2014高考物理一轮复习作业30交变电流的产生和描述汇总

1、 活页作业（三十）交变电流的产生和描述 1. （2012 广东高考）某小型发电机产生的交变电动势为 e= 50sin（ 100 t）nV 对此电动势, F 列表述正确的有（ ） A 最大值是 50 2 V B. 频率是 100 Hz C. 有效值是 25 2 V D .周期是 0.02 s 解析：交变电动势 e= 50sin（ 100 n）V，最大值是 50 V，有效值是 25 2 V，频率是 50 Hz , 周期是 0.02 s,选项 C、D 正确. 答案：CD 2. （2013 河南六市联考）一个 100 匝的矩形线圈在匀强磁 场中绕垂直于磁场的轴匀速转动， 产生的电动势 变化的关系如图所

2、示，图线为正弦曲线，那么 A 该交流电的电动势有效值为 220 V B .该交流电的电动势有效值为 110 2 C. t = 1.5 n时，穿过线圈的磁通量变化率最大 D .穿过线圈的磁通量最大值为 2.2 Wb 解折：该交流电的电动势最大值为 220 V-有敖值为 ilM Vf选项注轄谋，E 正确; 由團践可知，:=1.5 TS时，感应电迫蛰最丸、由法拉第电徹感应定律，穿过藝圈的徹通量燮 化率癡九 选项 C正确.由国歩声知=1 rX 一、 =?-3$a-. = 220 可知，穿过找圈的 敵通量最尢值为工=弓 5=三工囚=：r 述项 D正确 薯奏 BCD 3. （2012 北京高考）一个小型电

3、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; P 若把它接在某个正弦交流电源上， 其消耗的电功率为 2如果电热器电阻不变，则此交流电源 输出电压的最大值为（ ） A . 5 V B . 5.2 V C. 10V D . 10 .2 V 102 u2 解析：由RT = 2RT,解得此交流电源输出电压的有效值为 =10 V，选项 C 正确. 答案：C50 V ,最大值为.2 50 V 4. （2013 合肥一模）一台发电机的结构示意图如图所示， 其中 是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状.M 是圆柱形铁芯, 铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯 M 中心的固定转轴匀速转动

4、磁 极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场若从图示位置开始计时电动势为正值, 下列图象中能正确反映线圈中感应电势 e 随时间 t 变化规律的是（ ） 鱸 f 由于磁极与铁搖之间的：隙申形成市 E 由丰膛的輻向磁场，践圈疑铁芯鳥申心 的因走转轴匀逮转动过程中，都垂直切旷加总戎，所以能玄确艮峡幾圈中感应电动勢皐隨时 阖 r 变化规律的 A D. 答 D 5. 在一支氖管两端加一个正弦交流电压 u = 50sin（314 t）V.当氖管两端电压达到或超过 Uo= 25 2 V 时，氖管就能发光.则在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为 （ ） A . 0.2 s B . 0.02 s C. 0

5、.01 s D . 0.005 s 2n 解析：由3= T = 314,解得此交流电的一个周期为 T= 0.02 s,当氖管两端电压达到或 超过 U0= 25,2 V 时，氖管就能发光则在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为 T/2 , 即0.01 s,选项 C 正确. 答案：C 6. （2011 天津高考）在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如 图 1 所示，产生的交变电动势的图象如图 2 所示，则（ ） A . t = 0.005 s 时线框的磁通量变化率为零 B. t = 0.01 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 V D .线框

6、产生的交变电动势频率为 100 Hz 图1 图2 解析：根据题图可知，t= 0.005 s 时，电动势为 311 V，根据法拉第电磁感应定律可知, 此时磁通量的变化率不为零，选项 A 错误；t = 0.01 s时，电动势为零，线框与中性面重合, Em 311 选项 B 正确；线框产生电动势的有效值 E 有=.2= 2V = 220 V，选项 C 错误；周期 T= 0.02 s,则频率f= 1/T = 50 Hz，选项 D 错误. 答案：B 7. （2011 安徽高考）如图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

7、于纸面的 O 轴以角速度 3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（ ） 2 BL 3 A. 2R 2BL23 C. 4R 答案：D & （2013 宁波联考）如图所示电路，电阻 R1与电阻 R2阻值相同，都为 R, 和 R1并联的 D 为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大 ）, 在 A、B 间加一正弦交流电 u = 20 2sin（100 nV，则加在 R2上的电压有效值 为（） A . 10V B. 20V C. 15V D. 5.10 V 解析：由二极管的单项导电性可知加在 R2上的电压波形为半个周期最大值为 20 . 2 V , 半个

