高考物理 高考频点模拟题精选分类解析42 交变电流.doc

高考物理高频考点2012模拟题精选分类解析 高频考点42 交变电流1（2012年北京东城二模）在一支氖管两端加一个正弦交流电压u=50sin(314t) v。当氖管两端电压达到或超过u0=25v时，氖管就能发光。则在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为 a0.2s b0.02s c0.01s d0.005s 6.答案：c解析：由=314，解得此交流电的一个周期为t=0.02s，当氖管两端电压达到或超过u0=25v时，氖管就能发光。则在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为t/2，即0.01s，选项c正确。2. （2012年5月6日河南六市联考理综物理）一个100匝的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电动势e随时间t变化的关系如图所示，图线为正弦曲线，那么a该交流电的电动势有效值为220vb该交流电的电动势有效值为110vct=1.5s时，穿过线圈的磁通量变化率最大d穿过线圈的磁通量最大值为2.2wb2.答案：bcd解析：该交流电的电动势最大值为220v，有效值为110v，选项a错误b正确；由图线可知，t=1.5s时，感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量变化率最大，选项c正确。由图线可知=1rad/s, 由em=nbs=220v可知，穿过线圈的磁通量最大值为m=bs=em/n=2.2wb，选项d正确。3（2012年4月北京通州区模拟）图1、图2分别表示两种电压随时间变化的图象，其中图1所示电压按正弦规律变化，图2所示电压是“锯齿”形规律变化。下列说法中正确的是 图1 图2a图1表示交流电，图2表示直流电 b两种电压的有效值相等，都是220vc图1所示电压的瞬时值表达式为u311sin50t vd图1所示电压在经过匝数比为101的理想变压器变压后，频率保持不变b图1311311o0.010.02t/se/v图24（2012年3月江苏三校联考）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1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则at=0.005s时线框的磁通量变化率为零bt=0.01s时线框平面与中性面重合c线框产生的交变电动势有效值为311vd线框产生的交变电动势的频率为100hz. 答案：b 解析：t=0.005s时线框中产生的感应电动势最大，线框的磁通量变化率最大，磁通量为零，选项a错误；t=0.01s时产生的感应电动势为零，线框平面与中性面重合，选项b正确；线框产生的交变电动势最大值为311v，选项c错误；线框产生的交变电动势的周期为0.02s，频率为50hz，选项d错误。灯泡熔断器5（2012年3月山东潍坊一模）如图所示，匝数为100匝的矩形线圈abcd处于磁感应强度b= t的水平匀强磁场中，线圈面积s=0.5m2，内阻不计线圈绕垂直于磁场的轴以角速度=10 rad/s匀速转动。线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12v，12w”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是a通过灯泡的交变电流的频率是50hzb变压器原、副线圈匝数之比为l01c矩形线圈中产生的电动势的最大值为120vd若将灯泡更换为“12v24w”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速6. （2012年3月福州质检）有一不动的矩形线圈abcd，处于范围足够大的可转动的匀强磁场中。如图所示，该匀强磁场是由一对磁极ns产生，磁极以oo为轴匀速转动。在t=0时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极n离开纸面向外转动。规定由abcda方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是.答案：c解析：磁极以oo为轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相反方向转动。产生的感应电流方向为abcda。在t=0时刻，磁场的方向与线圈平行，感应电流最大，所以能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是图c。oabcdbo7（2013年3月吉林二模）如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴oo匀速转动，沿着oo方向观察，线圈沿顺时针方向转动。已知匀强磁场的磁感强度为b，线圈匝数为n，ab边的边长为l1，ad边的边长为l2，线圈电阻为r，转动的角速度为w，则当线圈转至图示位置时a线圈中感应电流的方向为abcdab线圈中的感应电动势为2nbl2wc穿过线圈磁通量随时间的变化率最大d线圈ad边所受安培力的大小为n2b2l1l2w/r,方向垂直纸面向里8（2012河北衡水第五次调研）如右图所示，有一矩形线圈，面积为s，匝数为n，内阻为r，绕垂直磁感线的对称轴oo/以角速度匀速转动，从图示位置转900的过程中，下列说法正确的是a 通过电阻r的电量b 通过电阻r的电量q=c 外力做功平均功率p=d 从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为enbssint8.答案：bc解析：从图示位置转900的过程中，磁通量变化=bs，通过电阻r的电量q=it=t=n=，选项a错误b正确；矩形线圈绕垂直磁感线的对称轴oo/以角速度匀速转动，产生的感应电动势最大值em=nbs，感应电流有效值为i=，外力做功平均功率p=ei=i2(r+r)=，选项c正确；从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为enbssin(t+/2),选项d错误。