高考物理一轮复习第10章交流电及传感器第1讲交变电流的产生及描述课后限时训练新人教版选修3_2

为深入贯彻落实党的十九大精神和习近平总书记的重要指示精神，保障人民安居乐业、社会安定有序、国家长治久安、进一步巩固党的执政基础，束城镇深入贯彻全市扫黑除恶会议精神，强化措施，深入扎实开展扫黑除恶专项斗争交变电流的产生及描述一、选择题(本题共10小题，16题为单选，710题为多选)1(2017福建省厦门市高三第二次质量检查)如图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则(A)A电流的表达式为i0.6sin10t(A)B磁铁的转速为10r/sC风速加倍时电流的表达式为i1.2sin10t(A)D风速加倍时线圈中电流的有效值为1.2A解析通过乙图可知电流的最大值为0.6A，周期T0.2s，故10rad/s，故电流的表达式为i0.6sin10t(A)，故A正确；电流的周期为T0.2s，故磁体的转速为n5r/s，故B错误；风速加倍时，角速度加倍，根据EmnBS，可知产生的感应电动势加倍，形成的感应电流加倍，故风速加倍时电流的表达式为i1.2sin20t(A)，故C错误；根据C得分析，形成的感应电流Im1.2A，故有效值为I0.6A，故D错误。2(2016湖南怀化一模)电阻为1的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示。现把该交流电加在电阻为9的电热丝上，则下列说法中正确的是(D)A线圈转动的角速度为31.4rad/sB如果线圈转速提高1倍，则电流不会改变C电热丝两端的电压U100VD电热丝的发热功率P1800W解析由图可以看出该交变电流的周期T0.02s，则线圈转动的角速度100 rad/s314rad/s，A错误；EmnBS，转速提高1倍，电压的最大值变为原来的2倍，有效值、瞬时值都要发生变化，电流也会发生变化，B错误；电热丝两端的电压UE90V，电热丝的发热功率P1800W，C错误，D正确。3(2016河北邢台期末)在图示电路中，电阻R1与电阻R2的阻值均为R，和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看成零，反向电阻可看成无穷大)，在A、B间加一正弦交流电u20sin 100t(V)，则R1两端的电压有效值为(A)A5VB5VC15V D5V解析该交流电的角速度1002f，解得f50Hz，当A点电势高时，二极管D把R1短路，R1两端的电压为零，当B点电势高时，R1两端有电压，其最大值为10V，一个周期内，只有半个周期的时间内R1两端有电压，根据有效值的定义，设R1两端电压的有效值为U，T，解得U5V，A正确。4(2017宁夏六盘山高级中学第四次模拟)如图所示的正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在垂直于纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度匀速转动，c、d两点与一阻值为r的电阻相连，各表均可视为理想表，导线电阻不计，则下列说法中不正确的是(B)A线框abcd产生的电流为交变电流B当S断开时，电压表的示数为零C当S断开时，电压表的示数为BL2D当S闭合时，电流表的示数为解析线框中产生的感应电动势的最大值EmBL2，瞬时值表达式：eEmsint，A正确；S断开时，电压表读数为每边电压的有效值，所以UEBL2，B错误；C正确；当S闭合时，通过ab边的电流：I，电流表读数IA，D正确，故选B。5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U311sin100t(V)的交流电，以下说法正确的是(C)A交流电压表的示数为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5AD1min抽油烟机和电饭锅消耗的电能共为6.6103J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V220V，A错误；由公式PUI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抽油烟机消耗的电能为WPt1.32104J，D错误。6如图所示，N匝矩形导线框以角速度绕对称轴OO匀速转动，线框面积为S，线框电阻、电感均不计，在OO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(B)A从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为eNBSsintB电流表的示数INBSCR两端电压有效值UNBSD一个周期内R的发热量Q解析线框始终只有一半面积在磁场中，故瞬时电动势为esint，电压有效值为UNBS，A、C错误，B正确。QT，D错误。7(2016安徽合肥二模)1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)。