2011高三物理一轮复习 13.1 交变电流的产生和描述练习题

本栏目内容 学生用书中以活页形式单独装订成册 1 下图甲 乙分别表示两种电压的波形 其中图甲所示电压按正弦规律变化 下列说 法正确的是 A 图甲表示交流电 图乙表示直流电 B 两种电压的有效值相等 C 图甲所示电压的瞬时值表达式为 U 311sin 100 t V D 图甲所示电压经匝数比为 10 1 的变压器变压后 频率变为原来的 1 10 解析 因大小和方向均随时间做周期性变化的电流为交流电 故图乙电压表示交 流电 A 错误 由图象知 相同时刻 U1 U2 故 B 错误 由图甲知 该交流电压是正弦交 流电压 Um 311 V T 2 10 2 s 则瞬时值 u Umsin t V 311 sin 100 t V 故 C 正 2 T 确 因变压器变压后输入电压与输出电压的频率相同 故 D 错误 答案 C 2 如右图所示 矩形线圈 abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直 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 此时感应电流的方向 E R BS R 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 3 给额定功率为 60 W 额定电压为 220 V 的白炽灯泡加上如下图所示的电压 恰使 灯泡正常发光 则所加电压 U0的大小最接近于 A 440 V B 350 V C 310 V D 220 V 解析 由图 T 20 10 1 s 设白炽灯的电阻为 R 则由 P 和 W Pt 得 U2 R 8 10 1 20 10 1得 U0 350 V 故选 B U2 0 R 2202 R 答案 B 4 如右图所示 将 R 220 的电阻接入电压 u 311 sin 314t V 的交流电路中 则 A 电压表示数是 311 V B 电压表示数是 220 V C 电流表示数是 1 A D R 消耗的功率是 220 W 解析 u 311 sin 314t V 故电压的最大值 Um 311 V 电压的有效值 U Um 220 V 因此电压表示数是 220 V 所以选项 A 错 B 对 电流表示数是 2 I U R 1 A 所以选项 C 对 R 消耗的功率 P IU 220 W 所以选项 D 对 答案 BCD 5 如右图所示 矩形线框置于竖直向下的磁场中 通过导线与灵敏电流表相连 线框 在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动 图中线框平面处于竖直面内 下述说法正确 的是 A 因为线框中产生的是交变电流 所以电流表示数始终为零 B 线框通过图中位置瞬间 穿过线框的磁通量最大 C 线框通过图中位置瞬间 通过电流表的电流瞬时值最大 D 若使线框转动的角速度增大一倍 那么通过电流表电流的有效值也增大一倍 解析 本题考查电磁感应现象 基础题 线框在匀强磁场中匀速转动时 在中性 面即线框与磁感线垂直时 磁通量最大感应电动势最小 而在题中图示位置线框与磁感线 平行时 磁通量最小感应电动势最大 AB 错 C 对 电流的有效值 I 现在其余的 nBS 2R 量都不变 角速度增大一倍后 电流也增大一倍 D 正确 答案 CD 6 如图甲 两个相同的灯泡串联 并和电压表 电流表一起连接在正弦交变电源上 每只灯泡的电阻 R 110 如图乙是交变电源输出电压随时间 t 变化的图象 则 A 电压表读数是 311 V B 电流表读数是 A 2 C 每只小灯泡两端电压随时间变化的规律是 UR 311cos 100 t D 通过每只灯泡的电流随时间变化的规律是 i cos 100 t 2 答案 D 7 一个边长为 6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中 线框平面与磁场垂直 电阻 为 0 36 磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如下图所示 则线框中感应电流的有效值为 A 10 5 A B 10 5 A 26 C 10 5 A D 10 5 A 2 2 3 2 2 解析 由法拉第电磁感应定律和欧姆定律 E S I t B t E R S R B t 可得 0 3 s 内 I1 A 2 10 5 A 6 10 2 2 0 36 6 10 3 3 3 5 s 内 I2 A 3 10 5 A 6 10 2 2 0 36 0 6 10 3 2 于是可作出 i 随时间变化的图象如右图所示 由有效值的定义 Q直 Q交 I Rt1 I Rt2 I2Rt 2 12 2 12 10 10R 18 10 10R 5RI2 I 10 5 A 故 B 选项正确 6 答案 B 8 2009 年盐城模拟 阻值为 1 的电阻上通以交变电流 其 i t 关系如下图 则在 0 1 s 内电阻上产生的热量为 A 1 J B 1 5 J C 2 J D 2 8 J 解析 电阻上产生的热量等于每段时间内产生的热量之和 由 Q I2Rt 得 Q 12 1 0 2 J 22 1 0 3 J 22 1 0 3 J 12 1 0 2 J 2 8 J D 项正确 答案 D 9 二分频 音箱内有两个不同口径的扬声器 它们的固有频率分别处于高音 低音 频段 分别称为高音扬声器和低音扬声器 音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音 频电流按高 低频段分离出来 送往相应的扬声器 以便使电流所携带的音频信息按原比 例还原成高 低频的机械振动 上图为音箱的电路图 高 低频混合电流从 a b 端输入 L1和 L2是线圈 C1和 C2是电容器 A 甲扬声器是高音扬声器 B C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器 C L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器 D L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流 答案 BD 10 2009 年高考天津理综 如右图所示 单匝矩形闭合导线框 abcd 全部处于磁感应强 度为 B 的水平匀强磁场中 线框面积为 S 电阻为 R 线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以 角速度 匀速转动 线框中感应电流的有效值 I 线框从中性面开始转过 的过程中 通过导线横截面的电荷量 q 2 解析 电动势最大值 Em BS 有效值 E BS 由闭合电路欧姆定律可得 Em 2 2 2 I 电量 q t t E R 2BS 2RI E R R BS R 答案 1 2BS 2R BS R 11 有一交流电压的变化规律为 u 311 sin 314t V 若将一辉光电压是 220 V 的氖管 接上此交流电 则在 1 s 内氖管发光的时间是多少 解析 同交流电瞬时电压的变化规律 求得半个周期内瞬时电压大于 220 V 所对 应的时间 即可求得 1 s 内氖管发光时间 周期 T s U 220 代入 u 311 sin 314t V 中 可得在 2 1 50 0 内有 t1 s t2 s T 2 1 100 s 1 400 3 400 t 0 01 0 005 s t 100 t 0 5 s 1 s 为 100 个半周期 1 2 答案 0 5 s 12 如下图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图 其矩形线圈在匀强磁场中绕垂 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 按下图乙所示正弦规律变 化 求 1 交流发电机产生的电动势最大值 2 电路中交流电压表的示数 解析 1 交流发电机产生电动势的最大值 Em nBS 而 m