2018届高考物理一轮总复习课练32交流电的产生和描述.docx

课练32交流电的产生和描述1.如图所示为一交变电流随时间变化的图象，则此交变电流的有效值为()A. A B2 AC. A D3 A2(多选)已知交流电源的电动势瞬时值表达式为e10sin4t(V)，则此交流电源()A频率是4 HzB电动势的有效值是10 VC当t0.5 s时，电动势有最大值D当t0时，线圈平面与中性面重合3在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图象如图乙所示，已知发电机线圈内阻为1 ，外接一只电阻为9 的灯泡，则()A电压表V的示数为20 VB电路中的电流方向每秒改变5次C灯泡实际消耗的功率为36 WD电动势随时间变化的瞬时表达式为e20cos5t(V)4(多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则()A两次t0时刻线圈平面均与中性面重合B曲线a、b对应的线圈转速之比为23 C曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 V5.(多选)小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间成正弦函数关系，如图所示此线圈与一个R9 的电阻构成闭合电路，线圈自身的电阻r1 ，下列说法正确的是()A交变电流的周期为0.2 sB交变电流的频率为2.5 HzC发电机输出电压的有效值为10 VD发电机输出的电功率为18 W6.如图所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度匀速转动t0时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则()At0时，线圈中的感应电动势最大B1 s内电路中的电流方向改变了次C滑片P向下滑动时，电压表的读数不变D线圈匀速转动的角速度变大时，电流表的读数也变大7.(多选)如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间成正弦变化，其et图象如图乙所示发电机线圈电阻为1 ，外接灯泡的电阻为9 ，则()A电压表的示数为6 VB发电机的输出功率为4 WC在1.0102 s时刻，穿过线圈的磁通量最大D在0.5102 s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大8.如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b所示以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是()A线圈先后两次转速之比为12B交流电a的电压瞬时值u10sin0.4t(V)C交流电b的电压最大值为 VD在图中t0时刻穿过线圈的磁通量为零9(多选)电路如图甲所示，电阻R的阻值为484 ，C为电容器，L为直流电阻不计的电感线圈，开关S断开，当接上如图乙所示的电压u，下列说法正确的是()AR上的电压应等于155.5 VB电压表的示数为220 VC电阻R消耗的功率小于50 WD为保证闭合开关S后电容器不被击穿，该电容器的耐压值不得小于311 V10.如图所示，面积为S的矩形线圈共N匝，线圈总电阻为R，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中以竖直线OO为轴，以角速度匀速旋转，图示位置C与纸面共面，位置A与位置C成45角线圈从位置A转过90到达位置B的过程中，下列说法正确的是()A平均电动势为NBSB通过线圈某一截面的电荷量qC在此转动过程中，外界对线圈做的总功为D在此转动过程中，电流方向会发生改变11.如图所示，虚线两侧有垂直线框平面磁感应强度均为B的匀强磁场，直角扇形导线框半径为L、总电阻为R，绕垂直于线框平面的轴O以角速度匀速转动线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值是()A. B.C. D.12(多选)(2017内蒙古包头测评)有一种家用电器，图甲是其电路工作原理图，当电阻丝接在u311 sin100t(V)的交流电源上后，电阻丝开始加热，当其温度达到某一数值时，自动控温装置P启动，使电阻丝所接电压变为图乙所示波形(部分仍为正弦波)，从而进入保温状态不计电阻丝阻值的变化，则下列说法正确的是()AP启动后，电阻丝的功率变为原来的一半BP启动后，电阻丝所接电压的频率变为原来的一半CP启动后，电压表的读数大约是原来的0.5倍DP启动后，电压表的读数大约是原来的0.7倍 1(多选)(2016课标)如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框M、N在t0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则()A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于TC在t时，两导线框中产生的感应电动势相等D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等2.