2018年高考物理一轮复习专题10.1交变电流的产生和描述押题专练

1、专题 10.1 交变电流的产生和描述314rad/s。它的电流的有效值为()A. 10AB. 10 2AC. 50AD. 314A答案：A解析：由题中所给电流的表达式i= 10 2sin3t(A)可知，电流的最大值为 10 2A,对正I最大值弦式交变电流有I有=，所以有效值为 10A,选项 A 正确。22.如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r= 1.0Q,外接R=9.0Q的电阻。闭合开关 S,当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e= 10 , 2sin10nt(V)，则()-A. 该交变电流的频率为 10 HzB. 该电动势的有效值为 10 2 VC. 外接电阻R所消耗的电功率为

2、10 WD.电路中理想交流电流表;的示数为 1.0 A答案：D解折：據也=琢知该交流电的频率为5 Hz, A错；该交流电电动势的最犬值为10 V,有效值砖1OV, B错j J=l-0AJP=PR 二 g%C错D对。3 .一台电风扇的额定电压为交流220V。在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示。这段时间内电风扇的用电量为A. 3.9X10度1 一正弦式交变电流的瞬时电流与时间的关系式为i= 10 2sin3t(A)，其中3=B.5.5X10一2度D. 11.0X10度答案：B解析：由于电风扇正常工作，根据W=Ult可得：W= 220X(0.3X10+

3、 0.4X10+0.2X40)X60J= 1.98X105J = 5.5X10-2kW- h，选项 B 正确。4.一个匝数为 100 匝，电阻为 0.5Q的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化。则线圈中产生交变电流的有效值为答案：B解析:X 込内线圈中产生的感应电动势酮=曙二兀0皿内线圈中产生的感应电动势100=4羚对一个定倩电阻，在一个融內产生的热量0=01+僅=扫L+磊呦21二1臥 根据交变电流有效值的走义O-PRt=12得：7=2A/5A,故B正确，ACD错误。5.一个 U 形金属线框在匀强磁场中绕0O轴以相同的角速度匀速转动，通过导线

4、给同一电阻R供电，如图甲、乙所示。其中甲图中00轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场,两磁场磁感应强度相同。则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为A.1 :2C. 1 : 4答案：A解析：题图甲中的磁场只有00轴的右侧，所以线框只在半周期内有感应电流产生，如图甲，电流表测的是有效值，所以1=。题图乙中的磁场布满整个空间，线框中产生的A. 5 2AC. 6AB.D.感应电流如图乙，所以I= ，则I:I= 1 :2，即 A 正确。2R6 在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，贝 U()甲乙A.t= 0.005s 时线圈平面与磁场方向平

5、行B.t= 0.010s 时线圈的磁通量变化率最大C.线圈产生的交变电动势频率为100HzD.线圈产生的交变电动势有效值为311V答案：A解析：/= 0.005时线圈平面与晞场方向平行,感应电动势最大， 选项A正确二O-Olte时线圈的磁通 量最大，变化率最小，选项B错误线圈产生的交变电动势周期为Qg频率为50Hz.选项C错误,线 圈产生的交变电动势最犬值为311V,选项D错误。7.某家用电路如图所示，A、B间接有保险丝、交流电压表、“ 220V 880W 的电饭锅及“220V 220W 的抽油烟机。现接入电压U= 311sin100nt(V)的交流电，以下说法正确的是A. 交流电压表的示数为

6、 311VB.电饭锅发热功率是抽油烟机发热功率的 4 倍C.电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于5AD. 1min 抽油烟机和电饭锅消耗的电能共为 6.6x103J答案：C解析：交流电压表的示数为有效值，若不考虑保险丝的电阻，交流电压表的示数为=220V, A 错误；由公式P=UI知电路要正常工作，干路中电流为 5A,所以保险丝的额定电 流不能小于 5A, C 正确；电饭锅是纯电阻元件，抽油烟机是非纯电阻元件，B 错误；1min 抽Kg/s0,01 Tool*电饭谓T0-311311311油烟机消耗的电能为W Pt= 1.32X104J , D 错误。&如图所示，一个单匝矩形导线圈

7、在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴动周期为 T）。线圈产生的电动势的最大值为日，则（）答案：CDOO匀速转动，转A.线圈产生的电动势的有效值为2EnB.线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为EiTo2nC.线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为EnD.经过 2To 的时间，通过线圈电流的方向改变答案：BC解析：线圈转U=E，A错误；电动势的最大值En=BSo=nX牛，所以穿过线圈的磁通量的最大值|0n=, B 正确；线圈转动过程中2n磁通量变化率的最大值即为电动势的最大值,C 正确；一个周期内电流的方向改变两次，两个周期内改变 4 次，D 错误。9 .如图甲所示，为一台小型发电机构造示意图，线圈逆

