（全国通用）高考物理总复习 10.1交变电流的产生和描述考题演练（含解析）.doc

【全程复习方略】（全国通用）2016届高考物理总复习 10.1交变电流的产生和描述考题演练（含解析）1.(2013福建高考)如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0,外接r=9.0的电阻。闭合开关s,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=102sin10t(v),则()a.该交变电流的频率为10hzb.该电动势的有效值为102vc.外接电阻r所消耗的电功率为10wd.电路中理想交流电流表的示数为1.0a【解析】选d。据=2f知该交流电的频率为5hz,a错;该交流电电动势的最大值为102v,有效值e=10v,b错;i=er+r=1.0a,p=i2r=9w,c错,d对。2.(2013海南高考)通过一阻值r=100的电阻的交变电流如图所示,其周期为1s。电阻两端电压的有效值为()a.12vb.410vc.15vd.85v【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点：(1)根据电流的热效应在一个周期内分段计算交变电流的有效值。(2)根据图像确定一个周期的时间。【解析】选b。根据图像,一个周期t=1s,设该交变电流的有效值为u,00.4s的时间间隔为t1=0.4s,0.40.5s的时间间隔t2=0.1s,根据电流的热效应,由2(i12rt1+i22rt2)=u2tr,解得u=410v,b正确。3.一台电风扇的额定电压为交流220v,在其正常工作过程中,用交流电流表测得某一段时间内的工作电流i随时间t的变化如图所示。这段时间内电风扇的用电量为()a.3.910-2度b.5.510-2度c.7.810-2度d.11.010-2度【解题指南】根据电流的变化情况分段计算电功。“度”是电功常用单位,1度=1kwh。【解析】选b。测出的电流和电压均为交流电的有效值,在这段时间内用电量w=u(i1t1+i2t2+i3t3)=220(0.3600+0.4600+0.22 400)j=1.98105j=5.510-2度,选项b正确。4.一个小型电热器若接在输出电压为10v的直流电源上,消耗电功率为p;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为p2。如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为()a.5vb.52vc.10vd.102v【解析】选c。由题意可知,在直流电源上p=u12r=100r,在交流电源上,p2=u22r,解得u2=50v,最大值um=2u2=10v,故本题选c。5.(多选)(2013山东高考)图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极n、s间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴oo沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是()a.电流表的示数为10ab.线圈转动的角速度为50rad/sc.0.01s时线圈平面与磁场方向平行d.0.02s时电阻r中电流的方向自右向左【解析】选a、c。电流表示数显示的是交流电的有效值,正弦交流电的电流有效值等于最大值的22倍,电流表的示数为10a,选项a正确;因为交流电的瞬时值为i=102cost,根据图乙可知,交流电的周期为t=210-2s,则线圈转动的角速度为=2t=100rad/s,选项b错误;0时刻线圈平面与磁场平行,t=0.01s=t2,t时间内线圈转过弧度,线圈平面与磁场方向平行,选项c正确;0.02s时的情况与0时刻的情况相同,根据右手定则可以判定,此时通过电阻r的电流方向自左向右,选项d错误。6.(多选)(2014茂名模拟)交流发电机电枢中产生的交变电动势为e=emsint,如果要将交变电动势的有效值提高一倍,而交流电的周期不变,可采取的方法是()a.将电枢转速提高一倍,其他条件不变b.将磁感应强度增加一倍,其他条件不变c.将线圈的面积增加一倍,其他条件不变d.将磁感应强度增加一倍,线圈的面积缩小一半,其他条件不变【解析】选b、c。交变电动势最大值em=nbs,有效值u=em2=nbs2,提高转速时周期发生变化,故a错。选项b、c均可实现u增大一倍而周期不变,b、c正确。据选项d中提供的条件,u不变,故d错误。7.为了研究交流电的产生过程,小张同学设计了如下实验构思方案：第一次将单匝矩形线圈放在匀强磁场中,线圈绕转轴oo1按图示方向匀速转动(ab向纸外,cd向纸内)。并从图甲所示位置开始计时。此时产生的交流电如图乙所示。第二次他仅将转轴移至ab边上,第三次他仅将转轴右侧的磁场去掉,关于后两次的电流图像,下列说法正确的是()a.第二次是a图b.第二次是c图c.第三次是b图d.第三次是d图【解析】选d。第二次将转轴移到ab边上产生感应电流,同第一次相同,第三次将oo1右侧磁场去掉,线圈在转动过程中只有一边切割,产生感应电动势的最大值为原来的12,因此选d。8.如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为b的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴oo匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与电阻r=10连接,与电阻r并联的交流电压表为理想电压表,示数是10v。图乙是矩形线圈中磁通量随时间t变化的图像。则()a.电阻r上的电功率为20wb.0.02s时r两端的电压瞬时值为零c.r两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100t(v)d.通过r的电流i随时间t变化的规律是i=1.41cos50t(a)【解题指南】-t图像与t-t(e -t)图像在数学上是互余关系,由-t图像可以得到e-t图像。【解析】选c。r上电功率p=u2r=10w,a错。0.02s时=0,t最大,此时r两端的电压瞬时值最大,b错。r两端电压的最大值为102v,=2t=100rad/s,因此r两端电压u=14.1cos100t(v),c正确。i=1.41cos100t(a),d错。故选c。9.如图所示电路中,电源电压u=311sin100t(v),a、b间接有“220v440w”的电暖宝、“220v220w”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是()a.交流电压表的示数为311vb.电路要正常工作,保险丝的额定电流不能小于3ac.电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍d.1min抽油烟机消耗的电能为1.32104j【解析】选d。由u=311sin100t(v)可知em=311v,有效值e=220v,故交流电压表的示数为220v,a错误;流过电暖宝的电流为i1=pu=2a,流过抽油烟机的电流为i2=1a,而流过保险丝的额定电流为交变电流的有效值,应为3a,b错误;电暖宝是纯电阻用电器,而抽油烟机是非纯电阻用电器,发热功率不是2倍关系,c错误;1min抽油烟机消耗的电能为w=pt=1.32104j,d正确。【总结提升】保险丝的熔断问题应使用有效值保险丝正常工作时的电流不能大于额定电流,否则会由于保险丝产生的热量过大而熔断,所以计算保险丝的额定电流时要用有效值。10.一个边长为6cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36。磁感应强度b随时间t的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为()a.210-5ab.610-5ac.2210-5ad.32210-5a【解析】选b。由法拉第电磁感应定律和欧姆定律e=t=sbt,i=er=srbt可得03s内,i1=(610-2)20.36610-33a=21