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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 29《交變電流的產(chǎn)生和描述》試題 1.一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e= 10sin4πt(V),則(　　) A.該交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為2Hz B.零時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直 C.t=0.25s時(shí),e達(dá)到最大值 D.在1s時(shí)間內(nèi),線圈中電流方向改變100次 2.交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的電壓的表達(dá)式為u＝Um sin ωt，保持其他條件不變，使該線圈的轉(zhuǎn)速和匝數(shù)同時(shí)增加一倍，則此時(shí)電壓的變化規(guī)律變?yōu)椋? ） A.4Um sin ωt B.4Um sin2 ωt C.2Um sin ωt D.Um sin ωt 3.一個(gè)矩形線圈的匝數(shù)為N匝,線圈面積為S ,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以ω的角速度繞垂直磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),開(kāi)始時(shí),線圈平面與磁場(chǎng)平行.對(duì)于它產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì),下列判斷正確的是(　　) A.瞬時(shí)值表達(dá)式為e=NBSωsinωt B.有效值為NBSω C.平均值為NBSω D.頻率為2πω 4.如圖所示,正弦波和方波交變電流的最大值相等,周期也相等,現(xiàn)把它們通入完全相同的電阻,則在相同的時(shí)間(遠(yuǎn)大于周期)內(nèi),兩電阻發(fā)熱之比Q甲/Q乙等于(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A. B. C. D.1 5.(xx西安質(zhì)檢)如圖所示電路，電阻R1與電阻R2阻值相同，都為R，和R1并聯(lián)的D為理想二極管(正向電阻可看做零，反向電阻可看做無(wú)窮大)，在A、B間加一正弦交變電壓u＝20 sin 100πt(V)，則加在R2上的電壓的有效值為（ ） A.10 V B.20 V C.15 V D.5 V 6.(xx山東青島二中階段性檢測(cè))將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形,每邊長(zhǎng)為l,它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為n,導(dǎo)線在a、b兩處通過(guò)電刷與外電路連接,外電路接有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光,電路中除燈泡外,其余部分的電阻不計(jì),燈泡的電阻應(yīng)為(　　) A. B. C. D. 7.處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd,以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng),磁場(chǎng)方向平行于紙面并與ab垂直.在t=0時(shí)刻,線圈平面與紙面重合(如圖),線圈的cd邊離開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng).若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正,則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線是(　　) 8.正弦交流電源與電阻R、交流電壓表按照甲圖所示的方式連接,R=10Ω,交流電壓表的示數(shù)是10V,乙圖是交變電源輸出電壓u隨時(shí)間變化的圖象,則(　　) A.通過(guò)R 的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i=cos100πt(A) B.通過(guò)R 的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i=cos50πt(A) C.R兩端的電壓uR隨時(shí)間t的變化規(guī)律是uR=5cos100πt(V) D.R兩端的電壓uR隨時(shí)間t的變化規(guī)律是uR=5cos50πt(V) 9.如圖所示，線圈abcd的面積是0.05 m2，共100匝，線圈電阻為1 Ω，外接電阻R＝9 Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T，當(dāng)線圈以300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí).問(wèn)： (1)若從線圈處于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式； (2)線圈轉(zhuǎn)過(guò) s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值多大？ (3)電路中，電壓表和電流表的示數(shù)各是多少？ (4)從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng) s通過(guò)電阻R的電荷量是多少？ 10.如圖所示,一個(gè)被x軸與曲線方程y=0.2sinx(m)所圍的空間中存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng).磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T.正方形金屬線框的邊長(zhǎng)是L=0.40m,電阻是R=0.1Ω,它的一邊與x軸重合,在拉力F的作用下,以v=10m/s的速度水平向右勻速運(yùn)動(dòng).求拉力F要做多少功才能把線框拉過(guò)磁場(chǎng)區(qū)? 參考答案 1.解析:角速度為4π rad/s,頻率f==2Hz,A項(xiàng)正確;t=0時(shí),e=0,線圈位于中性面,B項(xiàng)正確;t=0.25s時(shí),e=0,C項(xiàng)錯(cuò);在1s時(shí)間內(nèi),電流變化2個(gè)周期,方向改變4次,D項(xiàng)錯(cuò). 答案:AB 2.解析：線圈的轉(zhuǎn)速和匝數(shù)同時(shí)增加一倍，則Um增加到原來(lái)的4倍，線圈的轉(zhuǎn)速增加一倍，則ω為原來(lái)的兩倍，故電壓的變化規(guī)律變?yōu)?Um sin2 ωt，選項(xiàng)B正確. 答案：B 3.解析:瞬時(shí)值表達(dá)式為e=NBSωcosωt,A項(xiàng)錯(cuò);有效值為Em=NBSω, B項(xiàng)正確;平均值與時(shí)間間隔的選取有關(guān),沒(méi)有確定的數(shù)值,C項(xiàng)錯(cuò);頻率為,D項(xiàng)錯(cuò). 答案:B 4.解析:正弦波交變電流的有效值為I=Im,Q甲=I2Rt=Im2Rt;方波交變電流的有效值為Im,Q乙=Rt,B項(xiàng)正確. 答案:B 5.解析：根據(jù)有效值的定義可得, 解得加在R2上的電壓的有效值U＝5 V，D正確. 答案：D 6.解析:導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生正弦交流電,其最大值為Em=2πnBl2,根據(jù)小燈泡正常發(fā)光,有P=()2,解得R=,本題只有B項(xiàng)正確. 答案:B 7.解析:線圈從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為最大值,由右手定則可知感應(yīng)電流沿正方向,故C項(xiàng)正確. 答案:C 8.解析:角速度ω==100π rad/s,交流電壓表的示數(shù)為有效值,輸出電壓最大值為Um=10V,uR=10cos100πt(V),i=cos100πt(A),A項(xiàng)正確. 答案:A 9.解析：(1)e＝Em sin ωt＝nBS2πf sin (2πft) ＝1000.052π sin (2πt) V ＝50 sin 10πt V (2)當(dāng)t＝ s時(shí)，e＝50 sin (10π) V≈43.3 V. (3)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E＝＝ V≈35.4 V， 電流表示數(shù)I＝＝ A＝3.54 A， 電壓表示數(shù)U＝IR＝3.549 V＝31.86 V. (4) s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ＝ωt＝2π＝. 該過(guò)程中，ΔΦ＝BS-BS cos θ＝BS， 由＝，＝，＝ 得q＝＝＝C＝ C. 答案：(1)e＝50 sin 10πt V (2)43.3 V (3)31.86 V 3.54 A (4) C 10.解析:線框通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程如圖(1)所示,線框右邊ab依次移到a1b1位置、移到a2b2位置(左邊與ab位置重合)、移到a3b3位置三個(gè)過(guò)程.在ab移到a1b1過(guò)程,線框切割磁感線的長(zhǎng)度就是曲線方程y=0.2sinx(m)的縱坐標(biāo)y,設(shè)線框右邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻t=0,則線框在0~s時(shí) 間內(nèi)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E=Byv=0.4sinx(V)=0.4sint(V),逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流i==4sint(A),電流為正弦交變電流;在右邊從a1b1位置移到a2b2位置過(guò)程中,磁通量不變,沒(méi)有感應(yīng)電流,即在~s時(shí)間內(nèi),沒(méi)有電流; (1) 在右邊從a2b2移到a3b3過(guò)程中,即在~s時(shí)間內(nèi),線框的左邊切割磁感線,產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较虻碾娏? 若選逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳛檎较?則電流it圖象如圖(2)所示. (2) 線框通過(guò)磁場(chǎng)有正弦電流的時(shí)間t=0.06s, 電流有效值I==2A, 根據(jù)拉力做的功等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱,故W=Q=I2Rt=(2)20.10.06J=0.048J. 答案:0.048J