8、时针转动，产生的电动势随时间按余弦规律变化，其e_t图象如图乙所示。发电机线圈的内阻为 1Q,外接灯泡的电阻为 9Q,B.发电机的输出功率为_ 2C. 在 1.0X10 S 时刻,D. 在 2.0X10_2s 时刻,穿过线圈的磁通量最大穿过线圈的磁通量变化率最大X :暮XS4WA.电压表的示数为解析：根据应-f團象可扣产生的交变电济的电动势最大值为畑,有效值为根据闭合电踣欧姆左律可求得电压表的示数为=xfiV = 5.4V, A错；根据电功率公式得发电机的输出功率为P=（）ix9W=3.24WB错$根象可和在 1.0X1Q-=时刻，电动势为零，说明此时线圈处于中性面,砺通量最大，G正确；在23

9、10T时刻，电动势为最大说明此时线圈处于与中性面垂直的位乱磁通量 最小，但是磁通量的变化率最大D正确。10.如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abed，电阻为r,外电路的电阻为R ab的中点和ed的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度3绕OO轴匀速转动，则以下判断正确的是oA.图示位置线圈中的感应电动势最大为Em=BL23B.闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=sin3tC.线圈从图示位置转过180。的过程中，流过电阻R的电荷量为2BL2q=R+7D.线圈转动一周的过程中，电阻R 上产生的热量为 心彳R+答案：BD解析：图示位蚤线圈

10、中的感应电动势最小为象盘错；若钱圈从图示位蛊幵始计时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为6=|BZ2OJSUEB正确；线圈从图示位甜专过财的过程中，流过电阻卫的电荷量血士鴻线圈转动-周的过程中，电和上产生的熱助牛鑒晋备劈D对。11.（多选）如图 4 所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡 L 能发光要使灯泡变亮，可以采取的方法有（）A. 向下滑动PB. 增大交流电源的电压C. 增大交流电源的频率D. 减小电容器 C 的电容答案 BC解析 向下滑动P时，副线圈的匝数变少，由理想变压器的电压关系可知，副线圈两端的电压变小，灯泡变暗，选项 A 错误；增大交流电源

11、的电压，由理想变压器的电压关系可知， 副线圈两端的电压增大，灯泡变亮，选项B 正确；电压不变，增大交流电源的频率，电容器的容抗减小，电路中的电流变大，灯泡变亮，选项C 正确；减小电容器的电容，电容器的容抗增大，电路中的电流减小，灯泡变暗，选项D 错误.12.如图 5 甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1:n2= 10 : 1, L1和 L2是相同型号的白炽灯，L1与电容器C串联，L2与带铁芯的线圈L串联，为交流电压表当原线圈接有 如图乙所示的正弦交变电压时，两只灯泡的亮度相同，则（）图 5A.与副线圈并联的电压表在t= 1X102s 时的示数为 0B.与副线圈并联的电压表在t= 0.5X1

12、0_2s 时的示数为 22 2VC.当原线圈所接正弦交变电压的频率变为 100Hz 时，灯泡 Li变亮，灯泡 L2变暗D.当原线圈所接交变电压的频率变为100Hz 时，灯泡 Li变暗，灯泡L2变亮答案 C解析 与副线圈并联的电压表显示的数將为副线圈两端电压的有效值，在不改变其他条件时，其示数不701畀小,Li娈为而=22V, Z B错正弦交变电压原频率为尸亍当/=100HzBl,容抗益=中电漩増大，功率増大灯泡变亮，感抗Xi=2L 増大,3 中电流减小，功率减小，灯泡娈暗,C对，。13.如图 6 甲所示，标有“ 220V40W 的灯泡和标有“ 20 卩 F300V的电容器并联到交流电源上，为交

13、流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示,2答案 B图 6A.t=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 2V 不变答案 B解析的示数应是电压的有效值 220V,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U- 220 2V 311V,大于电容器的耐压值，故电 容器有可能被击穿，C 错.14.如图 7 所示，N匝矩形导线框以角速度3绕对称轴00匀速转动，线框面积为S,线框电阻、电感均不计，在00左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，外电路接有电阻R和理 想电流表，那么可以确定的是（ ）图 7A.从图示时刻起，

