高考物理总复习 第十二章 第一单元 第1课 交流电的产生及描述

一、单项选择题1．矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生如下图所示的交流电，设沿a→b→c→d→a方向为电流正方向，则对应t1时的刻线圈位置为下列哪一个图()2．(2012·皖南八校联考)如图所示，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1min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为()A．1∶eq\r(2) B．1∶2C．1∶3 D．1∶63．(2011·广东六校联考)在如图所示的电路中，已知交流电源电压u＝200sin10πt(V)，电阻R＝10Ω，则电流表和电压表读数分别为()A．14.1A,200V B．14.1A,141VC．2A,200V D．2A,141V4．(2012·佛山模拟)风速仪的简易装置如图甲所示．在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈中的感应电流随风速的变化而变化．风速为v1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示；若风速变为v2，且v2>v1，则感应电流的峰值Im和周期T的变化情况是()A．Im变大，T变小B．Im变大，T不变C．Im变小，T变小D．Im不变，T变大二、双项选择题5．如图所示，匀强磁场中的哪些情况线圈通过运动能产生交流电()6．(2012·扬州模拟)一正弦式电流的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知()A．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u＝100sin25t(V)B．该交变电流的频率为25HzC．该交变电流的电压的有效值为100VD．若将该交流电压加在阻值为R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W7．(2011·肇庆市检测二)一交流电压为u＝100eq\r(2)sin100πt(V)，由此表达式可知()A．该交流电压的周期为0.02sB．用交流电压表测该电压，其示数为100eq\r(2)VC．将该电压加在100Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为200WD．t＝eq\f(1,400)s时，该交流电压的瞬时值为100V8．某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断()A．在t1和t3时刻线圈处于中性面位置B．在t1和t3时刻穿过线圈的磁通量为零C．从0～t4线圈转过的角度为2πD．若周期为0.02s，则在1s内交变电流的方向改变50次9．(2012·茂名二模)如图所示，矩形线圈abcd绕轴OO′匀速转动产生交流电，从图示位置开始计时，则下列说法正确的是()A．t＝0时穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电流最大B．t＝eq\f(T,4)(T为周期)时感应电流沿abcda方向C．若转速增大为原来的2倍，则交变电流的频率是原来的2倍D．若转速增大为原来的2倍，则产生的电流有效值为原来的4倍三、非选择题10．如图所示，一台发电机模型的电枢是矩形导线框abcd，其ab和cd的边长l1＝0.4m，ad和bc的边长l2＝0.2m，匝数n＝100匝，它在磁感应强度B＝0.2T的匀强磁场中绕通过线框对称中心线且垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，当开关S断开时，电压表的示数为10V，开关S闭合时，外电路上标有“10V、10W”的灯泡恰好正常发光，求：(1)导线框abcd在磁场中转动的角速度？(线圈的电阻不计)(2)S闭合后，当导线框从图示位置转过θ＝60°时的过程中通过灯泡的电荷量？

参考答案1．解析：由题图知在t1时刻线圈获得最大正向电流，电流方向为a→b→c→d→a，又线圈为逆时针转动，故只有B图符合电流方向为a→b→c→d→a且最大．答案：B2．解析：电功的计算中I要用有效值，图甲中，由有效值的定义得eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,\r(2))))2R×2×10－2＋0＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,\r(2))))2R×2×10－2＝Ieq\o\al(2,1)R×6×10－2，得I1＝eq\f(\r(3),3)A；图乙中，I的值不变，I2＝1A，由W＝UIt＝I2Rt可以得到W甲∶W乙＝1∶3.答案：C3．解析：由表达式可读得电压最大值Um＝200V，在交流电路中电流表和电压表测量的是交流电的有效值，所以电压表的示数为U＝eq\f(200,\r(2))＝141(V)，电流表的示数为I＝eq\f(U,R)＝eq\f(200,\r(2)×10)＝14.1(A)．答案：B4．解析：由于线圈和永磁铁不变，风速增大时，转速增大，磁感应强度的变化率增大，故感应电动势增大，感应电流增大；转速增大，周期变小，故A正确．答案：A5．解析：A、D项线圈的运动都不能促使穿过线圈的磁通量的变化，故不能产生交流电；而B、C项则符合产生交流电的要求．答案：BC6．解析：从图中可知，交变电流周期T＝4×10－2s，峰值电压Um＝100V，故交变电流的频率f＝eq\f(1,T)＝25Hz，有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝50eq\r(2)V．加在R＝100Ω上的热功率P＝eq\f(U2,R)＝50W，瞬时值表达式u＝Umsineq\f(2π,T)t＝100sin50πt(V)，故正确选项为B、D.答案：BD7．解析：由表达式可读得：电压最大值Um＝100eq\r(2)V，ω＝100π(rad/s)；周期为T＝2π/ω＝0.02s，A正确；交流电压表测得该电压的有效值为U＝eq\f(100\r(2),\r(2))V＝100V，B错误；电功率为P＝eq\f(U2,R)＝100W，C错误；把t＝eq\f(1,400)s代入u＝100eq\r(2)sin100πt(V)，得该交流电压的瞬时值为100V，D正确．答案：AD8．解析：在t1和t3时刻电流最大，即磁通量变化率最大，但磁通量为零，线圈平面与中性面垂直；0～t4为一个周期，线圈转过的角度为2π；由于一个周期为0.02s,1s有50个周期，1个周期电流换向2次，故在1s内交变电流的方向改变100次．答案：BC9．解析：图示时刻，ab和cd边切割磁感线的有效速率为零，产生的感应电动势为零，A错误；根据线圈的转动方向，确定eq\f(T,4)时线圈的位置，用右手定则可以确定线圈中的感应电流方向沿abcda方向，B正确；根据转速和频率的定义可知C正确；根据Em＝nBSω，E＝eq\f(Em,\r(2))，I＝eq\f(E,R总)可知电流有效值变为原来的2倍，D错误．答案：BC10．解析：(1)E＝nBSωω＝eq\f(E,nBS)＝eq\f(10,100×0.2×0.4×0.2)＝12.5(rad/s)．(2)eq\x\to(E)＝neq\f(ΔS,Δt)B＝100×0.2×eq\