(2015四川理综)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO匀速转动，如图所示矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A峰值是e0 B峰值是2e0C有效值是Ne0 D有效值是Ne03(多选)(2017湖南衡阳联考)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势如图乙中曲线a、b所示，则下列说法正确的是()A曲线a表示的交变电动势瞬时值ea36 sin25t VB曲线b表示的交变电动势最大值为28.8 VCt5102 s时，曲线a、b对应的感应电动势大小之比为32Dt6102 s时，曲线a对应线框的磁通量最大，曲线b对应线框的磁通量为04(2017福建福州质检)某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示，现用该电源对标称为“5 V10 W”的电动机供电；电源内阻不计，下列说法正确的是()A电动机的内阻为2.5 B电动机的发热功率为10 WC通过电动机的电流为2 AD通过电动机的电流为2 A5.(2017江西八校联考)将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为R，让它在磁感应强度为B，方向如图所示的匀强磁场中绕轴MN匀速转动导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P、电阻为r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，则下列说法中正确的是()A半圆形硬导线的转速为B半圆形硬导线的转速为C线圈从图示位置转90过程中通过小灯泡的电荷量为D线圈从图示位置转90过程中通过小灯泡的电荷量为零6(多选)(2017河北衡水中学二模)如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，内阻不计，绕OO轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动，从图示位置开始计时矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是()A矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为eNBScostB矩形线圈从图示位置经过时间内，通过电流表的电荷量为零C当P位置不动，R增大时，电压表读数也增大D当P位置向上移动，R不变时，电流表读数变大7.(2017湖南六校联考)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B T，单匝矩形线圈的面积S1 m2，电阻不计，绕垂直于磁场的轴OO匀速转动线圈通过电刷与理想变压器原线圈相接，A为交流电流表调整副线圈的触头P，当变压器原、副线圈的匝数比为21时，副线圈电路中标有“6 V6 W”的灯泡正常发光，以下判断正确的是()A电流表的示数为1 AB矩形线圈产生电动势的有效值为18 VC从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为e12 sin30t VD若矩形线圈的转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当上移8(2017河北石家庄调研)某小型发电机线圈内阻为r1.0 ，产生的电动势为e10 sin10t V，用其对阻值R9.0 的灯泡供电，设灯泡电阻丝的电阻不随温度变化，则()A灯泡上的电压为10 V B灯泡上的电压为10 VC灯泡获得的功率为10 W D灯泡获得的功率为9 W9(2017广东惠州模拟)如图甲所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一矩形单匝线圈，其面积为S，总电阻为r，线圈两端外接一电阻R和一个理想交流电流表若线圈绕对称轴OO以角速度做匀速转动，图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图象，下列说法正确的是()A在t1t3时间内，穿过线圈平面的磁通量的变化量为BSB在t3t4时间内，通过电阻R的电荷量为C在t3时刻穿过线圈平面的磁通量的变化率为2BSD在t3时刻电流表的示数为10(多选)(2017安徽“江南十校”联考)如图所示，处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中的矩形线框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.