（新课标）高考物理一轮总复习 课时跟踪训练33 第十章 交变电流 传感器 第1讲 交变电流的产生和描述（选修32）.doc

第1讲 交变电流的产生和描述一、选择题1(多选)如图中各图面积均为s的线圈均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ebssint的图是( )解析线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为ebssint，由这一原则判断，a图和c图符合要求；b图中的转轴不在线圈所在平面内；d图转轴与磁场方向平行，而不是垂直故a、c正确答案ac2一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示由图可知该交变电流()a周期为0.125 sb电压的有效值为10 vc电压的最大值为20 vd电压瞬时值的表达式为u10sin8t v解析由电压随时间的变化规律可知，周期为0.250 s，故a不对；电压的最大值为20 v，故电压的有效值为10 v ，b是正确的；c是不对的；电压瞬时值表达式中，最大值是10 v是不对的，应该是20 v，故d也不正确答案b3一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是()at0时刻，线圈平面与中性面垂直bt0.01 s时刻，的变化率最大ct0.02 s时刻，交流电动势达到最大d该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示解析由t图知，t0时，最大，即线圈处于中性面位置，此时e0，故a、d两项错误；由图知t0.04 s，在t0.01 s时，0，最大，e最大，则b项正确；在t0.02 s时，最大，0，e0，则c项错误答案b4(多选)(2015陕西渭南一模)如图所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻r1 ，外接r9 的电阻闭合开关s，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e10sin10t v，则()a该交变电流的频率为5 hzb外接电阻r两端电压的有效值为10 vc外接电阻r所消耗的电功率为10 wd电路中理想交流电流表a的示数为1 a解析交流电的频率f hz5 hz，故a正确；该电动势的最大值为10 v，有效值是10 v，外接电阻r两端电压的有效值u9 v9 v，故b错误；电路中电流为i a1 a，外接电阻r所消耗的电功率为pi2r9 w，故c错误，d正确答案ad5(2015福建福州二模)某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示，现用该电源对标称为“5 v10 w”的电动机供电电源内阻不计，下列说法正确的是()a电动机的内阻为2.5 b电动机的发热功率为10 wc通过电动机的电流为2 ad通过电动机的电流为2 a解析由题图知该电源电动势的最大值为em5 v，有效值为u5 v现用该电源对标称为“5 v10 w”的电动机供电，所以通过电动机的电流为i a2 a，由于电动机是非纯电阻电路，所以电动机的内阻r 2.5 ，故a、d错误，c正确；由于电动机是非纯电阻电路，所以电动机的发热功率p热p总10 w，故b错误答案c6(2015辽宁沈阳市郊联合体模拟)某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻r的阻值不随温度变化与r并联的是一个理想的交流电压表，d是理想二极管(它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大)在a、b间加一交变电压，瞬时值的表达式为u20sin100t v，则交流电压表示数为()a10 v b20 vc15 v d14.1 v解析由理想二极管的导电特点可知，交流电压表示数由t可得u10 v14.1 v，选项d正确答案d7一个匝数为100匝，电阻为0.5 的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化则线圈中产生交变电流的有效值为()a2 a b2 ac6 a d5 a解析01 s时间内，感应电动势为e1n/t1 v，电流为2 a,11.2 s内，感应电动势e2n/t5 v，感应电流为10 a，一个周期内发热量为irt1irt2i2r(t1t2)，得i2 a，b正确答案b8(2015湖北二模)如图所示电路中，电源电压u311sin100t v，a、b间接有“220 v440 w”的电暖宝、“220 v220 w”的抽油烟机、交流电压表及保险丝下列说法正确的是()a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解析电压表在交流电路中对应交流有效值，由于电源电压u311sin100t v，故有效值为220 v，所以a错误；因保险丝融化电流指有效值，电暖宝的电流i12 a，油烟机的电流i21 a，故保险丝的额定电流不能小于3 a，所以b错误；电暖宝是纯电阻电路，故电功率等于发热功率440 w，抽油烟机发热功率等于电功率减机械功率，即p热pp出，所以c错误；工作1 min抽油烟机消耗的电能为wpt1.32104 j，所以d正确答案d9如图甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为r2 矩形线圈在磁感应强度为b的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴oo匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器r的最大阻值为r0 ，滑动片p位于滑动变阻器中央，定值电阻r1r0、r2， 其他电阻不计从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合开关s，线圈转动过程中理想交流电压表示数是10 v，图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图象则下列正确的是()a电阻r2上的热功率为1 wb0.02 s时滑动变阻器r两端的电压瞬时值为零c线圈产生的e随时间t变化的规律是e10cos100t vd线圈开始转动到t s的过程中，通过r1的电荷量为 c解析根据电路连接的特点可以看出，外接电路部分的总电阻为rr1r0r010 ，由欧姆定律可知，外电路电流为i1 a，故可知r2的电流为0.5 a，电压为u2u v，所以可知其热功率为 w，故选项a错误；由图象可知，在0.02 s时磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，变阻器两端的电压瞬时值最大，所以选项b错误；线圈内阻分压urir2 v，故可知感应电动势的峰值为em(uur)12 v，故选项c错误；从线圈开始转动到 s时间内线圈转过了，而最大磁通量为mt，故通过r1的电荷量为q c，所以选项d正确答案d10(多选)(2015河南洛阳二模)海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值r15 的灯泡相连浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图乙中斜线部分)，如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数n200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度b0.2 t，线圈直径d0.4 m，电阻r1 .重力加速度g取10 m/s2，210.若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v0.4sint m/s.则下列说法正确的是()a波浪发电产生电动势e的瞬时表达式为e16sint vb灯泡中电流i的瞬时表达式为i4sint ac灯泡的电功率为120 wd灯泡两端电压的有效值为 v解析电动势为enbdv64sint v，a错误；电流i a4sint a，b正确；灯泡的电功率pi2r215 w120 w，c正确；灯泡两端电压的有效值为uir15 v30 v，d错误答案bc二、非选择题11(2015北京海淀区期末)如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长abcd50 cm，bcad20 cm，匝数n100，线圈的总电阻r0.20 ，线圈在磁感应强度b0.050 t的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴oo匀速转动，角速度100 rad/s.线圈两端通过电刷e、f与阻值r4.8 的定值电阻连接计算时取3.(1)从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式(2)求此发电机在上述工作状态下的输出功率(3)求从线圈经过中性面开始计时，经过周期时间通过电阻r的电荷量解析(1)线圈产生感应电动势的最大值emnbabbc，解得em150 v，感应电动势随时间变化的表达式eemsint150sin100t v.(2)线圈中感应电动势的有效值e75 v106 v，电流的有效值i a21.2 a，交流发电机的输出功率即为电阻r的热功率pi2r21.224.8 w2.16103 w.(3)根据法拉第电磁感应定律有n，根据欧姆定律得，又qt，联立解得q0.10 c.答案(1)150sin100t v(2)2.16103 w(3)0.10 c12(2015陕西咸阳质检)如图所示，一个面积s0.2 m2的单匝圆形线圈，m、n两端间距很小可以忽略，线圈处于变化的磁场中，磁场的磁感应强度按bsin(100t) t的规律变化线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为ebmscos(t)，其中bm为磁感应强度的最大值，为磁场变化的角速度，线圈的电阻r2 ，外接电阻r18 .(电压表为理想交流电压表)求：(1)当t s时电压表的示数(2)变化的电流