它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上第一台发电机，图乙是这个圆盘发电机的结构示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触，使铜盘转动，电阻R中就有电流通过，若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，下列说法正确的是(ACD)A铜片D的电势高于铜片C的电势B电阻R中有正弦式交变电流流过C铜盘转动的角速度增大1倍，流过电阻R的电流也随之增大1倍D保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生解析根据右手定则可知，铜片D的电势比C的高，A正确；若所加的磁场为匀强磁场，铜盘匀速转动，则产生的感应电动势EBLBL，不随时间变化，则电阻R中流过的是恒定电流，B错误；由上式可知，若铜盘转动的角速度增大1倍，感应电动势增大1倍，流过电阻R的电流也随着增大1倍，C正确；保持铜盘不动，磁场变为垂直于铜盘的交变磁场，则通过铜盘的磁通量发生变化，铜盘中会产生感应电动势，铜盘中有电流产生，D正确。8(2017陕西渭南质检)如图甲所示，MN是一个螺线管，A是在MN的正下方放置在绝缘水平桌面上的金属圆环。现在a、b两端接入如图乙所示的正弦交流电，设电流从a端流入为正方向，下列说法正确的是(BC)A0t1时间内A环对桌面的压力不断增加B0t1时间内A环对桌面的压力先增加后减小Ct1t2和t2t3时间内A环中的电流方向相同Dt3t4时间内A环对桌面的压力大于A环的重力解析0t1时间内，t0时电流为零，磁感应强度为零，对A作用力为零，随后螺线管中的电流逐渐增大，通过A的磁通量逐渐增大，A中产生感应电流，A受螺线管的斥力作用，A产生的感应电动势ES，所以A中的电流逐渐减小到零，螺线管和A中的斥力作用是先增大后减小，A错误，B正确；t1t2和t2t3时间内，电流i随时间t变化的斜率均为负，说明这两段时间内产生的感应电流方向相同，C正确；t3t4时间内，磁通量减小，A中产生感应电流，A受螺线管的引力作用，A对桌面的压力小于A环的重力，D错误。9(2016山西第三次四校联考)如图甲所示，一单匝圆形闭合导线框半径为r，线框电阻为R，连接一交流电流表(内阻不计)。线框内充满匀强磁场，已知该磁场磁感应强度B随时间按正弦规律变化，如图乙所示(规定向下为B的正方向)，则下列说法正确的是(BD)At0.005s时线框中的感应电流最大Bt0.01s时线框中感应电流方向从上往下看为顺时针方向Ct0.015s时电流表的示数为零D00.02s内闭合导线框上产生的热量为解析t0.005s时，磁感应强度最大，磁通量最大，而E0，A错误；t0.01s时感应电流的方向与0.0050.01s内电流方向相同，由楞次定律可知，感应电流的方向沿顺时针方向，B正确；t0.015s时的瞬时电流为零，但电流表的示数为有效值，不等于零，C错误；线框中产生的感应电动势的最大值EmBS102r2，一个周期内产生的热量Q0.020.02，D正确。10(2016安徽江南十校3月联考)如图所示，处在垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中的单匝矩形闭合线框MNPQ，以恒定的角速度绕对角线NQ转动。已知MN长为l1，NP长为l2，线框电阻为R。t0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是(ABD)A矩形线框产生的感应电动势有效值Bl1l2B矩形线框转过时的电流为零C矩形线框转动一周，通过线框任意横截面的电荷量为D矩形线框转过过程中产生的热量为解析矩形线框转动时产生正弦式交变电流，最大值为Bl1l2，所以有效值EBl1l2，A正确；转过时，线框平面与磁场垂直，磁通量最大，感应电动势为零，电流为零，B正确；转过一周，为零，通过横截面的电荷量为零，C错误；转过过程中产生的热量Qt ，D正确。二、非选择题11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OO匀速转动，沿转轴OO方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t0时刻线圈平面与磁感线垂直。(1)当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t0位置开始到转过90的过程中的平均电动势。(4)求线圈从t0位置开始到转过60时的瞬时电流。答案(1)自下而上(2)nBabsint(3)(4)解析(1)根据右手定则或楞次定律判断可知，线圈中电流方向是badcb。故流过R的电流是自下而上。(2)从中性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势EmnBab，所以感应电动势的瞬时值表达式为enBabsint。(3)nn。(4)i12(2016山东菏泽一模)如图甲所示，在一对平行光滑的金属导轨的上端连接一阻值为R4的定值电阻，两导轨在同一平面内，与水平面的夹角30，质量m0.2kg、长L1m的导体棒ab垂直于导轨放置，使其从靠近定值电阻处由静止开始下滑。已知靠近定值电阻处到底端距离s7.5m，导体棒电阻r1，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，导体棒从开始滑动一直运动到底端的vt图象如图乙所示。g取10m/s2，求：(1)磁感应强度的大小；(2)ab棒在整个运动过程中产生的感应电流的有效值。答案(1)1T(2)A解析(1)由vt