（新课标）河南省高考物理总复习 第10章 第1讲 交变电流的产生和描述课时限时检测.doc

交变电流的产生和描述(时间：45分钟满分：100分)知识点题号易中难交变电流的产生和变化规律1、24、710交变电流的有效值和应用35、96交变电流的“四值”8交流发电机综合问题11、12一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分在每小题给出的四个选项中，16题只有一个选项正确，710题有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错或不选的得0分)1(2014贵阳一中检测)一只标有“220 v110 w”的灯泡，接在u311sin 314t v的电源上，则下列说法中正确的是()a灯泡不能正常发光b通过灯泡的电流为i0.45sin 314t ac与灯泡并联的交流电压表的示数为220 vd与灯泡串联的交流电流表的示数为0.03 a【解析】由u311sin 314t v，可知电压峰值umax311 v，有效值u220 v，灯泡能正常发光，故a错；电流的瞬时值表达式为i0.71sin 314t a，故b错；交流电压表的示数为电压有效值220 v，故c正确；交流电流表的示数为电流有效值0.5 a，故d错【答案】c2(2014曲阜一中模拟)一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e220 sin 100t(v)，那么()a该交变电流的频率是100 hzb当t0时，线圈平面恰好与中性面垂直c当t s时，e最大d该交变电流电动势的有效值为220 v【解析】根据交变电流的表达式可知该交变电流的频率f50 hz，有效值为220 v，a、d错；当t0时，e0，所以线圈平面恰好处于中性面，b错；当t s时，e有最大值220 v，c正确【答案】c3(2013北京市海淀区期末)将定值电阻r110 、r220 串联接在正弦交流电路中，通过电阻r2的电流i随时间t变化的情况如图10116所示则()图10116a通过r1的电流有效值是1.2 abr1两端的电压有效值是6 vc通过r2的电流有效值是1.2 adr2两端的电压有效值是6 v【解析】通过r1的电流有效值是0.6 a，r1两端的电压有效值是6 v，选项a错误，b正确；通过r2的电流有效值是0.6 a，r2两端的电压有效值是12 v，选项c、d错误【答案】b4(2014山东泰安质检)电阻r1、r2与交流电源按照图10117甲所示方式连接，r110 ，r220 .合上开关s后，通过电阻r2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示则()图10117a通过r1的电流有效值是 abr1两端的电压有效值是6 vc通过r2的电流最大值是 adr2两端的电压最大值是6 v【解析】首先从交变电流图象中找出交变电流的最大值即为通过r2的电流的最大值，为 a，由正弦交变电流最大值与有效值的关系im i，可知其有效值为0.6 a，由于r1与r2串联，所以通过r1的电流的有效值也是0.6 a，a、c错误；r1两端电压的有效值为u1ir16 v，b正确；r2两端电压的最大值为um2imr220 v12v，d错误【答案】b5将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图10118所示下列说法正确的是()图10118a电路中交变电流的频率为0.25 hzb通过电阻的电流为 ac电阻消耗的电功率为2.5 wd用交流电压表测得电阻两端的电压是5 v【解析】电路中交变电流的频率f25 hz，a错；通过电阻的电流应为有效值i a a，用交流电压表测得电阻两端的电压是 v，b、d错；电阻消耗的电功率pi2r2.5 w，c对【答案】c6.(2011安徽高考)如图10119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()图10119a.b.c. d.【解析】扇形闭合导线框切割磁感线的有效长度始终是半径l，各点的平均速度v，导线框进磁场和出磁场时有感应电流产生，由法拉第电磁感应定律和有效值的定义有：e，i2rt，可得i，故d正确，a、b、c错误【答案】d7(2013广东茂名期末)交流发电机电枢中产生的交变电动势为eemsin t，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，其它条件不变【解析】将磁感应强度增加一倍，其他条件不变，或将线圈的面积增加一倍，其他条件不变，选项b、c正确【答案】bc8.图10120(2014山东青岛二中测试)一交变电流的图象如图10120所示，由图可知()a用电流表测该电流其示数为14.1 ab该交流电流的频率为50 hzc该交流电流通过10 电阻时，电阻消耗的电功率为1 000 wd该交流电流瞬时值表达式为i14.1sin 628t a【解析】根据图象知交流电的有效值为10 a，则电流表示数为有效值10 a，a项错；周期t0.01 s，频率为100 hz，b项错；通过10 的电阻，电功率pi2r1 000 w，c项正确；瞬时值表达式为iimsin t14.1sin 200t a14.1sin 628t a，d项正确【答案】cd9(2013山东青岛二中测试)一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴转动，形成如图10121所示的交变电动势图象，根据图象提供的信息，以下说法正确的是()图10121a线圈转动的角速度为 rad/sb电动势的有效值为14.1 vct1.0102 s时，线圈平面和磁场方向的夹角为30dt1.5102 s时，穿过线圈平面的磁通量最大【解析】角速度 rad/s，a项正确；电动势的有效值e14.1 v，b项正确；电动势的瞬时值e20sin t (v)，将t1.0102 s代入该式，解得，这是线圈从中性面开始转过的夹角，故线圈平面和磁场方向的夹角为30，c项正确；t1.5102 s时，线圈平面与磁场平行，磁通量最小，d项错【答案】abc10.(2013山东高考)图10122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象如图乙所示，以下判断正确的是()图10122a电流表的示数为10 ab线圈转动的角速度为50 rad/sc0.01 s时线圈平面与磁场方向平行d0.02 s时电阻r中电流的方向自右向左【解析】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倍，电流表的示数为10 a，选项a正确；因为交流电的瞬时值为i10cos t，根据图乙可知，交流电的周期为t2102 s，则线圈转动的角速度为100 rad/s，选项b错误；0时刻线圈平面与磁场平行，t0.01 s，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；0.02 s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【答案】ac二、非选择题(本题共2小题，共30分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(14分)如图10123所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 ，外接电阻r9 ，匀强磁场的磁感应强度为b t，当线圈以300 r/min的转速匀速转动时，求：图10123(1)转动中感应电动势的最大值和有效值；(2)电路中交流电压表和电流表的示数；(3)线圈从图示位置转过90的过程中通过电阻r的电量【解析】(1)emaxnbs1000.052 v50 ve25 v35.4 v.(2)电流表示数：i3.54 a电压表示数：uir3.549 v31.86 v.(3)从图示位置转过90的过程中，n，又因为，所以qt0.16 c.【答案】(1)50 v35.4 v(2)31.86 v3.54 a(3)0.16 c12(16分)如图10124所示为交流发电机示意图，矩形线圈的匝数n50匝，每匝线圈的边长lab0.4 m，lbc0.2 m，矩形线圈所在处的匀强磁场的磁感应强度b0.2 t，线圈总电阻r1 ，外接电阻r9 ，线圈以n r/s的转速在磁场中匀速转动求：图10124(1)线圈中产生的感应电动势的最大值；(2)若线圈从通过中性面时开始计时，写出回路中电流随时间变化的关系式；(3)交流电压表和电流表的读数；(4)此交流发电机的总功率和输出功率【解析】矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的是交变电流从线圈通过中性面时开始计时，交变电流的表达式为正弦函数电压表和电流表的读数为交变电流的有效值(1)emaxnbsnblablbc500.20.40.22 v160 v.(2)2n200 rad