【三维设计】高三物理第一轮复习 交变电流的产生及描述名师备选题库（含解析）.doc

教师备选题库：交变电流的产生及描述1.如图1所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴oo以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，则在t时刻()a线圈中的感应电动势最小b线圈中的感应电流最大图1c穿过线圈的磁通量最大d穿过线圈磁通量的变化率最小2.如图2所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是()a在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零b线圈先后两次转速之比为32c交流电a的瞬时值为u10sin5t (v) 图2d交流电b的最大值为5 v3.如图3所示的电路中，a是熔断电流i02 a的保险丝，r是可变电阻，s是交流电源。交流电源的内阻不计，其电动势随时间变化的规律是e220sin314t v。为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于()a110 b110 c220 d220 图34.矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图4所示，下列说法中正确的是()a交流电压的有效值为36 vb交流电压的最大值为36 v，频率为0.25 hzc2 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大图4d1 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快5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5甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则()图5at0.005 s 时线框的磁通量变化率为零bt0.01 s 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 311 vd线框产生的交变电动势频率为 100 hz6在如图6甲所示的电路中，电阻r的阻值为50 ，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是()图6a交流电压的有效值为100 vb电流表示数为2 ac产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/sd在1分钟内电阻r上产生的热量为1.2104 j7如图7中甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是()图7a图甲表示交流电，图乙表示直流电b两种电压的有效值相等c图甲所示电压的瞬时值表达式为u311sin100t vd图甲所示电压经匝数比为101的变压器变压后，频率变为原来的8一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图8所示。由图可知()图8a该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin(25t)vb该交流电的频率为25 hzc该交流电的电压的有效值为100 vd若将该交流电压加在阻值为r100 的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 w9一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9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()图9a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 j10.如图10所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为t，转轴o1o2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60角时的感应电流为1 a。那么()a线圈消耗的电功率为4 wb线圈中感应电流的有效值为2 a 图10c任意时刻线圈中的感应电动势为e4costd任意时刻穿过线圈的磁通量为sint11.如图11所示，矩形线圈abcd在磁感应强度b2 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r5 ，ab0.3 m，bc0.6 m，负载电阻r45 。求：(1)写出从图示位置开始计时线圈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；图11(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)。12如图12甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n100 匝，总电阻r1.0 ，所围成矩形的面积s0.040 m2，小灯泡的电阻r9.0 ，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为enbmscost，其中bm为磁感应强度的最大值，t为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：图12(1)线圈中产生感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的0时间内，通过小灯泡的电荷量。详解答案1解析：经过时间t，线圈转过的角度为，则该时刻磁通量为零，左、右两个边的速度刚好与磁感线垂直，由电动势eblv得此刻产生的感应电动势最大，磁通量的变化率最大，线圈中的感应电流最大，b正确，a、c、d错误。答案：b2解析：t0时刻穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故电压为零，a错；读图得两次周期之比为23，由转速得转速与周期成反比，故b正确；读图得a的最大值为10 v，5，由交流电感应电动势瞬时值表达式eemsint(v)(从中性面开始计时)得，u10sin5t(v)，故c正确；交流电的最大值emnbs，所以根据两次转速的比值可得，交流电b的最大值为10 v v，故d错。答案：bc3解析：该交变电流电动势的有效值为u v220 v，故电阻的最小阻值rmin 110 。答案：b4解析：由线框输出的交流电压随时间变化图像可知，交流电压的最大值为36 v，频率为0.25 hz，b正确；有效值则为36 v，a错误；2 s末，线框产生的感应电动势为零，所以此时线框平面垂直于磁场，c正确；1 s末，线框产生的感应电动势最大，此时线框平面平行于磁场，通过线框的磁通量变化最快，d错误。答案：bc5解析：t 0.005 s 时感应电动势最大，线框的磁通量变化率也最大，a错误。t 0.01 s 时感应电动势为零，穿过线框磁通量最大，线框平面与中性面重合，b正确。感应电动势的最大值 为 311 v，有效值则为 v，c错误。所产生电动势的周期为 0.02 s，频率等于周期的倒数，为50 hz，d错误。答案：b6解析：从题图乙中可以看出，交流电压的峰值为100 v，所以有效值u100 v，a项正确；通过电阻的电流iu/r2 a，b项正确；交流电的周期为t0.02 s，故角速度100 rad/s，c项错误；根据qt得，q1.2104 j，d项正确。答案：abd7解析：因大小和方向均随时间做周期性变化，故图乙电压表示的也为交流电，a错误；由图像知，相同时刻u1u2，故b错误；由题图甲知，该交流电压是正弦交流电压，um311 v，t2102s，则瞬时值uumsint v311sin100t v，故c正确；因变压器变压后输入电压与输出电压的频率相同，故d错误。答案：c8解析：从题图中可知，交流电周期t4102 s，峰值电压um100 v，故交流电的频率f25 hz，有效值u50 v。加在r100 的电阻上时的热功率p50 w，瞬时值表达式uumsint100sin(50t) v，故正确选项为b、d。答案：bd9解析：电动势的有效值为e v220 v，所以电流的有效值i a2.2 a，所以电压表的示数为uir2.295.0 v209 v，选项a错；交流电的频率为f50 hz，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项b错；灯泡实际消耗的功率为p灯i2r2.2295.0 w459.8 w，故选项c错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为qi2rt2.225.01 j24.2 j，选项d对。答案：d10解析：线圈转动角速度，线圈平面从与磁场方向平行开始计时，当转过60时，电流的瞬时值为iim cos 601 aim2 a，正弦交变电流有效值i a，b项错；线圈消耗的功率pi2r4 w，a项正确；由欧姆定律可知，感应电动势最大值emimr4 v，所以瞬时值表达式为e4 cost，c项正确；通过线圈的磁通量msin tmsint，由感应电动势的最大值embsmm解两式得：sintsint，d项错。答案：ac11解析：(1)电动势的最大值为emnbs1020.30.610 v113.04 v故瞬时值表达式eemcost113.04cos10t v(2)电流的有效值i1.6 a所以0.05 s内r上产生的热量qi2rt5.76 j(3)平均感应电动势为：n72 v平均感应电流为：1.44 a所以通过电阻r的电荷量为：qt0.072 c。答案：(1)e113.04cos10t v(2