14、线框产生的瞬时电动势为e=NBo Ssin3tB. 电流表的示数I=彗NBSC. R两端电压的有效值UNBSD. 一个周期内R上产生的热量Q=Tt 3NBSx x X宀图 8A. 电流表的示数为 0.24A解析线権始终只有一半面积在磁场中，故瞬时电动势为总二警论匚电压有效值为*电流表示数片詳密伽A, C错误E正确.15如图 8 甲所示是一种振动发电装置的示意图，一个半径r=0.10m、线圈套在永久磁铁槽中，槽中磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右侧视图如图乙所示）,0.60线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=T,线圈的电阻nR= 0.50 Q，它的引出线接有R=9.50Q的小灯泡 L,为理

15、想交流电流表.当线圈框架的P端在外力作用下沿轴线做往复运动，便有电流通过灯泡.若线圈往复运动的规律如图丙所示确的是（）（v取向右为正），则下列判断正B. 0.01s 时回路中的电流最大C. 回路中交流电的频率为 50HzD.0.015s 时灯泡 L 中电流的方向为从D-C答案 C解析 由2 阳及v-1團象可知,线圈往复运动所产生的感应电流为正弦式交流电，则E 尸庙畑 g时十=4所7=0, B错$/=O.O15s时，由右手定则可知，电济方向为D,D错.16.（多选）如图 9 所示的正方形线框abed边长为L,每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕ed轴以角速度3转动，c、d两点与外电路相

16、连，外电路电阻也为r,则下 列说法中正确的是（）=2_4勺 电流的有效值片,人错由图象可知70.02s,50Hz, C正确,f=0.0s迈丘i+丘nD. S 闭合时，线框从图示位置转过专过程中流过电流表的电荷量为BL27r答案BD解析电路中产生的感应电动势的最大值为Emax=BL3,有效值为E=-=S 断开时,电压表读数为UCd=Exr=O2BL2, A 选项错误，B 选项正确；S 闭合时，电压表4r8的读数为,r E r EUCd=Ix = x _=2r273r+2IBP3,电流表读数为 i 143, C 选项错误；S 闭合时,A. S 断开时，电压表读数为B. S 断开时，电压表读数为C.

17、 S 闭合时，电流表读数为3；当一n1E1t线框从图示位置转过。过程中流过电流表的电荷量为q=It= - _ - t= - - t=22R2r3r + ?7=BL,D选项正确.17.如图 10 所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n,ab的左侧有垂直于纸面向里（与ab垂直）的匀强磁场，磁感应强度为B M和N是两个集流环，负 载电阻为R线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：图 10(1)感应电动势的最大值;(2)从图示位置起转过 1 圈的时间内，负载电阻R上产生的热量;(4)电流表的示数.解析 线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流.此交变电动势的最大值为m

18、=BS=B2j=Bn在线圈愿示位羞转过涧的时间內，电动势的有效值为迟二学二並尹电阻丘上产生的熟重为1(3)在线圈从图示位置转过4圈的时间内， 电动势的平均值为通过R的电荷量q=I解得E，=2UR(3)从图示位置起转过14圈的时间内,通过负载电阻R的电荷量;答案n2Bnr22 2 2 -小、nBr/八nr nB-2R-右0nBr22R(4)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E,由有效值的定义得2T=E 2TR2R，18.如图所示的是一个匝数n= 10 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:故电流表的示数为En2r2nB2R

19、(1)线圈中的最大感应电动势多大?(2)在ti= 0.1s 时刻和t2= 0.2s 时刻，线圈中磁通量的变化率各是多少?的瞬时值表达式。答案：(1)10nV (2)0nWb/s (3)见解析图e= 10ncos 5nt(V)解析：由團象可短线圈转动的刪丁=0,4齢线圈转动的角ilS=y=5d/s线圈中的最大感应电动势m=冲孰购=10nV在ri=o.ls时刻，线圈中磁通量的变化率为处却=0公时刻线圈中的感应电动势最大为血=isv磁通量娈化率为等=半=:gtWFWbfc(3)感应电动势的变化周期跟磁通量的变化周期相同， 并按余弦规律变化， 在t= 0 时，感应电动势为正的最大值，感应电动势随时间变

20、化的图象如图所示。瞬时值的表达式e= 10nCOS5nt(V)19.如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a,宽度为b,共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度3在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴0O匀速转动，沿转轴0O(1) 表示出线圈经过图示位置时，通过电阻R的感应电流的方向。(2) 写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式。(3) 求线圈从t= 0 位置开始到转过 90的过程中的平均电动势。(3)设t= 0 时感应电动势为正值,画出感应电动势随时间变化的图象,并写出感应电动势方向看去，线圈转动沿逆时针方向,t=0 时刻线圈平面与