2011年高考物理二轮总复习 交变电流的产生及描述课时练习

用心 爱心 专心1 2011 年高考物理二轮总复习回归基础提分课时练习年高考物理二轮总复习回归基础提分课时练习 第十三章第十三章 第一课时第一课时 一 选择题 共 10 小题 每小题 6 分 共 60 分 在每小题给出的四个选项中至少有一 项符合题意 全部选对的得 6 分 漏选的得 3 分 错选的得 0 分 1 如图所示 矩形线圈 abcd 在匀强磁场中可以分别垂直于磁场 方向的轴 P1和 P2以相同的角速度匀速转动 当线圈平面转到与磁场 方向平行时 下列说法正确的是 A 线圈绕 P1转动时的电流等于绕 P2转动时的电流 B 线圈绕 P1转动时的电动势小于绕 P2转动时的电动势 C 线圈绕 P1和 P2转动时电流的方向相同 都是 a b c d D 线圈绕 P1转动时 dc 边受到的安培力大于绕 P2转动时 dc 边受到的安培力 解析 由法拉第电磁感应定律知 线圈绕 P1 P2轴转动到此位置时的电动势均为 E BS 电流均为 I 故 A 正确 B 错误 由右手定则知 此时感应电流的方 E R BS R 向为 a d c b a 故 C 错误 由 F BIL 可知两种情况下 dc 边所受安培力相等 所 以 D 错误 答案 A 2 四川三台中学 如图所示 将 R 220 的电阻接入电压 u 311sin 314tV 的交流电 路中 则 A 电压表示数是 311V B 电压表示数是 220V C 电流表示数是 1A D R 消耗的功率是 220W 解析 u 311sin 314tV 故电压的最大值 Um 311V 电压的有效值 U Um 220V 因此电压表示数是 220V 所以选项 A 错 B 对 电流表示数是 2 I U R 1A 所以选项 C 对 R 消耗的功率 P IU 220W 所以选项 D 对 答案 BCD 3 2010 百所名校联考 给额定功率为 60W 额定电压为 220V 的白炽灯加上如图所示的电压 恰使灯泡正常发光 则所 加电压 U0的大小最接近于 A 440V B 350V C 310V D 220V 解析 由图 T 20 10 1s 设白炽灯的电阻为 R 则由 P 和 W Pt 得 8 10 1 20 10 1得 U0 350V U2 R U2 0 R 2202 R 故选 B 答案 B 4 一正弦交流电压随时间变化的规律如图所示 由图可知 A 该交流电的电压瞬时值的表达式为 u 100sin25tV B 该交流电的频率为 25Hz C 该交流电的电压的有效值为 100V 2 D 若将该交流电压加在阻值为 R 100 的电阻两端 则电阻消耗的功率是 50W 用心 爱心 专心2 解析 由题图知 Um 100V T 4 10 2s 则 50 rad s f 25Hz 2 T 1 T 故 A 错误 B 正确 因电压的有效值 U 50V 故 C 错误 因 Um 22 P W 50W 故 D 正确 U2 R 50 r 2 2 100 答案 BD 掉了半周 如图所示 它的有效值是 A 2A B A C A D 1A 2 2 2 答案 D 6 内阻不计的交流发电机产生电动势 e 10sin50 tV 接有电阻 R 10 现在把发电 机的转速增加一倍 则 A 负载两端电压的有效值变为 28 2V B 交变电流的频率将变为 1000Hz C 负载消耗的功率将变为 20W D 负载消耗的功率将变为 40W 解析 由交流发电机产生的感应电动势的一般表达式 e NBS sin t 可知当转子 的转速增大一倍后 其最大值也增大一倍 所以感应电动势的表达式 e 20sin100 t V 电 阻两端电压的有效值为 U 14 1 V 交变电流的频率为 f 50 Hz 负载消 20 2 2 100 2 耗的功率 P 20W U2 R 答案 C 7 将硬导线中间一段折成不封闭的正方形 每边长为 l 它在磁感应强 度为 B 方向如图所示的匀强磁场中匀速转动 转速为 n 导线在 a b 两处通过电刷与外 电路连接 外电路接有额定功率为 P 的小灯泡并正常发光 电路中除灯泡外 其余部分的 电阻不计 灯泡的电阻应为 A B 2 l2nB 2 P 2 l2nB 2 P C D l2nB 2 2P l2nB 2 P 解析 不封闭的正方形在 磁场中转动产生正弦交流电 其产生交流电的最大值 Um Blv Bl l Bl2 2n 其有效值 U nB l2 由于灯泡正常发光功率为 P 由 Um 22 P 可得 r U2 R 2 l2nB 2 P 答案 B 8 年 10 月 1 日 在天安门广场举行了盛大的阅兵式和群众游行 中央人民广播电台 用心 爱心 专心3 和中央电视台对此进行了实况转播 二分频 音箱内有高音 低音两个扬声器 音箱要 将音频功率放大机传来的含有不同频率的混合音频电流按高 低音分离出来 送往相应的 扬声器 以使电流所携带的音频信号按原比例还原成高 低频的机械振动 如图为音箱的 电路简化图 高低频混合电流由 a b 端输入 L 是电感线圈 C 是电容器 则 A 甲扬声器是高音扬声器 B C 的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器 