（测控导航）高考物理一轮 第十章《交变电流 传感器》第1课时基础知能提升训练题 新人教版.doc

第课时交变电流的产生和描述 【测控导航】知识点题号1.交变电流的产生及其变化规律1、4、102.交变电流的“四值”2、3、5、7、83.交变电流有效值的计算6、94.综合问题11、1218题为单选题;911题为多选题1.如图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动,不能产生正弦式交变电流的是(c)解析:选项a、b中闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向且过线圈平面的转轴匀速转动,满足产生正弦式交变电流的条件,能产生正弦式交变电流;选项c中转轴平行于磁场方向,转动过程中,穿过线圈的磁通量始终为零,故选项c中不产生正弦式交变电流;选项d中虽然只有一半线圈在磁场中,但是始终有一边切割磁感线按照正弦规律产生感应电动势,且一边出时,另一边恰好入,保证转动过程中感应电动势连续按照正弦规律变化,选项d中能产生正弦式交变电流.正弦式交变电流的产生条件是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,与线圈的形状、轴的位置无关.2.(2012合肥模拟)一个矩形线圈在匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,周期为t.从中性面开始计时,当t=112t时感应电动势为2 v,则此交变电动势的有效值为(a)a.22 vb.2 vc.2 vd.22v解析:由中性面开始计时,设e=emsin t,=2t,当t=112t时,e=2 v,则em=4 v,故电动势有效值e=22 v,故选项a正确.3.(2012年大纲全国卷)一台电风扇的额定电压为交流220 v.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(b)a.3.910-2度b.5.510-2度c.7.810-2度d.11.010-2度解析:由于电风扇正常工作,根据w=uit可得:w=220(0.310+0.410+0.240)60 j=1.98105j=5.510-2kwh,选项b正确.4.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图(甲)所示.已知发电机线圈内阻为5.0 ,现外接一只电阻为95.0 的灯泡,如图(乙)所示,则(d)a.电压表v的示数为220 vb.电路中的电流方向每秒钟改变50次c.灯泡实际消耗的功率为484 wd.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 j解析:由电动势的图像知,其最大值为2202 v,故有效值为220 v,电压表测量灯泡两端电压u=ir=22095.0+5.095.0 v=209 v,选项a错误;交流电的周期t=0.02 s,方向每秒改变100次,选项b错误;灯泡消耗的功率p=i2r=22095.0+5.0295.0 w=459.8 w,选项c错误;发电机内阻每秒产生的热量q=i2rt=22095.0+5.025.01 j=24.2 j,选项d正确.本题考查交流电的图像、最大值、有效值、频率、电热、电功率等知识,考查读图分析能力、推理判断能力及理解能力.5.(2012南通模拟)面积为s的两个电阻相同的线圈,分别放在如图所示的磁场中,图(甲)中是磁感应强度为b0的匀强磁场,线圈在磁场中以周期t绕oo轴匀速转动,图(乙)中磁场变化规律为b=b0cos 2tt,从图示位置开始计时,则(d)a.两线圈的磁通量变化规律不同b.两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同c.经相同的时间t(tt),两线圈产生的热量不同d.从此时刻起,经t/4时间,流过两线圈横截面的电荷量相同解析:图(甲)中的磁通量变化规律为甲=b0scos 2tt,图(乙)中的磁通量变化规律为乙=b0scos 2tt,故选项a错;由于两线圈的磁通量变化规律相同,则两线圈中感应电动势的变化规律相同,达到最大值的时刻也相同,有效值e也相同.又因两线圈电阻相同,所以q=e2rt也相同,故选项b、c错;经过t4时间,流过两线圈横截面的电荷量q=it4也相同,故选项d正确.6.(2012安徽合肥一中高三模拟)一个10 的电阻,它两端的电压u随时间t的变化规律如图所示,则(d)a.流过电阻的最大电流是22 ab.用交流电压表测量电阻两端的电压,其示数约为311 vc.电阻消耗的功率为9 680 wd.在交流电变化的前半个周期内,电阻产生的焦耳热是48.4 j解析:电压峰值为2202 v311 v最大电流为31110 a=31.1 a,电压有效值为220 v,电压表测的是有效值,电阻消耗的功率为p=u2r=220210w=4 840 w前半个周期电阻产生的焦耳热为q=pt2=48.4 j因此只有选项d正确.7.(2013攀枝花模拟)某交流发电机给灯泡供电,产生正弦式交变电流的图像如图所示,下列说法中正确的是(d)a.