2019届高考物理(人教版)第一轮复习课时作业3-2-10-1交变电流的产生和描述

1、第十章交变电流传感器第 1 课时交变电流的产生和描述基本技能练1如图所示，面积均为S 的单匝线圈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e BSsin t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e BS sin t，由这一原理可判断，A 图中感应电动势为e BSsin t；B 图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、 D 图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直。答案A2一个电炉上标有 “ 220 ,V1.5 kW ，”那么为了使它正常工作， 所使用的正弦交流电应是()A 电压最大值为220 V ，电流最

2、大值约为9.6 AB 电压最大值为311 V，电流最大值约为6.8 AC电压有效值为220 V ，电流有效值约为6.8 AD 电压有效值为311 V ，电流有效值约为9.6 A解析电压有效值为220 V ，最大值约为 311 V，电流有效值约为I P/U 6.8 A ，最大值约为9.6 A，选项C 正确。.答案C3 (多选 )如图 1 所示，是一个匝数n 10 匝的线圈在匀强磁场中沿垂直于磁场方向的固定轴转动时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象。关于线圈中的感应电动势，以下说法正确的是()图 1A 在 t1 0.1 s 时，线圈中的感应电动势最大B 在 t2 0.2 s 时，线圈中的感应电

3、动势最大C在 t3 0.3 s 时，线圈中的感应电动势改变方向D 在 t4 0.4 s 时，线圈中的感应电动势改变方向解析由题图可知，在t1 0.1 s 时，线圈中的磁通量最大，线圈转到中性面，感应电动势为零，A 错；在t2 0.2 s 时，线圈中的磁通量为零，线圈平面跟磁场平行，感应电动势最大，B 对；在 t3 0.3 s 时，线圈中磁通量又达到最大值，感应电动势为零，方向发生改变，C 对； t4 0.4 s 前后，线圈中的感应电动势的方向不变，D 错。答案BC4 (2014 ·北京朝阳区一模 )一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图2 所示。由图可知该交变电流()图 2A 周期

4、为0.125 s.B 电压的有效值为102VC电压的最大值为202VD 电压瞬时值的表达式为u 10 2sin 8 t(V)解析由图象可知，交变电流的周期为0.250 s，A 错误； 电压的有效值20U2V102 V ， B 正确；电压的最大值为20 V ，C 错误；电压瞬时值的表达式为u 20sin 8 t(V)， D 错误。答案B5 (2014 ·宁波正始中学检测)某交变电压为u 8sin(157t) V ，则()A 用此交流电作打点计时器的电源时，打点周期为0.02 sB 此交流电可作为电磁打点计时器的工作电源C把额定电压为8 V 的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光D 把击穿

5、电压为6 V 的电容器接在此电源上，电容器正常工作2解析根据 u 8sin(157t ) V 可知 T 157 rad/s ，解得周期为T 0.04 s，选项A错误；电磁打点计时器所接交流电源的频率不一定是50 Hz，若用该交流电作为电源，则打点时间间隔为0.04 s，选项 B 正确；额定电压8 V 指的是有效值，选项 C 错误；电容器击穿电压为6 V ，比最大值8 V 要小，因此该电容器不能正常工作，选项D 错误。答案B6 (多选 ) (2014 贵·州六校联盟一模)如图 3 所示，一个单匝矩形导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO 匀速转动，转动周期为T0。线圈产生的电动势的最

6、大值为Em，则().图 3A 线圈产生的电动势的有效为值 2EmB 线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值 为Em T02C线圈转动过程中磁通量变化率的最大值 为 EmD 经过 2T0 的时间，通过线圈电流的方向改变2 次Em解析线圈转动产生正弦交变电流，其电动势的有效为值 E2， A 错误；电2E Tm 0动势的最大值E BS ×2，mm，所以穿过线圈的磁通量的最大值m T0B 正确；线圈转动过程中磁通量变化率的最大值 即电为动势的最大值，C 正确；一个周期内电流的方向改变两次，两个周期内改变4 次，D 错误。答案BC7如图4 所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时

7、间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同 的电阻，则过经1 min 的时间，两电阻消耗的电功之比W甲 W乙 为()图 4.A 12B12C13D16解析电功的计算中，I 要用有效值计算。图甲中，由有效值的定义 得1 2R×2×10 2 01 2R×2×10 2 I12 R×6×10 222得 I133 A图乙中， I 的值不变， I21 A由 W UIt I甲 W 乙 13。2 Rt 可以得到 W2 Rt 可以得到W答案C8如图5 所示， N 匝矩形导线框以角速度 绕对称轴OO匀速转动，线框面积为S，线框电阻、电感均不计，在OO

8、 左侧有磁感应强为度B 的匀强磁场，外电路接有电阻R，理想电流表A ，那么可以确定的是()图 5A 从图示时刻起，线框产生的瞬时电动为势 e NB Ssin tB 交流电流表的示数I2NBS 4RC R 两端电压的有效值U 2 NBS2NBSD 一个周期内R 的发热量QRNBS 解析线框始终只有一半面积在磁场中，故瞬时电动势为e (2)sin t，电NBS 2NBS U2NBS 压有效值为U ，交流电流表示数I ，A、C 错22.4R4R.222UU2 NBS误， B 正确；一周期内R 的发热量 Q4R ，D 错误。R TR×答案B能力提高练9一个小型电热器若接在输出电压为10 V

