【三维设计】高三物理一轮 课时跟踪检测37 交变电流的产生及描述.doc

课时跟踪检测(三十七)交变电流的产生及描述高考常考题型：选择题计算题1(2012北京高考)一个小型电热器若接在输出电压为10 v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。如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为()a5 vb5 vc10 v d10 v2(2012广东高考)某小型发电机产生的交变电动势为e50 sin 100t(v)。对此电动势，下列表述正确的有()a最大值是50 vb频率是100 hzc有效值是25 vd周期是0.02 s3(2012宁波联考)如图1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u20sin(100t) v，则加在r2上的电压有效值为()a10 v b20 v 图1c15 v d5 v4(2012全国高考)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2所示。这段时间内电风扇的用电量为()图2a3.9102度 b5.5102度c7.8102度 d11.0102度5(2012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3所示。该匀强磁场是由一对磁极n、s产生，磁极以oo为轴匀速转动。在t0时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极n开始离开纸面向外转动，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()图3图46(2012合肥模拟)一台发电机的结构示意图如图5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，图6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()图5图67(2012河南联考)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7所示，图线为正弦曲线，那么()图7a该交流电的电动势有效值为220 vb该交流电的电动势有效值为110 vct1.5 s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2.2 wb8.在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd。线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合。线圈平面与磁场方向垂直。从t0时刻起，线圈以恒定角速度绕cd边沿如图8所示方向转动，规定线圈中电流沿abcda方向为正方向，则从t0到tt时间内，线圈中的电流i随时间t变化关系图象为() 图8图99(2012广东调研)如图10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象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线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 图10b线圈先后两次转速之比为32c交流电a的瞬时值为u10 sin(5t) vd交流电b的最大值为 v10.如图11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11c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(2013郑州模拟)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enbmscos t，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。12.如图13所示，匀强磁场b0.1 t，所用矩形线圈的匝数n100匝，边长ab0.2 m，bc0.5 m，以角速度100 rad/s绕oo轴匀速转动。当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式。(2)由t0至t过程中的平均电动势的大小。 图13(3)该交变电流的电动势有效值是多少？答 案课时跟踪检测(三十七) 交变电流的产生及描述1选c设该电热器的电阻为r，题中正弦交流电源输出电压的有效值为u，则p/2u2/r；加直流电时，p(10 v)2/r；又由最大值umu，可解出um10 v。故只有选项c正确。2选cd最大值em50 v，有效值为e25 v，频率为50 hz，周期为t0.02 s，所以c、d正确。3选d由二极管的单项导电性可知，若二极管导通，加在r2上的电压波形为半个周期最大值为20 v，若二极管截止，r1、r2串联，则r2上的电压半个周期最大值为10 v。由有效值的定义可得加在r2上的电压有效值为5 v，选项d正确。4选b根据电流的变化情况，分段计算求电功，w1i1ut10.32201060 j3.96104 j，w2i2ut20.42201060 j5.28104 j，w3i3ut30.22204060 j1.056105 j，则总功ww1w2w31.98105 j5.5102度，选项b正确。5选c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，由右手定则可知，产生的感应电流方向为abcda；在t0时刻，磁场的方向与线圈平行，感应电流最大，故选项c正确。6选d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。7选bcd该交流电的电动势最大值为220 v，有效值为110 v，选项a错误，b正确；由图线可知，t1.5 s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1 rad/s，由emnbs220 v可知，穿过线圈的磁通量最大值为mbsem/n2.2 wb，选项d正确。8选b在0内，线圈在匀强磁场中匀速转动，故产生正弦式交流电，由楞次定律知，电流方向为负值；在t内，线圈中无感应电流；在t时，ab边垂直切割磁感线，感应电流最大，且电流方向为正值，故只有b项正确。9选bcdt0时刻线圈处于中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，a错误；由题中图象可知交流电a、b周期之比是23，所以线圈先后两次转速之比为32，b正确；交流电a的瞬时值为uumsin t10sin(t) v10sin (5t) v，c正确；又由umnbs可知ubm uam10 v v，d正确。10选ac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，电流的瞬时值表达式为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。11解析：(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期t3.14102 s，所以emnbms8.0 v。(2)电流的最大值im0.80 a，有效值i a，小灯泡消耗的电功率pi2r2.88 w。(3)在0时间内，电动势的平均值，平均电流，流过灯泡的电荷量qt4.0103 c。答案：(1)8.0 v(2)2.88 w(3)4.0103 c12解析：(1)感应电动势的瞬时值enbssin t，由