灯泡熔断器9（浙江省六校2012年2月联考）如图所示，50匝矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度大小b=t的水平匀强磁场中，线框面积s=0.5m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴oo以角速度=200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220v，60w”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10a，下列说法正确的是a图示位置穿过线框的磁通量为零b线框中产生交变电压的有效值为500vc变压器原、副线圈匝数之比为2511d变压器输出端最多能并联83只60瓦的灯泡答案：cd解析：图示位置穿过线框的磁通量最大，选项a错误；线框中产生交10（2012湖南2月联考）一交流发电机的线圈电阻为1，将其输出端接在电阻为10的电阻丝上，其输出电压从某时刻开始随时间变化的图象如图所示，则 （ ）a线圈转动的角速度为100rad/sb交流发电机的电动势最大值为200vc电阻丝的发热功率为2kwd若将此发电机接在匝数比为12的理想变压器上可使输出频率提高1倍答案：c解析：根据得 rad/s，a项错；图象中输出电压最大值为200v，由于线圈有内阻，则其电动势最大值大于200v，b项错；电阻丝的发热功率为=2kw，c项正确；理想变压器可以改变输出电压，不能改变输出频率，d项错。11（2012安徽合肥一模）一台发电机的结构示意图如图i所示，其中n、s是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状。m是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯m中心的固定转轴匀速转动。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场。若从图示位置开始计时电动势为正值，下列图象中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是（ ）11.答案：d解析：由于磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场，线圈绕铁芯m中心的固定转轴匀速转动过程中，都垂直切割磁感线，所以能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是图d。灯泡ii变暗，选项c错误d正确。12. （2012年2月西安五校联考）如右图所示，n匝矩形导线框以角速度在磁感应强度为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、理想电流表和二极管d。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图示位置电流为0 br两端电压的有效值u=nbsc一个周期内通过r的电荷量q=2bs/r d交流电流表的示数i=nbs12.答案：d解析：图示位置电流不为0，选项a错误；由于接有二极管，二极管d具有单向导电性，由(nbs)2 rt/2=u2/rt解得r两端电压的有效值u=nbs/2，交流电流表的示数i=nbs，选项b错误d正确；一个周期内通过r的电荷量q=2nbs/r，选项c错误。13. （河北省唐山市2012届高三下学期第一次模拟）一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示，则a. t1时刻穿过线圈的磁通量为零b. t2时刻穿过线圈的磁通量为零c. t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零d. t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零13答案：ad解析：t1时刻穿过线圈的磁通量为零，感应电动势最大；t2时刻穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零；t3时刻穿过线圈的磁通量变化率最大，感应电动势最大；t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零，感应电动势为零，选项ad正确。第20题图14（2012年2月陕西师大附中第四次模拟）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象，当只改变线圈的转速后，产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下说法正确的是 a线圈先后两次转速之比为23 b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交流电的有效值之比为32，选项d错误。15（2012年2月宁波八校联考）如图所示电路，电阻r1与电阻r2阻值相同，都为r，和r1并联的d为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在a、b间加一正弦交流电u20sin100t（v），则加在r2上的电压有效值为a10v b20v c15v d5v图13bro1o2cd甲tb0乙t1b10bl2l116（10分）（2012北京海淀期末）如图13甲所示，长、宽分别为l1、l2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴o1o2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环c、d（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻r相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度b的大小随时间t的变化关系如图13乙所示，其中b0、b1和t1均为已知。在0t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度匀速转动。求：（1）0t1时间内通过电阻r的电流大小；（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻r产生的热量；（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90的过程中，通过电阻r的电荷量。解析：（1）0t1时间内，线框中的感应电动势 e=n（2分）根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻r的电流i=（1分）（2）线框产生感应电动势的最大值 em=nb1 l1l2（1分）17.（2012年5月安徽省合肥三模）如图所示为一小型交变电流发电机的工作原理图，两磁极间的磁场可看成勻强磁场，磁 感应强度为b，矩形线圈abcd以恒定角速度绕垂直于磁场方向的固定轴oo逆时针方 向转动，矩形abcd关于oo 对称，已知矩形线圈共有n匝，边长为l1 ,bc边长为l2，线 圈电阻为r，外接电阻为r。(1) 在线圈位于如图所示的垂直于磁场方向的位置开始计时,规定由ab(或cd)方向 的感应电动势为正,推导出线圈中感应电动势e随时间t变化的表达式。(2) 求交流电流表（内阻不计）的读数。解析：.（1）从中性面开始经时间t，线圈abcd转至如图所示位置时，=t。此时对于线圈ab边上每根导线切割磁感线产生的感应电动势大小为e1=bl1v1x= bl1v1sin。线圈ab边上每根导线切割磁感线产生的感应电动势大