在t0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是()A矩形线框产生的感应电动势有效值为Bl1l2B矩形线框转过半周时，通过线框的电流为零C矩形线框转动一周时，通过线框的电流为D矩形线框在转动半周过程中产生的热量为11(多选)(2017江苏四市一模)如图甲所示为风力发电的简易模型图，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电流的表达式i0.6sin10t(A)B磁铁的转速为10 r/sC风速加倍时电流的表达式i1.2sin10t(A)D风速加倍时线圈中电流的有效值为 A12(2017东北三省四市模拟)某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，则下列说法正确的是()At0时刻发电机的转动线圈位于中性面B在1 s内发电机的线圈绕轴转动50圈C将此交流电接到匝数比是110的升压变压器上，副线圈的电压为2 200 VD将此交流电与耐压值是220 V的电容器相连，电容器不会被击穿课练32交流电的产生和描述1C由图象可知此交变电流的周期为2 s设交变电流的有效值为I，周期为T，则I2RT2R2R，解得I A，故选C.2BD根据交流电表达式通式为eemsint，可得4 rad/s，根据公式2f可得交流电的频率为2 Hz，故A错误该交流电的最大值为em10 V，所以有效值为E10 V，B正确当t0.5 s时，e0，电动势最小，C错误当t0时，e0，线圈平面处于中性面位置，D正确3C观察图乙可知，交流电Em20 V，可知电动势有效值为E20 V，周期T0.2 s，交流电的方向一个周期改变2次，每秒钟为5个周期，方向改变10次，选项B错误线圈和灯泡构成闭合回路，总电阻R1 9 10 ，电流I2 A，电压表测量路端电压，读数为U2 A9 18 V，选项A错误灯泡实际消耗的功率为PUI18 V2 A36 W，选项C正确电动势随时间变化的瞬时变化式为e20cos10t(V)，选项D错误4AC从电动势的图象看到，t0时刻，感应电动势为0，所以此时线圈平面与中性面重合，A正确从电动势的图象知a、b对应的周期之比TaTb23，因线圈转动的角速度，则a、b对应的转速之比nanb32，B错误a的周期为0.04 s，故a的频率为25 Hz，C正确由最大值UmnBS可知，二者最大值之比为32，则b表示的交变电动势的最大值约10 V，其有效值为5 V，D错误5BD由图可知，交流电的最大电压E20 V，周期T0.4 s，所以频率f2.5 Hz，故A错误、B正确；根据最大值与有效值关系可知有效值为U10 V，所以输出电压UU9 V，故C错误；输出功率为PI2R2R29 W18 W，故D正确6D由题意可知，线圈在t0时处于中性面位置，感应电动势最小，为0，A错误；1 s内线圈转过圈，每转一圈电流方向改变两次，所以1 s内电流方向改变次数为，B错误；电压表测量的是路端电压，P向下滑时，外电阻R阻值增大，电压表示数增大，C错误；线圈转动角速度增大时，由EnBS得，感应电动势有效值增大，电流有效值也增大，即电流表示数变大，D正确7CD由图乙知电动势有效值为6 V，电流为I0.6 A，所以电压表示数为UIR5.4 V，所以A错误；发电机的输出功率为PUI3.24 W，故B错误；由图乙知在1.0102 s时刻，线圈的电动势最小，等于零，故线圈处于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，故C正确；在0.5102 s时刻，线圈的电动势最大，根据法拉第电磁感应定律知，此时穿过线圈的磁通量变化率最大，所以D正确8C由图可知产生的正弦交流电的周期之比为23，则线圈先后两次转速之比为32，选项A错误；交流电a的周期为0.4 s，则交流电a的电压瞬时值u10sin5t(V)，选项B错误；由最大值UmnBS可知，二者最大值之比为32，交流电b的电压最大值为 V，选项C正确；在图中t0时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，选项D错误9CD设电压表的读数为U，根据电压有效值的概念应有T0，解得U110 V155.5 V，即电压表的示数应为155.5 V，由于线圈的自感作用，电阻R两端的电压应小于155.5 V，所以A、B错误；当不考虑线圈的自感作用时，电阻R消耗的功率为P W50 W，所以由于线圈的自感作用，电阻R消耗的功率一定小于50 W，所以C正确；根据电源电压图象可知，电源的电压最大值为311 V，电容器的耐压值不能小于311 V，所以D正确10A线圈从位置A转过90到达位置B的过程中，2BScos45BS，t，根据N，得NBS，故A正确。