高考物理一轮复习 课时跟踪检测（四十一）交变电流的产生及描述（普通班）.doc

课时跟踪检测（四十一） 交变电流的产生及描述 a级基础小题练熟练快1(2018湖北恩施一中模拟)一电阻接在10 v直流电源上，电热功率为p；当它接到电压u10sin t(v)上时功率为()a0.25pb0.5pcp d2p解析：选b电阻接在10 v直流电源上，电热功率为p，则p；当它接到电压u10sin t(v)上时功率为p0.5p，故b正确。2.一边长为l的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示。已知匀强磁场的磁感应强度为b，则结合图中所给信息可判定()at1时刻穿过线框的磁通量为bl2bt2时刻穿过线框的磁通量为零ct3时刻穿过线框的磁通量变化率为零d线框转动的角速度为解析：选dt1时刻，感应电动势最大，穿过线框的磁通量应为零，a错误；t2时刻，穿过线框的磁通量最大为mbl2，b错误；t3时刻，感应电动势最大，则磁通量变化率也最大，c错误；交变电流的最大值为embl2，则，d正确。3.如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为b。电阻为r、半径为l、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的o轴以角速度匀速转动(o轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为()a.b.c. d.解析：选d线框的转动周期为t，而线框转动一周只有的时间内有感应电流，此时感应电流的大小为：i，根据电流的热效应有：2ri有2rt，解得i有，故d正确。4先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电，第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图甲所示)；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若甲、乙图中的u0、t所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是()a第一次，灯泡两端的电压有效值是b第二次，灯泡两端的电压有效值是c第一、第二次，灯泡的电功率之比是29d第一、第二次，灯泡的电功率之比是15解析：选d第一次，灯泡两端电压的有效值为u1，功率p1。第二次，设灯泡两端电压的有效值为u2，则t，解得u2 u0，功率p2，则p1p215，故a、b、c错误，d正确。5多选如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻r阻值为100 ，则()a理想电压表读数为100 vb理想电流表读数为0.75 ac电阻r消耗的电功率为56 wd电阻r在100秒内产生的热量为5 625 j解析：选bd根据电流的热效应，一个周期内产生的热量：qt，解得u75 v，a错误；电流表读数i0.75 a，b正确；电阻r消耗的电功率pi2r56.25 w，c错误；在100秒内产生的热量qpt5 625 j，d正确。6.多选(2018广西桂林中学模拟)如图所示，电路中的电阻的阻值为r100 ，电流表为理想电流表，在a、b之间接入电压u220sin 100t(v)的交流电源，则()a电流表的示数为2.2 abt0.01 s时，电流表的示数为零c若产生该交流电的发电机的线框转速提高一倍，其他条件不变，则电流表的示数也增大一倍d若将电阻换成200 ，则电源的输出功率变为原来的两倍解析：选ac根据u220sin 100 t(v)可知，电压的最大值为um220 v，有效值为u220 v，电流的有效值为i a2.2 a，电流表测量电流的有效值，即电流表的示数为2.2 a，故a正确；因为电流表显示的是有效值，不随时间变化，所以t0.01 s时，电流表的示数为2.2 a，故b错误；若产生该交流电的发电机的线框转速提高一倍，其他条件不变，由emnbs知，电动势的最大值增大一倍，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流增大一倍，则电流表的示数也增大一倍，故c正确；若将电阻换成200 ，由p可知，u不变，电源的输出功率变为原来的一半，故d错误。7多选(2018大庆检测)如图所示，n匝矩形导线框在磁感应强度为b的匀强磁场中绕轴oo匀速转动，线框面积为s，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻r、理想电流表a和二极管d。电流表的示数为i，二极管d具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是()a导线框转动的角速度为b导线框转动的角速度为c导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零d导线框转到图示位置时，线框中的磁通量最大，瞬时电动势最大解析：选ac导线框产生的最大感应电动势emnbs；根据二极管的特点可知，在一个周期内有半个周期回路中有电流，根据交流电电流的热效应可知2ri2rt，解得，故a正确，b错误；导线框转到图示位置时，导线框位于中性面处，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零，故c正确，d错误。