高三物理一轮复习 第十章 第1讲 交变电流的产生和描述2.doc

第十章 第1讲 交变电流的产生和描述2 (时间45分钟，满分100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1(2012银川一中模拟)一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e220 sin 100t(v)，那么()a该交变电流的频率是100 hzb当t0时，线圈平面恰好与中性面垂直c当t s时，e最大d该交变电流电动势的有效值为220 v2.图10115(2012阳江市一中模拟)如图10115所示，abcd为一边长为l、匝数为n的正方形闭合线圈，绕对称轴oo匀速转动，角速度为.空间中只有oo左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b.若闭合线圈的总电阻为r，则()a线圈中电动势的有效值为nbl2b线圈中电动势的最大值为nbl2c在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流d当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为nbl23.图10116如图10116所示电路中，已知交流电源电压u200sin 100t(v)，电阻r100 .则电流表和电压表的示数分别为()a1.41 a,200 vb1.41 a,141 vc2 a,200 vd2 a,141 v4一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图10117甲所示，则下列说法中正确的是()甲乙图10117at0时刻线圈平面与中性面垂直bt0.01 s时刻的变化率达到最大c0.02 s时刻感应电动势达到最大d该线圈相应的感应电动势图象如图10117乙所示5将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图10118所示下列说法正确的是()图10118a电路中交变电流的频率为0.25 hzb通过电阻的电流为 ac电阻消耗的电功率为2.5 wd用交流电压表测得电阻两端的电压是5 v6如图10119所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比w甲w乙为()图10119a1 b12c13 d167.图10120如图10120所示电路，电阻r1与电阻r2阻值相同，都为r，和r1并联的d为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在a、b间加一正弦交流电u20 sin 100t v，则加在r2上的电压有效值为()a10 v b20 vc15 v d5 v8.图10121(2012海淀模拟)如图10121所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴oo匀速转动，沿着oo方向观察，线圈沿逆时针方向转动已知匀强磁场的磁感应强度为b，线圈匝数为n，ab边的边长为l1，ad边的边长为l2，线圈电阻为r，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时()a线圈中感应电流的方向为abcdab线圈中的感应电动势为2nbl2c穿过线圈磁通量随时间的变化率最大d线圈ad边所受安培力的大小为 9(2012庆阳一中模拟)电阻r1、r2和交流电源按照图10122甲所示方式连接，r110 ，r220 .合上开关s后，通过电阻r2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图10122乙所示，则()甲乙图10122a通过r1的电流的有效值是1.2 abr1两端的电压有效值是6 vc通过r2的电流的有效值是1.2 adr2两端的电压有效值是6 v10.图10123(2012乌鲁木齐模拟)如图10123所示，闭合金属线框曲线部分恰好是半个周期的正弦曲线，直线部分长度为0.4 m，线框的电阻为1 ，若线框从虚线位置开始以2 m/s的速度匀速进入足够大的匀强磁场(线框直线部分始终与磁场右边界垂直)，这个过程中线框释放出的焦耳热为0.4 j，线框中电流随时间变化的关系式为()ai2sin 10t abisin 10t aci2sin 5t a disin 5t a二、非选择题(本题共2小题，共30分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11如图10124所示，匀强磁场的磁感应强度b0.5 t，边长l10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r1 ，线圈绕垂直于磁感线的对称轴oo匀速转动，角速度2 rad/s，外电路电阻r4 .求：图10124(1)转动过程中感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60角时的瞬时感应电动势；(3)由图示位置转过60角的过程中产生的平均感应电动势；(4)交流电压表的示数12.图10125(2013届成都实验中学模拟)如图10125所示的是一个匝数n10的线圈在匀强磁场中沿垂直于磁场方向的固定轴转动时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象根据图象回答下列问题：(1)线圈中的最大感应电动势多大？(2)在t10.1 s时刻和t20.2 s时刻，线圈中磁通量的变化率各是多少？(3)设t0时感应电动势为正值，画出感应电动势随时间变化的图象，并写出感应电动势的瞬时值表达式答案及解析1【解析】根据交变电流的表达式可知该交变电流的频率f50 hz，有效值为220 v，a、d错；当t0时，e0，所以线圈平面恰好处于中性面，b错；当t s时，e有最大值220 v，c正确【答案】c2.【解析】最大值emnbl2，有效值enbl2.在转动的过程中，线圈始终有一半在磁场中运动，故线圈中始终有电流通过图中所示位置中，穿过线圈的磁通量为bl2，正确选项为b.【答案】b3.【解析】电流表和电压表显示的是有效值，u100 v141 v；i1.41 a，故选项b正确【答案】b4【解析】由t图知，在t0时，最大，即线圈处于中性面位置，此时e0，故a、d两项错误；由图知t0.04 s，在t0.01 s时，0，最大，e最大，则b项正确；在t0.02 s时，最大，0，e0，则c项错【答案】b5【解析】电路中交变电流的频率f25 hz，a错；通过电阻的电流应为有效值i a a，用交流电压表测得电阻两端的电压是 v，b、d错；电阻消耗的电功率pi2r2.5 w，c对【答案】c6【解析】电功的计算，i要用有效值图甲中，由有效值的定义得()2r21020()2r2102ir6102，得i1 a；图乙中，i的大小不变i21 a，由wuiti2rt可以得到w甲w乙13.c正确【答案】c7.【解析】由于r1r2，当二极管上有正向电流时，r1短路，加在r2上电压有效值为20 v当二极管上有反向电流时，r1、r2串联，r2上电压有效值为10 v由t得u5 v，故d项正确【答案】d8.【解析】根据右手定则，线圈中感应电流的方向为adcba，a错；当线圈转至图示位置时，线圈中感应电动势应为最大值emnbl1l2，此时，穿过线圈磁通量随时间的变化率最大，b错，c对；线圈ad边所受安培力的大小fil2nb，d对【答案】cd9【解析】由题图知流过r2交流电电流的最大值i2m0.6 a，故选项c错误；由u2mi2mr212 v知，选项d错误；因串联电路电流处处相同，则i1m0.6 a，电流的有效值i10.6 a，故a项错误；由u1i1r16 v，故选项b正确【答案】b10.【解析】设该正弦交流电的电流有效值为i，由题意可得：qi2rt，其中t0.2 s解得i a，所以该正弦交流电的最大值为imi2 a，金属线框从图示的位置到完全进入磁场为半个周期，故t20.4 s，5 rad/s，所以正弦交流电的表达式为i2sin 5t a，c选项正确【答案】c11【解析】(1)emnbs3.14 v.(2)由图示位置计时转过60角时，瞬时感应电动势eemcos 601.57 v.(3)由图示位置转过60角的过程中产生的平均感应电动势n100 v2.60 v.(4)交流电压表测的是有效值，所以其示数u1.78 v.【答案】(1)3.14 v(2)1.57 v(3)2.60 v(4)1.78 v12.【解析】(1)由图象可知，mbs0.2 wb，线圈转动的周期t0.4 s，线圈转动的角速度5 rad/s.线圈中的最大感应电动势emnbs100.25 v10 v.(2)在t10.1 s时刻，线圈中磁通量的