8、周期最大值为 10.2 V .由有效值的定义可得加在 R2上的电压有效值为 5. 10 V，选项 D 正确. 答案：D 9. 一只“ 220 V 100 W”的灯泡接在 u= 311sin （314t） V 的交变电源上，则下列判断错 误的是（ ） A 在 1 min内，电流通过灯泡做的功是 22 000 J B .与灯泡串联的电流表的示数为 0.45 A C.与灯泡并联的电压表的示数为 220 V一 2BL23 B. 2R BL23 D. 4R 解析：切割磁感线产生的感应电动势为 1 E= 2BL 3, T 周有电动势的时间是 4，故根据 有效值定义有 1BL23 .R R4 = I2RT，

9、解得 BL23 I = 4R . D 通过灯泡的电流的表达式为 i = 0.64s in 314t A 解析：在 1 min内，电流通过灯泡做的功是 W= Pt = 100 x 60 J= 6 000 J, A 错误；从电 100 W 压瞬时值表达式知，电压有效值为 220 V，通过灯的电流 1 = 220V = 0.45 A，也是与灯泡串 联的电流表的示数，故 B 正确；电压表与灯泡并联，测得的也是灯泡的电压有效值，故示 数为 220 V，所以 C 正确；通过灯泡的电流的有效值为 0.45 A，故其最大值 Im = ,2x 0.45 A =0.64 A，故 D 正确. 答案：A 10. 一台

10、小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示. 线圈内阻为 5.0 雪现外接一只电阻为 95.0 Q的灯泡，如图乙所示，贝U （ 已知发电机 ） A .电压表 V 的示数为 220 V B. 电路中的电流方向每秒钟改变 50 次 C. 灯泡实际消耗的功率为 484 W D .发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 24.2 J 解析：A逸慕 由因象可知电动勢的有效值为二 0而电压表测量的是路端电压，其 r “麻 大小为*焉产菲沖 SMV, A跟 B 述由图象读出交变电流的周期为 =0.02 5,则频率产 1=站皿 一个周期肉电流的齐旬要改变 2：次，故每秒钟电流方向要 改燮 2X50=

11、100（次 C选项，灯泡实际诸耗的功率为卩=借 F r f A w； Dii 项，由焦耳定律得 0= J=24.2J i * J | * 11. （2013 北京海淀期末）如图甲所示，长、宽分别为 L1、L2的矩形金属线框位于竖直 平面内， 其匝数为 n,总电阻为 r， 可绕其竖直中心轴 OQ2转动.线框的两个末端分别与两 个彼此绝缘的铜环 C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻 R 相连.线框所在空 间有水平向右均匀分布的磁场， 磁感应强度 B 的大小随时间 t 的变化关系如图乙所示， 其中 B0、B1和 t1均为已知.在 0甘的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直； 甘时刻

12、 后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度 3匀速转动.求：X95 W=459.S (1) 0ti时间内通过电阻 R 的电流大小; (2) 线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻 (3) 线框匀速转动后，从图甲所示位置转过 90。的过程中，通过电阻 R 的电荷量. 解析* (1)0订时间内，线枢中的感应电动势为 根据阖合电路欧姆定律可知，逋过电阻二的电流次 匕践框产生感应电幼勢的最大陆耳=S3 占应电幼势的有效值三=占加心妙 通过电阻丘的电流的有敖值；匸亚:年护.歩耗转幼一周所需的时间产吕，此过程申，电 限 J?产生的热量为: 践框从副甲所示位置转过疋的过秽仁 平均叮应电动势三=

13、关=遥主 平均 A Ai 感应电流 J =詈异十 通过电限丸的电荷量q= : Ar=ji 答冀：见解析 12. (2012 安徽高考)图甲是交流发电机模型示意图在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，有 一矩形线圈 abed 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴 00 转动，由线圈引出的导线 ae 和 df 分别与两个跟线圈一起绕 00 转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷 保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻 R 形成闭合电路图乙是 线圈的主视图，导线 ab 和 ed 分别用它们的横截面来表示已知 ab 长度为 Li, be 长度为 L2,线圈以恒定角速度 3逆时针转动.(只考虑单匝线圈)R 产生的热量; (1) 线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导 t 时刻整个线圈中的感应电动势 ei的 表达式； (2) 线圈平面处于与中性面成 扣夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出 t 时刻整个 线圈中的感应电动势 e2的表达式； (3) 若线圈电阻为 r，求线圈每转动一周电阻 R 上产生的焦耳热.(其它电阻均不计) 髦祈：矩形践圈 於岀转幼过程中，只有 总和 也切割磁感线、役 总和 力的转幼速 Jt为 Pi 则二=妙 在 r 时刻，导践左和川因切割磁感践而