江苏省2012届高三高考物理一轮复习精选精练跟踪练习第十章第1单元交变电流电感和电容对交变电流的影响

1、 II精诚凝聚 7=成就梦想 第十章 第1单元 交变电流 电感和电容对交变电流的影响 一、单项选择题（本题共 6 小题，每小题 7 分，共 42 分） 1 两个相同的白炽灯泡 Li和 L2接到如图 1 所示的电路中，灯 Li与 电容器串联，灯 L2与电感线圈串联当 a、b 间接电压最大值为 Um、频率为 f 的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同更 换一个新的正弦交流电源后，灯 Li的亮度低于灯 L2的亮度新 电源两极的电压最大值和频率可能是 （ ） A .最大值仍为 Um,而频率大于 f B.最大值仍为 Um,而频率小于 f C .最大值大于 Um,而频率仍为 f D .最大值小于 Um,

2、而频率仍为 f 2图 2 甲、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 （ ） 图2 A .图甲表示交变电流，图乙表示直流电 B. 两种电压的有效值相等 C. 图甲所示电压的瞬时值表达式为 U = 311sin100 nV 1 D. 图甲所示电压经匝数比为 10 : 1 的变压器变压后，频率变为原来的 3.如图 3 所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中， 线圈轴线 00 与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动， t= 0 时刻线圈平面与磁场方向垂直, 规定电流方向沿 abcda 为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是图 4 中的 申 U

3、/N ( ) 鑼 精诚凝聚 =A_A=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮人生 .鑼 4如图 5 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 （ ） I lil I 2 :4 ；6 8 i 10 t/(X10 2 s) 图5 A 1 : 2 B. 1 : 2 C . 1 : 3 D. 1 : 6 5.通有电流 i = Imsint 的长直导线 00 与断开的圆形导线圈在同一平面内，如图 6 所示（设电流由 0 至 0为正），为使 A 端的电势高于 B 端的电势

4、且UAB减小，交变 电流必须处于每个周期的 （ ） A .第一个 4 周期 C 第三个 1 周期 圏6 B.第二个三周期 4 D 第四个 1 周期 4 II精诚凝聚 7=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮人生 .鑼 路接有额定功率为 P 的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯 泡的电阻应为 、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 7 分，共 28 分每小题有多个选项符合题意，全 部选对的得 7 分，选对但不全的得 3 分，错选或不答的得 0 分）6将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为 l，它在磁感应强度为 B、方向如图 7 所示的匀强磁场中匀速转动，转速为 n

5、,导线在 a、b 两处通过电刷与外电路连接，外电 A. 2 2 (2 n nB) B. 2 2 2( n nB) P C. nB)2 2P D. nB)2 P 精诚凝聚 =A_A=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮人生 .鑼 7. 正弦式电流的电压随时间变化的规律如图 8所示.由图可知 A .该交变电流的电压瞬时值的表达式为 u= 100sin(25t)V B.该交变电流的频率为 25 Hz C .该交变电流的电压的有效值为 100 2 V D 若将该交流电压加在阻值为 R= 100 Q的电阻两端，则电阻消耗的功率是 50 W 2 n 8. 在两块金属板上加上交变电压 u= Umsiny

6、t，当 t= 0 时，板间有一个电子正好处于静止 状态，下面关于电子以后的运动情况的判断正确的是 ( ( ) ) A. t= T 时，电子回到原出发点 B. 电子始终向一个方向运动 C. t= T时，电子将有最大速度 D . t= T时，电子的位移最大 9如图 9 甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 00以恒定的 角速度3转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时， 线圈中产生的交变电流按照图 乙所示的余弦规律变化，在 t=严时刻 2 3 A 线圈中的电流最大 B.穿过线圈的磁通量最大 C .线圈所受的安培力为零B II精诚凝聚 7=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮

7、人生 .鑼 D .穿过线圈磁通量的变化率最大 10如图 10 所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，以恒定的角速度 3 绕 ab 边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为 S,线圈导线的总电阻为 R.t= 0 时刻线圈平面与纸面重合，且 cd 边正在向纸面外转动.则 ( ( A .线圈中电流 t 时刻瞬时值表达式为 i = BR3 sinwt 三、计算题( (本题共 2 小题，共 30 分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的 演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值 和单位) ) 11. (15 分)图 11 甲所示为小型旋转电枢式

8、交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁 场中绕垂直于磁场方向的固定轴 00匀速转动，线圈的匝数 n= 100 匝、电阻 r =10 Q,线圈的两端经集流环与电阻 R 连接，电阻 R = 90 Q,与 R 并联的交流电 压表为理想电表在 t=0 时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通 量随时间 t 按图 11 乙所 示正弦规律变 化.求： (1) 交流发电机产生的电动势的最大值; (2) 电路中交流电压表的示数.B.线圈中电流的有效值为 BSo R C 线圈中电流的有效值为 2BS 2R I = D .线圈消耗的电功率为 精诚凝聚 =A_A=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮人生