8(2018福建厦门一中模拟)如图甲所示电路，已知电阻r1r2r，和r1并联的d是理想二极管(正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大)，在a、b之间加一个如图乙所示的交变电压(电压为正值时，uab0)。由此可知()a在a、b之间所加的交变电压的周期为2 sb在a、b之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u20sin 50t(v)c加在r1上电压的有效值为10 vd加在r2上电压的有效值为5 v解析：选d由图像可得交流电的周期t0.02 s，故a错误；电压最大值为um20 v，交变电压的瞬时值表达式为uumsin t20sint20sin 100t(v)，故b错误；因为是交流电所以应该分两种情况考虑：当a点电位高于b点电位时二极管导通即r1被短路，r2电压为电源电压 v20 v；当b点电位高于a点电位时二极管截止，r1、r2串联分压，即对r1有t，解得u15 v，对r2有：t，解得u25 v，故c错误d正确。b级中档题目练通抓牢9.(2018山东潍坊实验中学模拟)如图所示为某小型交流发电机的示意图，其矩形线圈abcd的面积为s0.03 m2，共有10匝，线圈总电阻为r1 ，线圈处于磁感应强度大小为 t的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴oo转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻r9 的连接。在外力作用下线圈以10 rad/s绕轴oo匀速转动时，下列说法中正确的是()a电阻r的发热功率是3.6 wb交流电流表的示数是0.6 ac用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为0.02 sd如果将电阻r换成标有“6 v3 w”字样的小灯泡，小灯泡能正常工作解析：选b感应电动势最大值：emnbs10100.03 v6 v，电动势有效值：e6 v；电路中的电流：i a0.6 a，则交流电流表的示数是0.6 a，选项b正确；电阻r的发热功率是pri2r3.24 w，选项a错误；交流电的周期：t s0.2 s，则用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为0.2 s，选项c错误；如果将电阻r换成标有“6 v3 w”字样的小灯泡，灯泡的电阻rl 12 ，灯泡两端的电压ulrl12 v5.54 v，故小灯泡不能正常工作，选项d错误。10(2018湖北大冶一中模拟)发电机转子是匝数n100，边长l20 cm的正方形线圈，其置于磁感应强度b0.5 t的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以100 rad/s的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时。线圈的电阻r1 ，外电路电阻r99 。试求：(1)写出交变电流瞬时值表达式；(2)外电阻上消耗的功率；(3)从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻的电荷量是多少？解析：(1)电动势的最大值：emnbl2628 v根据闭合电路欧姆定律得im6.28 a故交变电流瞬时值表达式：i6.28sin 100t(a)。(2)电流的有效值iim由pi2r得外电阻上的消耗功率： p2r1.95103 w。(3)从计时开始到线圈转过过程中，平均感应电动势由en得nn平均电流：通过外电阻的电荷量：qt1102 c。答案：(1) i6.28sin 100t(a)(2)1.95103 w(3)1102cc级难度题目自主选做11多选如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，匝数n100匝，电阻为r1 的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴oo匀速转动，线圈两端经集流环和电刷与电路连接，定值电阻r16 ，r23 ，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期t0.2 s。从线圈与磁场方向平行位置开始计时，线圈转动的过程中，理想电压表的示数为2 v。下列说法中正确的是()a电阻r1上的电功率为 wbt0.4 s时，电阻r2两端的电压瞬时值为零c从开始计时到 s通过电阻r2的电荷量为 cd若线圈转速增大为原来的2倍，线圈中产生的电动势随时间变化规律为e6cos 20t(v)解析：选ad电阻r1上的电功率为p w w，故a正确；线圈匀速转动的周期t0.2 s，t0.4 s时，正好又转到了与磁场方向平行位置，故此时线圈产生的感应电动势最大，故电阻r2两端的电压瞬时值最大，故b错误；根据闭合电路的欧姆定律可知产生的感应电动势的有效值eu2 v3 v，最大值eme3 v，有emnbs，故bs，故bssin tsin 10t，从开始计时到 s，磁通量的变化量，故通过电阻r2的电荷量为q c，故c错误；转速增大2倍，故产生的感应电动势emnbs变为原来的2倍，故最大值为em6 v，线圈中产生的电动势随时间变化规律为e6cos 20t(v)，故d正确。12.(2018开封模拟)如图所示，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：(1)感应电动势的最大值。(2)从图示位置起转过周期的时间内负载电阻r上产生的热量。