C 乙扬声器的振幅一定大 D L 的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器 解析 电感线圈 L 具有通低频阻高频的作用 所以甲扬声器中的电流是低频音频 电流 甲扬声器是低音扬声器 电容器 C 具有阻低频通高频的作用 所以乙扬声器中的电 流是高频音频电流 乙扬声器是高音扬声器 选项 A 错误 BD 正确 扬声器的振幅与通过 的电流大小及扬声器本身的特性有关 选项 C 错误 答案 BD 9 如图所示 单匝矩形线圈放置在磁感应强度为 B 的匀强磁 场中 以恒定的角速度 绕 ab 边转动 磁场方向垂直于纸面向里 线圈所围面积为 S 线圈导线的总电阻为 R t 0 时刻线圈平面与纸 面重合 有 cd 边正在向纸面外转动 则 A 线圈中电流 t 时刻瞬时值表达式为 i cos t BS R B 线圈中电流有效值 I BS R C 线圈中电流有效值 I 2BS 2R D 线圈消耗的电功率 P BS 2 R 解析 回路中感应电动势最大值 Em BS 电流最大值 Im t 0 时为 Em R BS R 中性面 故瞬时值表达式 i sin t 电流有效值 I P I2R 故 BS R Im 2 2BS 2R B2 2S2 2R A B D 错误 C 正确 答案 C 10 泰安模拟 如图所示 在两平行金属板中央有一个静止的电子 不计重力 当两板间加上如图所示的交变电压后 能使电子有可能往返运 动的电压是 用心 爱心 专心4 解析 由 A 图象可知 电子先做加速度减小的加速运动 T 时刻速度最大 由 1 4 T 到 T 做加速度增加的减速运动 T 时刻速度为零 从 T 到 T 电子反向做加速度减小 1 4 1 2 1 2 1 2 3 4 的加速运动 T 时刻速度最大 由 T 到 T 做加速度增大的减速运动 T 时刻速度为零 3 4 3 4 回到原位置 即电子能做往复运动 同样的方法可得 B C 也对 答案 ABC 二 论述 计算题 本题共 3 小题 共 40 分 解答时应写出必要的文字说明 计算公 式和重要的演算步骤 只写出最后答案不得分 有数值计算的题 答案 中必须明确数值和单位 11 磁铁在电器中有广泛的应用 如发电机 如图所示 已知一台 单相发电机转子导线框共有 N 匝 线框长为 l1 宽为 l2 转子的转动角 速度为 磁极间的磁感应强度为 B 试导出发电机的瞬时电动势 e 的表 达式 现在知道有一种强永磁材料钕铁硼 用它制成发电机的磁极时 磁 感应强度可增大到原来的 k 倍 如果保持发电机结构和尺寸 转子转动角速度 需产生的 电动势都不变 那么这时转子上的导线框需要多少匝 解析 取轴 Ox 垂直于磁感应强度 线框转角为 如图所示 线框长边垂直于纸 面 点 A B 表示线框长边导线与纸面的交点 O 点表示转轴与纸面的交点 线框长边的 线速度为 v l2 2 一根长边导线产生的电动势为 Bl1sin l2 2 一匝导线框产生的感应电动势为 e1 Bl1l2 sin N 匝线框所产生的电动势应为 eN NBl1l2 sin t 磁极换成钕铁硼永磁体时 设匝数为 N 有 由 eN eN 可得 N N k 答案 见解析 12 郑州模拟 如图所示 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 n 100 匝 总电阻 r 1 0 所围成矩形的面积 S 0 040m2 小灯泡的电阻 R 9 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 e nBmS cost 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 2 T 2 T 变化 求 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 用心 爱心 专心5 3 在磁感应强度变化的 0 时间内 通过小灯泡的电荷量 T 4 解析 1 由图象知 线圈中产生的交变电流的周期 T 3 14 10 2s 所以 Em nBmS 8 0V 2 nBmS T 2 电流的最大值 Im 0 80A 有效值 I A 小灯泡消耗的电功率 Em R r Im 2 2 2 5 P I2R 2 88W 3 在 0 时间内 电动势的平均值 T 4E nS B t 平均电流 I E R r nS B R r t 流过灯泡的电荷量 Q t 4 0 10 3C I nS B R r 答案 1 8 0V 2 2 88W 3 4 0 10 3C 13 海淀模拟 如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图 其矩形线圈的匀 强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 OO 匀速转动 线圈的匝数 n 100 电阻 r 10 线圈的两端经集流环与电阻 R 连接 电阻 R 90 与 R 并联的交流电压表为理想电 表 在 t 0 时刻 线圈平面与磁场方向平行 穿过每匝线圈的磁通量 随时间 t 按图乙所