9、 .鑼 12. (15 分)如图 12 甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯 泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝 数 n = 100 匝，电阻 r= 1.0 Q,所围成矩形的面积 S= 0.040 m2，小灯泡的电阻 R =9.0 莒磁场的磁感应强度按如图 12 乙所示的规律变化， 线圈中产生的感应电动 势的瞬时值表达式为 e= nBmScos( (Tt),其中 Bm为磁感应强度的最大值， T 为磁 场变化的周期不计灯丝电阻随温度的变化，求： B/X IO2 T 圏12 (1)线圈中产生的感应电动势的最大值; (2)小灯泡消耗的电功率;

10、 (3) 在磁感应强度变化的 04 的时间内，通过小灯泡的电荷量.L5&.14 4.71 i/X10s 精诚凝聚 =A_A=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮人生 .鑼 第十章 第1单元 交变电流 电感和电容对交变电流的影响 【参考答案与详细解析】 、单项选择题（本题共 6 小题，每小题 7 分，共 42 分） 1. 解析：根据电感、电容对交变电流的作用，电源频率可能减小了，故选 B. 答案：B 2. 解析：由图象的纵坐标知，电压的正、负分别表示电压的方向，因此两图均为交 变电流，A 错；对于正弦式电流才有 U有效=Um，虽然两图的最大值相同，但图乙所示的非 正弦（余弦）式电流不

11、适用上式，故 B 错；正弦式电流瞬时值表达式为 u= UmSint由图象 可知 Um= 311 V , T= 2X 102 s,可得 =100n,代入上式得 u= 311sin100nt V，故 C 对；由变压器原理可知变压器只能根据匝数比改变电压和电流，它不会改变交变电流的周 期和频率，故 D 错. 答案：C 3. 解析： 由楞次定律可知前半个周期感应电流沿 adcba 方向，后半个周期沿 abcda 的方向，因线圈绕垂直磁场的轴匀速转动，所以产生正弦式电流， A 正确. 答案：A 4. 解析：电功的计算，I 要用有效值计算，图甲中，由有效值的定义得（2RX 2X _ 2 2 _ 2 J3

12、10 = 112RX 6X 10 ，得 11 = 丁 A;图乙中，I 的值不变 12= 1 A,由 W = UIt = I2Rt 可以得到 W甲：W乙=1 : 3.C 正确. 答案：C 5. 解析：由 E *晋可知，要 E 减小，即要 号减小，题中要求 枷 帕，由楞次 定律知，只有在第一个 1周期才符合要求，A 项正确. 4 答案：A 6.解析：单匝正方形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，将产生正弦式电流，则电 用其有效值，即 P= E. R 2 2 2 R= EP = 2（嘗（嘗），故只有 B 选项正确. 10 精诚凝聚 =A_A=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮人生 .鑼 答案：B

13、 二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 7 分，共 28 分每小题有多个选项符合题意，全 II精诚凝聚 7=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮人生 .鑼 部选对的得 7 分，选对但不全的得 3 分，错选或不答的得 0 分） _ 2 7.解析：从图中可知，交变电流周期 T = 4X 10_ s,峰值电压 Um= 100 V，故交变电 2 n u= UmSint= 100sin(50 n) V，故正确选项为 B、D. 答案：BD 8.解析：t= 0 时，电子不受力，此时两极板间电压为零，此后电压开始增大， t= T 时 达到最大，此过程中电子沿电场方向做加速度增大的加速运动，速度增大，

14、TT这段时间 4 2 内，两极板间电压减小，但电场方向不变，所以电子在这段时间内仍沿原方向做加速度减 小的加速运动，速度继续增大 .T后电场变向，电子开始减速，但运动方向不变，直至 T 时 刻速度减为零故在 T 时电子有最大速度因电子的速度方向不变，即随时间的增长，位移 增大.综上所述，B、C 正确，A、D 错误. 答案：BC 9. 解析：注意线圈转动过程中通过两个特殊位置 （平行于磁感线和垂直于磁感线 ）时 n T 的特点；磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率不同； tn = T，线圈转过 90本题应 2 3 4 选 B、C. 答案：BC 10.解析：回路中感应电动势最大值 Em= BSco

15、 ,电流最大值 Im = R_= R3，t= 0 时为 2 2 2 中性面，故瞬时值表达式 i= BSsinw t 电流有效值 I =总討, P= I2R= B 2RS，故 B、 D 错误，A、C 正确. 答案：AC 三、计算题（本题共 2 小题，共 30 分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的 演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值 和单位） 11. 解析：（1）交流发电机产生的电动势的最大值 Em = nBSo 2 n 2n nm 而m = BS, 3=，所以 Em = T 1 流的频率 f =25 Hz，有效值 Um .2 =50 2 V .加在

16、R = 100 Q的电阻上时的热功率 =50 W，瞬时值表达式 II精诚凝聚 7=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮人生 .鑼 _ 2 由一 t 图线可知：m= 2.0 X 10 wb , _ 2 T= 6.28 X 10 s II精诚凝聚 7=成就梦想 鑼点亮心灯 /(AvA) 照亮人生 .鑼 所以 Em= 200 V. (2)电动势的有效值 E =#Em= 100 2 V 由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为 i = E = 2 A R+ r 交流电压表的示数为 U = IR = 90 2 V 127 V. 答案：(1)200 V (2)127 V 12. 解析：( (1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期 -2 =3.14X 10 s,所以 2 mBmS Em = nBmSw= T = 8.0 V.