2021届高考物理二轮复习恒定电流与交变电流专练(2)交流电的产生含答案与解析

1、2021届高考物理二轮复习恒定电流与交变电流专练（2）交流电的产生1.如图所示，矩形线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场.线框通过导线与电阻构成闭合电路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动，下列说法正确的是（）下列说法正确的是（）A.线圈转动的角速度为5000 rad/sC电流表示数为40 AD.发电机的输出功率为2.2xl（）“ WA.线框通过图中位置瞬间，/W边的电流方向由A到3B.线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C线框通过图中位置瞬间，通过电阻的电流瞬时值最大D.若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电阻电流的有效值变为原来的岑倍2.如图所示,某交流发电机的发电原

2、理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动,该小型发电机的线圈共200匝，线圈面积S = 1（）0cm：线圈电阻r= 480.磁场的磁感应 强度B = 1 T.如果用此发电机带动两个标有“220 V 1.1 kW”的电动机正常工作，需在发电机的输出端公 与电动机之间接一个理想变压器，理想变压器原、副线圈匝数比B.电动机内阻为44。3 .一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时的一/图象如图所示，将此交变电流与44。的电阻连接，R的功率为2/（W）,不计线圈的电阻，下列说法正确的是（）A.交变电流的频率为50 HzB.f=0.5s时线圈中的电流最大c./=l s时线圈处于“中性而&

3、#39;'位置D.线圈产生电动势的最大值是4MV）4 .如图中所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交 变电流的电压随时间变化的规律如图乙所示（正弦曲线）。下列说法正确的是（）A.该交变电流电压的最大值为440 VB.该交变电流电压的有效值为220>/2 VC.在。0025s时，该交变电流的电压为220 VD.在00.01s内，该交变电流电压的平均值为22。V5 .手摇式发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，穿过线圈横截面的磁通量随时间按如图所 示的正弦规律变化.当线圈的转速变为原来的一半时，下列说法正确的是（）A.交变电压的周期变为原来的一半B.穿

4、过线圈的磁通量的最大值变为原来的一半C交变电压的最大值变为原来的一半D.交变电压的有效值变为原来的V2倍6图甲、图乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正 确的是（）明乙A.图甲表示交流电，图乙表示直流电B.两种电压的有效值都是311VC.图甲所示电压瞬时值表达式为 = 311sinlOO7rt（V）D.图甲所示电压经原、副线圈匝数比为10:1的理想变压器变压后，功率比为10 ： 17 .如图所示，匝矩形闭合导线框A8CO处于磁感应强度大小为8的水平匀强磁场中，线 框面积为S ,电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴。以角速度少匀速转动，并与理想变 压器原线圈相连，变压器副

5、线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光。从线圈通 过中性而开始计时，下列说法正确的是（）A.图示位置穿过线框的磁通量变化率最大8 .灯泡中的电流方向每秒改变2次71C.线框中产生感应电动势的表达式为右=或丝sin&D.变压器原、副线圈匝数之比为nBcoSy/2U8 .在同一匀强磁场中，两个相同的矩形金属线圈出分别绕线圈平面内且与磁场垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的图象如图所示，则（）A.线圈a的转速是b的3倍C/=0.01s时，线圈。恰好经过中性而B.线圈b产生的电动势最大值为10VD./=0.03s时，线圈恰好经过中性而9 .如图甲所示，电阻不计的N匝矩形闭合导线框“

6、仪”处于磁感应强度大小为0.2T的水平匀强磁场中，导线框而积为0.5m二导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，并与理想变压器原线 圈相连，原、副线圈的匝数比为10:1,副线圈接有一滑动变阻器R副线圈两端的电压随时间的变化规律如图乙所示,下列说法正确的是（）A.闭合导线框中产生的交变电压的瞬时值表达式为g100点sinlOO«V）B.线框4灰4的匝数N = 10C.若滑动变阻器的滑片P向上移动，电流表的示数将减小D.若导线框的转速增加一倍，则变压器的输出功率将增加一倍答案以及解析1 .答案：C解析：边他和8切割磁场产生电流，根据右手定则可知电流有3指向A ,故A错误： B.线框通过图中位置瞬

7、间，穿过线框的磁通量为零，感应电动势最大，所以感应电流也最 大，通过电流表的电流瞬时值最大，故B错误，C正确：D.根据E = 可知，/增大一倍.E也增大一倍,根据/= £厂可知，通过电流表电流的有 效值也增大一倍，故D错误。2 .答案：D解析：两个标有“220V 1.1 kW”的电动机正常工作，即副线圈两端电压 =220V,流过副线 圈的电流人=器=1。人,由于原、副线圈匝数比/ =4:1,根据理想变压器的规律得原线 圈两端电压5= 880 V，流过原线圈的电流/,= 2.5 A，即电流表示数是2.5 A,线圈内阻r= 48C,所以线圈转动产生的感应电动势有效值是q + / = 10

