导学教程高考物理总复习 第十章 交变电流 传感器 第一节 交变电流的产生和描述限时检测 新人教版.doc

交变电流的产生和描述限时检测(限时45分钟，满分100分)一、选择题(每小题6分，共54分)1 (2016青岛测试)一交流电压为u100sin 100t v，由此表达式可知a用电压表测该电压其示数为50 vb该交流电压的周期为0.02 sc将该电压加在“100 v、100 w”的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100 wdt1/400 s时，该交流电压的瞬时值为50 v解析电压有效值为100 v，故用电压表测该电压其示数为100 v，a项错误；100 rad/s，则周期t0.02 s，b项正确；该电压加在“100 v、100 w”的灯泡两端，灯泡恰好正常工作，c项错；t1/400 s代入瞬时值表达式得电压的瞬时值为100 v，d项错。答案b2某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流。现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象是解析线圈转速为正常时的一半，据2n知，周期变为正常时的2倍，又据emnbs知，最大值变为正常时的一半，结合我国电网交流电实际情况，知正确选项为b。答案b3如图所示，面积均为s的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场b中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势ebssin t的图是答案a4为了研究交流电的产生过程，小张同学设计了如下实验构思方案：第一次将单匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈绕转轴oo1按图10111甲所示方向匀速转动(ab向纸外，cd向纸内)，并从图甲所示位置开始计时，此时产生的交变电流如图乙所示。第二次他仅将转轴移至ab边上，第三次他仅将转轴右侧的磁场去掉，关于后两次的电流图象，下列说法正确的是图10111a第二次是a图b第二次是c图c第三次是b图 d第三次是d图答案d5 (2016江西联考)如图10112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10112a.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d6(2016江西联考)如图10113所示电路中，电源电压u311sin 100t(v)，a、b间接有“220 v、440 w”的电暖宝、“220 v、220 w”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是图10113a交流电压表的示数为311 vb电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 ac电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍d1 min抽油烟机消耗的电能为1.32104 j答案d7(多选)如图10114所示，矩形线圈abcd绕轴oo匀速转动产生交流电，在图示位置开始计时，则下列说法正确的是图10114at0时穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电流最大bt(t为周期)时感应电流沿abcda方向c若转速增大为原来的2倍，则交变电流的频率是原来的2倍d若转速增大为原来的2倍，则产生的电流有效值为原来的4倍答案bc8(多选)如图10115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，线圈逆时针方向转动，已知匀强磁场的磁感应强度为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，则当线圈转至图示位置时a线圈中感应电流的方向为adcba 图10115b线圈中的感应电动势为2nbl2c穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大d线圈ab边所受安培力的大小为答案ac9(多选)如图10116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、理想交流电流表a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交流电流表的示数inbs图10116b一个周期内通过r的电荷量qcr两端电压的有效值unbsd图示位置电流表的示数为0解析设回路中电流的有效值为i，由电流的热效应可知，()2rti2rt，i，a正确，d错误。电阻r两端电压的有效值uir，c错误。一个周期内通过r的电荷量q，b正确。答案ab二、计算题(共46分)10 (15分)如图10117甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r0.10 m、匝数n20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。在线圈所在位置磁感应强度b的大小均为b t，线圈的电阻为r10.50 ，它的引出线接有r29.5 的小电珠。外力推动线圈框架的p端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电珠。当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计)，求：图10117(1)小电珠中电流的最大值；(2)电压表的示数；(3)t0.1 s时外力f的大小。解析(1)由题意及法拉第电磁感应定律知道，由于线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的最大值为：emnblv2nbrvm。电路总电阻为r1r2，那么小电珠中电流的最大值为im a0.16 a。(2)电压表的示数为有效值uimr20.169.5 v0.76 v1.07 v。(3)当t0.1 s也就是时，外力f的大小为fnb2rimvm0.128 n。答案(1)0.16 a(2)1.07 v(3)0.128 n11 (15分)(2016郑州模拟)如图10118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10118(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。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如图10119所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为b。m和n是两个集流环，负载电阻为r，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：图10119 (1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置起转过转的时间内，负载电阻r上产生的热量；(3)从图示位置起转过转的时间内，通过负载电阻r的电荷量；(4)电流表的示数。解析(1)线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流。此交变电动势的最大值为e