高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 课时作业32 交变电流的产生及描述.doc

课时作业（三十二）交变电流的产生及描述基础小题练1(2018江苏无锡高三上学期质检)两个完全相同的电热器，分别通图甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦式交变电流，则这两个电热器的电功率之比为p甲p乙等于()a.1 b21c41 d11【解析】矩形交变电流的有效值i1im，正弦式交变电流的有效值i2，根据电功率公式pi2r得p甲p乙iii221，故选项b正确【答案】b2(2018上海静安区一模)如图所示，虚线上方是有界匀强磁场，扇形导线框绕垂直于框面的轴o以角速度沿逆时针方向匀速转动，线框中感应电流方向以逆时针方向为正，则下图中能正确反映线框转动一周过程中感应电流随时间变化的图象是() 【解析】当线框进入磁场时，通过线框的磁通量的变化率不变，即感应电动势及感应电流大小不变，由右手定则可知，电流方向为逆时针方向，为正值，当线框全部进入磁场后，通过线框的磁通量不变，线框中无感应电流，故a正确，b、c、d错误【答案】a3在一周期性变化的匀强磁场中有一圆形闭合线圈，线圈平面与磁场垂直，如图甲所示，规定图中磁场方向为正已知线圈的半径为r、匝数为n，总电阻为r，磁感应强度的最大值为b0，变化周期为t，磁感应强度按图乙所示变化则下列说法正确的是()a该线圈0电流的大小为b该线圈0电流的大小为c该线圈在一个周期t内线圈产生的焦耳热为d该线圈在一个周期t内线圈产生的焦耳热为【解析】在0内感应电动势：en磁通量的变化：b0r2解得：e线圈中感应电流的大小：i在0和t两个时间段内产生的热量相同，有q1q3i2r，故a对，b错；在时间内产生的热量：q2i2r一个周期内产生的总热量：qq1q2q3，故c对，d错【答案】ac4如图甲所示，标有“220 v40 w”的灯泡和标有“20 f 300 v”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关下列判断正确的是()at时刻，的示数为零b灯泡恰好正常发光c电容器不可能被击穿d.的示数保持110 v不变【解析】的示数应是电压的有效值220 v，故a、d错；电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，b正确；电压的峰值um220 v311 v，大于电容器的耐压值，故有可能被击穿，c错【答案】b5一个u形金属线框在匀强磁场中绕oo轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻r供电，如图甲、乙所示其中甲图中oo轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两磁场感应强度相同则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为()a1 b12 c.14 d11【解析】题图甲中的磁场只在oo轴的右侧，所以线框只在半周期内有感应电流产生，如图丙，电流表测得是有效值，所以i.题图乙中的磁场布满整个空间，线框中产生的感应电流如图丁，所以i，则ii1，即a正确【答案】a6如图所示，n匝矩形导线框以角速度在磁感应强度为b的匀强磁场中绕轴oo匀速转动，线框面积为s，线框的电阻为r，外电路接有电阻r、理想电流表和二极管d.二极管d具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大下列说法正确的是() a图示位置电流表示数为0br两端电压的有效值unbsc交流电流表的示数d一个周期内通过r的电荷量【解析】由题图可知，电流表示数为有效值，而非瞬时值，选项a错；因为二极管d具有单向导电性，则通过r的电流为正弦交流电的一半，感应电动势的瞬时值如图所示，设感应电动势的有效值为e，则enbs，电流的有效值i，选项b错，c对；在一个周期内，只有半个周期的时间有电流通过r，故一个周期内通过r的电荷量为q，选项d错【答案】c创新导向练7电磁感应原理与交变电流知识的应用电吉他电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器如图甲所示为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间t的变化如图乙所示，则螺线管内感应电流i随时间t变化图象为()【解析】由法拉第电磁感应定律，则螺线管内感应电流随时间t变化图象为b.