9、的直流电源上，消耗电功率为P；若把P它接在某个正弦式交流电源上，其消耗的电功率为则此交流电源输出电压的最大值为2。如果电热器电阻不变，()A5V B5 2 V C10V D10 2 V22P U2U10解析根据 PR ，对正弦式交流电有2 R，所以正R ，对直流电有P弦式交流电的有效值为U PR102 2V ，故交流电源输出电压的最大值U m 2U 10 V ，故选项C 正确，选项A 、 B、 D 错误。答案C10 (2014 ·浙江温州一模 )某家用电路如图 6 所示， A、 B 间接有保险丝、交流电压表、 “220 V ，880 W ”的电饭锅及 “ 220 V ，220 W ”

10、的抽油烟机。现接入电压u 311sin 100 t( V) 的交流电，以下说法正确的是()图 6A 交流电压表的示数为311 VB 电饭锅发热功率是抽油烟机发热功率的4 倍C电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于5 AD 1 min 抽油烟机和电饭锅消耗的电能共为6.6× 103 J解析交流电压表的示数为有效值，若不考虑保险丝的电阻，交流电压表的示.311数为V 220 V ，A 错误；由公式P UI 知电路要正常工作，干路中电流为2.5 A ，所以保险丝的额定电流不能小于5 A， C 正确；电饭锅是纯电阻元件，抽油烟机是非纯电阻元件，B 错误； 1 min抽油烟机消耗的电能为W

11、Pt 1.32 × 104 J， D 错误。答案C11(多选 ) 面积都为S 且电阻相同的正方形线圈和圆形线圈，分别放在如图7 所示的磁场中，图甲中是磁感应强度为B0 的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T 绕2tOO 轴匀速转动，图乙中磁场变化规律为B B0cos，从图示位置开始计时，T则()图 7A 两线圈的磁通量变化规律相同B 两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C经相同的时间 t(t>T) ，两线圈产生的热量相同D 从图示位置时刻起，经T4时间，流过两线圈横截面的电荷量相同解析图甲中通过线圈的磁通量变化规律为 B0Scos2甲T t，图乙中通过线圈的磁通量变化规律为 B0S

12、cos2乙T t。由于两线圈的磁通量变化规律相同，则两线圈中感应电动势的变化规律相同，达到最大值的时刻也相同，有效值E2TE4时间，流过两线圈也相同。又因两线圈电阻相同，所以QRt 也相同。经过T横截面的电荷量q I ·4 也相同，故选项A 、 C、 D 正确。答案ACD.12如图8 所示，在xOy 直角坐标系中的第二象限有垂直坐标平面向里的匀强磁场，第四象限有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B。直角扇形导线框半径为L、总电阻为R，在坐标平面内绕坐标原点O 以角速度匀速转动。线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值是()图 822AI BLBLR

13、B I2RBL CI0DI2RT解析从图示位置转过90°角的过程中，即在0 4 时间内，线框中的感应电动1T势为 E2，感应电流沿顺时针方向； 在转过 90 °至 180 °的过程中， 即在2BL4T122 时间内，线框中的感应电动势仍为E 2BL，感应电流沿逆时针方向；在转过180 至° 270 °的 过程中，即T 3T12 4 时间内，线框中的感应电动势仍为E在在转过 270 °至 360 °的过程中， 即在 3T22，感应电流沿逆时针方向；BL4T时间内，线框中的感应电动势仍为E 122BL，感应电流沿顺时针方向。根据

14、有效2BL.值的定义知I答案B.2R 。13 (多选 ) 如图 9 甲所示，将阻值为R 5 的电阻接到内阻不计的正弦交变电源.上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小。对此，下列说法正确的是()图 9A 电阻R 两端电压变化规律的函数表达式为u 2.5sin(200 t) VB 电阻R 消耗的电功率为1.25 WC如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 A1D 这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为2解析图乙所示电流的最大值为I m 0.5 A ，周期为T 0.01 s，其角速度为2T 200

15、rad/s ，由欧姆定律得Um ImR 2.5V 。所以R 两端电压瞬时值的表达式为 u 2.5sin(200 t) V ，选项 A 正确；该电流的有效值为IIm，电阻 R2消耗的电功率为P I 2R，解得 P 0.625 W ， B 选项错误； A 的示数为有效值，该交变电流由图丙所示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生，当转速提升一倍时，电动势的最大值Em nBS 为原来的2 倍，电路中电流的有效值也是原来的2 倍，为 2×1.332A 1 A ，选项 C 错误；图乙中的正弦交变电流的有效.值为 1.34A 。图丁所示的交变电流虽然方向发生变化，但大小恒为0.5 A ，故有2效值之比

16、为1，选项 D 正确。2答案 AD14 (2014 ·山东临沂 5 月份三模 )如图 10 甲所示是一种振动发电装置的示意图，一个半径 r 0.10 m 、匝数 n 20 匝的线圈套在永久磁铁槽中，槽中磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右侧视图如图乙所示)，线圈所在位置磁感应强度B的大小均为0.60T，线圈的电阻 R1 0.50 ，它的引出线接有R2 9.50 B的小电珠 L ，A 为理想交流电流表。当线圈框架的P 端在外力作用下沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。若线圈往复运动的规律如图丙所示(v 取向右为正 )，则下列判断正确的是()图 10A 电流表的示数为0.24 AB 0.01 s 时回路中的电流最大