根据N，qtN，故B错误产生电动势的峰值EmNBS，则有效值E，则WQt，从A转过90过程中，电动势有效值不等于，故C错误线圈每经过中性面一次，电流方向改变，线圈从位置A转过90到达位置B的过程中，电流方向不变，故D错误11B线框从图示位置转过90的过程中，即在0内，穿过闭合线框的磁通量不变，线框内无感应电流；在转过90至180的过程中，即在内，线框中的感应电动势为EBL2，大小恒定不变，感应电流沿逆时针方向；在转过180至270的过程中，即在内，穿过闭合线框的磁通量不变，线框内无感应电流；在转过270至360的过程中，即在T内，线框中的感应电动势为EBL2，大小恒定不变，感应电流沿顺时针方向根据以上分析，画出一个周期内感应电动势Et图象(图象略)，利用电流的热效应计算感应电动势的有效值为U有，所以I有，选项B正确12ADP启动前电阻丝的功率P1，结合乙图可知电阻丝的功率P2，由有效值定义有0T，得P2，则知P12P2，A正确；P启动前所接电压的频率f Hz50 Hz，启动后所接电压的频率f Hz50 Hz，则B错误；电压表测有效值，启动前U有 V，又由启动前后功率关系可知，启动后U有U有0.7U有，则C错误，D正确加餐练1BC本题中导线框的半径旋转切割磁感线时产生大小不变的感应电流，故A项错误；两导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期相同，B项正确；在t时，两导线框切割磁感线的导线长度相同，且切割速度大小相等，故产生的感应电动势相等，均为EBR2，C项正确；两导线框中感应电流随时间变化的图象如图所示，故两导线框中感应电流的有效值不相等，D项错误2D发电机输出电压峰值是2Ne0，A、B错误；有效值是2Ne0Ne0，C错误、D正确3AC由图乙可知，Ema36 V，a rad/s25 rad/s，则曲线a表示的交变电动势瞬时值eaEmasinat36sin25t V，故A正确；由图乙知曲线a、b表示的交变电流的周期之比为TaTb(8102)(12102)23，由可知abTbTa32，所以曲线a、b表示的交变电动势的最大值之比EmaEmbNBSaNBSbab32，又有Ema36 V，则Emb24 V，故B错误；曲线a表示的交变电动势瞬时值ea36sin25t V，曲线b表示的交变电动势瞬时值eb24sint V，将t5102 s代入，得ea18 V，eb12 V，|ea|eb32，故C正确；由图乙知t6102 s时，a的电动势最大，对应线框的磁通量为0，b的电动势为0，对应线框的磁通量最大，故D错误4C由图知该电源电动势最大值为Em5 V，则有效值E5 V，通过电动机的电流为I A2 A，电动机是非纯电阻元件，电动机内阻r 2.5 ，电动机的发热功率P热I2rP总10 W，故A、B、D错误，C正确5A转动的半圆形导线切割磁感线，产生感应电动势直接给灯泡供电，因灯泡此时正常发光，则其功率为P，电阻为r，设线圈转速为n，则感应电动势的有效值E有，由P得：EPr，可求得：n，则A对、B错；线圈从图示位置转90的过程中通过灯泡的电荷量q，则C、D错6AD矩形线圈产生的感应电动势最大值EmNBS，由图示线圈位置可知开始计时时产生的感应电动势最大，则瞬时值表达式为eNBScost，A正确线圈从图示位置经过时间，磁通量变化量0，由qN可知，通过电流表的电荷量不为零，B错误电压表的示数U1不变，C错误由得U2，当P位置向上移动时，n1变小，则U2变大，又R不变，再由P可知副线圈消耗的功率P2变大，则可知原线圈的输入功率P1P2变大，再由I1知I1变大，电流表读数变大，D正确7D因灯泡正常发光，则副线圈两端的电压有效值为U26 V，通过灯泡的电流为I2 A1 A，电流表的示数为I1I20.5 A，原线圈两端电压的有效值为U1U212 V，矩形线圈产生电动势的有效值为12 V，最大值为EmBS12 V，得60 rad/s，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为e12sin60t V，矩形线圈的转速增大，产生的感应电动势增大，滑片P适当上移可以保持副线圈两端电压不变，小灯泡仍能正常发光8D由题知电动势有效值E10