【答案】b8考查从发电机到用电器(灯泡)之间的关系手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡l供电，其电路如图所示当线圈以角速度匀速转动时，电压表示数为u，灯泡正常发光已知发电机线圈的电阻为r，灯泡正常发光时的电阻为r，其他电阻可忽略，变压器原线圈与副线圈的匝数比为k，变压器可视为理想变压器则() a灯泡的额定电压为b灯泡的额定功率为c发电机的线圈中产生的电动势最大值为ud从中性面开始计时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为uusin t【解析】由变压公式可知，变压器副线圈输出电压为u2，灯泡正常发光，说明灯泡的额定电压为，选项a正确；灯泡的额定功率为p，选项b错误；设发电机的线圈中产生的电动势最大值为em，有效值为e，由闭合电路欧姆定律，euir，iu，联立解得：emu，选项c错误；从中性面开始计时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为uusin t，选项d正确【答案】ad9科学探索“再生能源装置”汽车的结构原理有人为汽车设计的“再生能源装置”原理示意图如图所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻力作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用设在磁极和圆柱状铁芯之间形成有理想边界的两扇形磁场区域的圆心角均为90，磁场均沿半径方向，bc和ad边在磁场中任一位置的磁感应强度大小均为b，矩形线圈abcd(d点未显示出)的匝数为n，边长abcdl、bcad2l，线圈的总电阻为r.某次测试时，外接电阻r和理想交流电流表a，外力使线圈以角速度逆时针匀速转动，不计线圈转动轴处的摩擦则下列说法正确的是()a电流表的示数为b电流表的示数为c外力做功的平均功率为d外力做功的平均功率为【解析】线圈切割磁感线产生的电动势为e2nbl2，由于半个周期无电动势，电动势的有效值为enbl2，所以电流表的示数为i，外力做功的平均功率为p，所以b、c正确，a、d错误【答案】bc10简易发电机的结构及工作原理有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示；图中n、s是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘转轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电关于此装置，下列说法正确的是()a自行车匀速行驶时线圈中产生的是交流电b小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关c知道摩擦轮和后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数d线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大【解析】摩擦轮带动线圈在磁场中绕垂直于磁感线的轴转动，产生交流电，故a正确；行驶速度会影响感应电动势的大小，所以影响灯泡的亮度，故b错误；摩擦轮和后轮属于皮带传动，具有相同的线速度，如果知道了半径关系，就能知道角速度关系，也就能知道转速关系，故c正确；线圈匝数不影响线圈的磁通量的变化率的大小，故d错误【答案】ac综合提升练11.如图，匀强磁场的磁感应强度b0.5 t，边长为l10 cm的正方形线圈abcd共n100匝，线圈电阻r1 .线圈绕垂直于磁感线的轴oo匀速转动，转动的角速度2 rad/s，外电路电阻r4 . (1)求交流电表的示数；由图示位置转过60角时的感应电动势的值；(2)取210，求线圈转动一周电流产生的总热量；(3)由图示位置开始，求在线圈转过周期的时间内通过电阻r的电荷量【解析】(1)感应电动势的最大值，emnbl21000.50.122 v3.14 v电流的最大值im0.63 a电流的有效值i0.44 a交流电压表的示数uir1.76 v转过60时的瞬时感应电动势eemcos 603.140.5 v1.57 v.(2)周期t1 s线圈转动一周产生的热量qi2(rr)t联立解得q1 j.(3)tt内通过电阻r的电荷量qt，n，bl20，联立解得q0.1c.【答案】(1)1.76 v1.57 v(2)1 j(3)0.1 c12如图甲所示，发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具，它在飞起时能够持续闪烁发光某同学对竹蜻蜒的电路做如下简化：如图乙所示，半径为l的导电圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心o的金属轴o1o2以角速度匀速转动，圆环上接有电阻均为r的三根金属辐条op、oq、or，辐条互成120角在圆环左半部分分布着垂直圆环平面向下、磁感应强度为b的匀强磁场，在转轴o1o2与圆环的边缘之间通过电刷n、m与一个led灯相连(假设led灯电阻恒为r)其他电阻不计，从辐条op进入磁场开始计时(1)在辐条op转过60的过程中，求通过led灯的电流；(2)求圆环每旋转一周，led灯消耗的电能；(3)为使led灯闪烁发光时更亮，可采取哪些改进措施？(请写出三条措施)【解析】(1)在辐条op转过60的过程中，op、oq均处在磁场中，电路的电动势为ebl2电路的总电阻为rr由闭合电路欧姆定律，电路的总电流为i通过led灯的电流i1i(2)设圆环转动一周的周期为t，在辐条op转过60的过程中，l