交变电流的频率为0.02 hzb.交变电流的瞬时表达式为i=5cos 50t(a)c.在t=0.01 s时,穿过交流发电机线圈的磁通量最大d.若发电机线圈电阻为0.4 ,则其产生的热功率为5 w解析:根据图像可知,im=5 a,t=2010-3 s=0.02 s,所以,交变电流的频率f=1/t=50 hz,瞬时表达式为i=imcos t=imcos 2tt=5cos 100t(a),所以选项a、b错误;在t=0.01 s时,交变电流的瞬时值最大,说明感应电动势最大,穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大,磁通量最小,选项c错误;该余弦交变电流的有效值为i有=im/2,若发电机线圈电阻为0.4 ,则其产生的热功率为p热=i有2r=5 w,所以选项d正确.8.(2013广安模拟)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像,当只改变线圈的转速后,产生正弦交流电的图像如图线b所示,以下说法正确的是(c)a.线圈先后两次转速之比为23b.通过线圈的磁通量最大值之比为32c.先后两次交流电的最大值之比为32d.先后两次交流电的有效值之比为32解析:根据图像可知,线圈先后两次转动的周期之比为23,又n=1/t,所以转速之比为32,选项a错误;先后两次穿过线圈的磁感应强度b和线圈的面积s均不变,所以通过线圈的磁通量最大值不变,即它们的比为11,选项b错误;先后两次交流电的最大值之比uamubm=nbsanbsb=ab=2na2nb=nanb=32,选项c正确;正弦交流电的有效值之比等于它们的最大值之比,所以先后两次交流电的有效值之比为32,选项d错误.9.有一交变电流如图所示,则由此图像可知(ab)a.它的周期是0.8 sb.它的峰值是4 ac.它的有效值是2 ad.它的频率是0.8 hz解析:由图像可读得t=0.8 s,f=1t=1.25 hz,故选项a对,d错;又由图像读得im=4 a,故选项b对;因为电流为非正弦式交流电,故有效值iim2=22 a,选项c错.10.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示.由图可知(bc)a.该交流电的电压瞬时值的表达式为u=200sin 50t(v)b.该交流电的频率为25 hzc.该交流电的电压的有效值为1002 vd.若将该交流电压加在阻值r=200 的电阻两端,则电阻消耗的功率为25 w解析:由题图像可知正弦交流电的周期t=0.04 s,则f=1t=25 hz,=2f=50 rad/s,所以该交流电的电压瞬时值的表达式为u=200sin 50t(v),选项a错误,选项b正确;该交流电的电压的有效值为2002 v=1002 v,则选项c正确;若将该交流电压加在阻值r=200 的电阻两端,则电阻消耗的功率为p=u2r=(1002)2200 w=100 w,则选项d错误.认清几个数值,即:ut图像中所标注200 v是最大值,函数表达式中的200 v也是最大值,代入公式计算电功率时利用的是2002 v=1002 v为有效值.11.(2013自贡模拟)有一种家用电器,图(甲)是其电路工作原理图,当电阻丝接在u=311sin 100t(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(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(ad)a.p启动后,电阻丝的功率变为原来的一半b.p启动后,电阻丝所接交变电压的频率变为原来的一半c.p启动后,电压表的读数大约是原来的0.5倍d.p启动后,电压表的读数大约是原来的0.7倍解析:装置p启动后,只有一半时间有电流通过,故电热丝的功率变为原来的一半,选项a正确;p启动后,交变电压的频率不变,选项b错误;p启动前,电压的有效值为u=3112 v,p启动后,由有效值的定义可得u2rt=31122rt2+0,解得u=3112 v,则电压表的读数与原来相比,uu=220.7,选项c错误,d正确.12.(2012长沙模拟)如图所示,矩形线框abcd在磁感应强度b=2 t的匀强磁场中绕轴oo以角速度=10 rad/s匀速转动,线圈共10匝,电阻r=5 ,ab=0.3 m,bc=0.6 m,负载电阻r=45 .求: (1)写出从图示位置开始计时线框中感应电动势的瞬时值表达式;(2)电阻r在0.05 s内产生的热量;(3)0.05 s内流过电阻r上的电荷量(设线圈从垂直中性面开始转动).解析:(1)电动势的最大值为em=nbs=1020.30.610v113.04 v故瞬时值表达式e=emcos t=113.04 cos 10t(v).(2)电流的有效值i=im2=em2(r+r)1.6 a所以0.05 s内r上产生的热量q=i2rt=5.76 j.(3)平均感应电动势为:e=nt=72 v平均感应电流为:i=er+r=1.44 a所以通过电阻r的电荷量为:q=it=0.072 c.答案:(1)e=113.04 cos