高考物理一轮复习 第13章 第1节 交变电流的产生和描述 电感和电容对交变电流课时闯关（含解析） 人教版.doc

2014届高考物理（大纲版）一轮复习课时闯关：第13章 第1节 交变电流的产生和描述 电感和电容对交变电流（含解析）一、选择题1如图所示的线圈中产生了交变电流的是()解析：选bcd.当线圈绕垂直于磁场的轴转动，磁通量发生变化，才能产生交变电流，b、c、d均符合要求，a项中线圈的磁通量不发生变化，故不产生交变电流2正弦交变电源与电阻r、交流电压表按照图甲所示的方式连接，r10 ，交流电压表的示数是10 v图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则()a通过r的电流ir随时间t变化的规律是ircos100t(a)b通过r的电流ir随时间t变化的规律是ircos50t(a)cr两端的电压ur随时间t变化的规律是ur5cos100t(v)dr两端的电压ur随时间t变化的规律是ur5cos50t(v)解析：选a.交流电压表示数为10 v，是有效值，故um10v，电阻上的交变电流与交变电压的变化趋势相同，电阻r上电流的最大值为10/10 a a，又因t0时，uum，故ircos100t(a)，ur10cos100t(v)，故选a.3.如图所示的电路中，三个完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻r、电感l和电容c串联成三个支路，当电路两端接入220 v、50 hz的交变电压时，三个灯泡的亮度相同，若保持交变电压大小不变，将其频率增大到100 hz，则将发生的现象是()a三灯泡亮度不变b三灯泡均变亮ca不变，b变亮，c变暗da不变，b变暗，c变亮解析：选d.因为电阻不随频率改变，而感抗随频率的增大而增大，容抗随频率的增大而减小，所以交流电的频率增大，电感支路的电流减小，电容支路的电流增大，电阻支路的电流不变，由此得出正确答案为d项4(2013长沙模拟)一个阻值为2 的线圈在匀强磁场中转动，产生的交变电动势为e10sin20t v，当该线圈与一阻值为8 的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是()at0时，线圈平面位于中性面bt0时，穿过线圈的磁通量为0c电阻的热功率为16 wd用电压表测路端电压时读数为11.3 v答案：a5(2012高考北京卷)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 v解析：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um u，可解出um10 v故c正确6小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个r10 的电阻构成闭合电路不计电路的其他电阻下列说法正确的是()a交变电流的周期为0.125 sb交变电流的频率为8 hzc交变电流的有效值为 ad交变电流的最大值为4 a解析：选c.由图象可以看出，此交变电流的周期为0.250 s，电压的最大值um20 v所以交变电流的频率为4 hz，a、b均错误；交变电流的最大值im2 a，有效值i a，c正确，d错误7(2013中山模拟)如图甲所示，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()a电阻r的功率为200 wb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如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍答案：abd8(2013株洲模拟)内阻不计的交流发电机产生的电动势e10sin50t v，所接负载的电阻r10 ，现把发电机的转速提高一倍，则()a负载两端电压的有效值将变为28.2 vb交流电的频率将变为50 hzc负载消耗的功率将变为20 wd负载消耗的功率将变为40 w解析：选bc.原来的电动势最大值为10 v，有效值为7.07 v，当发电机的转速提高一倍时，角速度增加一倍，频率也增加一倍，电动势最大值和有效值均增加一倍，表达式可以写为e20sin100t v，由此可以看出提高转速后频率变为50 hz，电动势有效值为14.14 v，负载消耗的功率将变为20 w故b、c正确9(2011高考天津卷)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，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()at0.005 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 hz解析：选b.线框中感应电动势与磁通量的变化率成正比，而t0.005 s时e最大，故a错误t0.01 s时e0，故b正确电动势有效值为311 v220 v，故c错误周期t0.02 s，频率f50 hz，故d错误二、非选择题10(2012高考江苏卷)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向匝数为n的矩形线圈abcd的边长abcdl、bcad2l.线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为b、方向始终与两边的运动方向垂直线圈的总电阻为r，外接电阻为r.求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小em；(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小f；(3)外接电阻上电流的有效值i解析：(1)bc、ad边的运动速度v感应电动势em4nblv解得em2nbl2.(2)电流im安培力f2nbiml解得f.(3)一个周期内，通电时间ttr上消耗的电能wirt，且wi2rt解得i.答案：(1)2nbl2(2)(3)11.如图所示，间距为l的光滑水平金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为b的匀强磁场中，一端接阻值为r的电阻质量为m的导体棒放置在导轨上，其电阻为r0.在拉力f作用下从t0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为vvmsint，不计导轨电阻求：(1)从t0到t时间内电阻r产生的热量(2)从t0到t时间内拉力f所做的功解析：(1)eblvblvmsintisint电流的有效值i在t0到t时间内在r上产生的热量为：qi2rt2r.(2)由vvmsint知：当t0时，v0当t时，vvm由功能关系得wfmvi2(rr0)mv.答案：见解析12.如图所示，一小型发电机内有n100 匝的矩形线圈，线圈面积s0.10 m2，线圈电阻可忽略不计在外力作用下矩形线圈在b0.10 t的匀强磁场中，以恒定的角速度100 rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴oo匀速转动，发电机线圈两端与r100 的电阻构成闭合回路求：(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值；(2)从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90角的过程中通过电阻r横截面的电荷量；(3)线圈匀速转动10 s，电流通过电阻r产生的焦耳热解析：(1)线圈中感应电动势的最大值emnbs3.14102 v.(2)设从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90角所用时间为t，线圈中的平均感应