，其他電阻不計(jì)，則()A當(dāng)金屬桿從圓環(huán)最高點(diǎn)向最低點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，流過(guò)外電阻的電流先變大后變小B當(dāng)金屬桿從圓環(huán)最高點(diǎn)向最低點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，流過(guò)外電阻的電流先變小后變大C流過(guò)外電阻電流的有效值為D流過(guò)外電阻電流的有效值為解析：選BC金屬桿從圓環(huán)最高點(diǎn)向最低點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，垂直磁場(chǎng)方向的分速度先減小再增大，因而流過(guò)外電阻的電流先減小再增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；金屬桿沿圓環(huán)的勻速率運(yùn)動(dòng)等效為以兩環(huán)圓心連線為轉(zhuǎn)動(dòng)軸、長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為R的矩形線框的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，因此產(chǎn)生正弦交流電，遵守I的關(guān)系，電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmBLR，Im，I，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。10(2019廣元檢測(cè))如圖所示，一半徑為L(zhǎng)的導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心。環(huán)內(nèi)兩個(gè)圓心角為90且關(guān)于O中心對(duì)稱的扇形區(qū)域內(nèi)分布有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反且均與紙面垂直。導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，M端通過(guò)滑動(dòng)觸點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，在圓心和圓環(huán)間連有電阻R，不計(jì)圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻，當(dāng)桿OM以恒定角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，理想電流表A的示數(shù)為()A. B.C. D.解析：選A當(dāng)導(dǎo)體桿OM在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故沒(méi)有電流，當(dāng)導(dǎo)體桿OM在其中一個(gè)有磁場(chǎng)的區(qū)域轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，OM切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為EBL2，感應(yīng)電流為I1，當(dāng)導(dǎo)體桿OM在另一個(gè)有磁場(chǎng)的區(qū)域轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流也為I2，但方向相反，故導(dǎo)體桿OM旋轉(zhuǎn)一周過(guò)程中，電流情況如圖所示。設(shè)電流的有效值為I有效，則I有效2RT22RT，解得I有效，選項(xiàng)A正確。11在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示。產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是()At0.01 s時(shí)穿過(guò)線框的磁通量最小B該交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為11 VC該交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e22 cos(100t)VD當(dāng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為22 V時(shí)，線框平面與中性面的夾角為45解析：選Dt0.01 s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線框位于中性面位置，穿過(guò)線框的磁通量最大，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題給圖像知，正弦交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為Um22 V，故有效值U22 V，B項(xiàng)錯(cuò)誤；t0時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為e22sin(100t)V，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)e22 V時(shí)，eEmsin 22 V，解得：45，D項(xiàng)正確。12.(多選)(2017天津高考)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2 ，則()At0時(shí)，線圈平面平行于磁感線Bt1 s時(shí)，線圈中的電流改變方向Ct1.5 s時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D一個(gè)周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為82 J解析：選ADt0時(shí)，磁通量為零，磁感線與線圈平面平行，A正確；當(dāng)磁感線與線圈平面平行時(shí)，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，畫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像如圖，由圖可知，t1 s時(shí)，感應(yīng)電流沒(méi)有改變方向，B錯(cuò)誤；t1.5 s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，C錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值EmNBSNm1000.04(V)4(V)，有效值E4(V)2(V)，QT82(J)，D正確。C級(jí)難度題目適情選做13(多選)(2018佛山模擬)一交流發(fā)電機(jī)和理想變壓器按如圖電路連接。已知該發(fā)電機(jī)線圈匝數(shù)為N，電阻為r。當(dāng)線圈以轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)為U，燈泡(額定電壓為U0，電阻恒為R)恰能正常發(fā)光，則(電表均為理想電表)()A變壓器的匝數(shù)比為UU0B電流表的示數(shù)為C在圖示位置時(shí)，通過(guò)發(fā)電機(jī)線圈的磁通量為D從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u Usin(2nt) V解析：選AB由變壓器變壓公式可知，變壓器的匝數(shù)比n1n2UU0，選項(xiàng)A正確。燈泡恰能正常發(fā)光，說(shuō)明變壓器輸出功率P1，根據(jù)變壓器輸出功率等于輸入功率可得UI，解得電流表的示數(shù)：I，選項(xiàng)B正確。在題圖圖示位置時(shí)，發(fā)電機(jī)的線圈處于中性面位置，通過(guò)發(fā)電機(jī)線圈的磁通量為BS，S為線圈面積，由EmNBS2n，得BS，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。從題圖圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmsin(2nt) V，變壓器輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為uUmsin(2nt) VUsin(2nt) V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。14(多選)如圖甲所示是一種振動(dòng)發(fā)電裝置的示意圖，半徑為r0.1 m、匝數(shù)n20的線圈位于輻向分布的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)。線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B T，線圈電阻為R10.5 ，它的引出線接有R29.5 的小電珠L(zhǎng)。外力推動(dòng)線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，線圈運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示(摩擦等損耗不計(jì))，則()A小電珠中電流的峰值為0.16 AB小電珠中電流的有效值為0.16 AC電壓表的示數(shù)約為1.5 VDt0.1 s時(shí)外力的大小為0.128 N解析：選AD由題意及法拉第電磁感應(yīng)定律知道，線圈在磁場(chǎng)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小符合正弦曲線變化規(guī)律，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為EmnBlvnB2rv，故小電珠中電流的峰值為Im A0.16 A，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；電壓表示數(shù)為UR21.07 V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)t0.1 s 也就是時(shí)，外力的大小為FnB2rIm0.128 N，選項(xiàng)D正確。15發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是匝數(shù)n100、邊長(zhǎng)L20 cm的正方形線圈，其置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞著垂直磁場(chǎng)方向的軸以100 rad/s的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)到線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。線圈的電阻r1 ，外電路電阻R99 。試求：(1)寫出交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)外電阻上消耗的功率；(3)從計(jì)時(shí)開(kāi)始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程中，通過(guò)外電阻的電荷量是多少？解析：(1)電動(dòng)勢(shì)的最大值：EmnBL2628 V根據(jù)閉合電路歐姆定律得Im6.28 A故交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式：i6.28sin(100t)A。(2)電流的有效值I外電阻上消耗的功率：PI2R2R1.95103 W。(3)從計(jì)時(shí)開(kāi)始到線圈轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程中，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)nn平均電流：通過(guò)外電阻的電荷量：qt0.01 C。答案：(1) i6.28sin(100t)A(2)1.95103 W(3)0.01 C