8、00 V，线圈转动产生的感应 电动势最大值为£m=N8S3= 1000" V，所以线圈转动的角速度为0 = 500/rad/s，故选项 A、C错误;由于电动机两端电压等于220 V,流过电动机的电流为5 A.所以电动机内阻小于 44。,故选项B错误;由理想变压器原理可知发电机输出功率等于电动机的输入功率，故发电 机的输出功率为P=2.2x 10' w，故选项D正确.3 .答案：D解析：由一“冬I象知周期丁=2 s,频率f=J = 0.5Hz, A错误；由一f图象知f=0.5s时, 磁通量最大，线圈位于“中性面”位置，磁通量的变化率为零，瞬时感应电动势为0,线圈中 的

9、电流为零，B错误：，=ls时穿过线圈的磁通量为零，线圈处于与“中性而”垂直的位置，C 错误：由尸=生得U = 2岳(V),线圈产生的感应电动势的最大值为勘同=4兀(V), D R正确。故选D。4 .答案：C解析：A、如图所示，该交变电流电压的最大值(峰值)为：E220初A311V,故A错误。EB、该交变电流电压的有效值为：E=f=220V,故3错误。C、3=军=短rad/s=100Trrad/s,交变电流的电压的函数表达式为：e=220sin(100irt)V, 当t=0.0025耐，e=22012si吗V=220V,故 C 正确。"m220,2x2、, 1 QQi 1D、在0T).

10、01讷，该交变电流电压的有效值为220匕而平均值为：E=h"V”198V,2故。错误。故选：Co5 .答案：C解析：根据r = 1可知，当线圈的转速变为原来的一半时，周期变为原来的2倍，选项a错误； n穿过线圈的磁通量的最大值为之=8S,与转速无关，选项B错误;当线圈的转速变为原来的一 半时，角速度变为原来的一半，根据治可知,交变电压的最大值变为原来的一半，选项有知,交变电压的有效值变为原来的一半，选项D错误.6 .答案：C 解析：因为两图中表示的电流方向都随时间变化因此都为交流电，故A错误网为对应相同时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可以知道，图甲有效值要比图乙有效值大，

11、图甲是正弦式交流电，所以有效值U =& _311V = 220V，乙小于220V，故B错误;由图可以知道,周期为T = 0.02s,角速度为& =苗=100兀0(血,最大值为J=311V,图甲所示电压瞬时值表 达式为 = 311sin 100w(V),所以C选项是正确的;理想变压器变压后，输入功率跟输出功率相同，故D错误,所以选C7 .答案：AD解析：A.图示位置线框位于中性而，穿过线框的磁通量最大，根据法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率为零，故A错误：7 _ 2兀B.交流电的周期：一万/s内完成周期性变化的次数和频率：/=' = £个周期电流T 2兀co

12、方向改变2次，所以灯泡中电流方向每秒改变兀次，故B正确:C.线框中感应电动势的峰值：E",=心丝线框是从中性面开始计时，所以线框中产生感应电动势的表达式为e = 8S°sinw,故C错误：D.根据正弦式交变电流峰值和有效值的关系可知，原线圈输入电压的有效值：幺殳副线圈输出电压的有效值：L=u，根据变压比可知，/ & ,则变压器原、副线圈匝数之比nBcoS为同，故D正确。8.答案：BD解析：A.由图可知,a的周期7； =0.04s.b的周期7； =0.06s ,根据="可知ab的转速之比为 3:2,故A错误；8 .根据& = 3可知,ab的角速度之比

13、为3:2.a产生的感应电动势的最大值为Elv =15V，根据 可知,b产生的电动势最大值为邑="丸=10V,故B正确：C.t=0.01s时，线圈产生的感应电动势最大，此时线圈a恰好经过与中性而垂直位置，故C 错误：D.t=0.03s时，线圈b产生的感应电动势最小为零，故线圈b恰好经过中性而，故D正确； 故选：BD。9 .答案:BC解析：由题图乙可知，输出电压的最大值Um=10V,周期为2兀乂10-飞，角速度 = = 100rad/s,输入端电压的最大值Umi=10Um2= 100V,则闭合导线框中产生的交变 电压的瞬时值表达式为gUmiSinGOOsinlOOMV),故A错误；导线框输出电压的最大值 innUm=N8S3=1