(江苏专版)2023年高考物理总复习-课时作业四十二-交变电流的产生和描述

1、课时作业 四十二 交变电流的产生和描述(限时：45分钟)(班级_姓名_)1(多项选择)如下图为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接关于其工作原理，以下分析正确的是()第1题图 A在线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大 B在线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大 C在线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小D在线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小2小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方

2、向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO轴匀速转动，如下图线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，那么发电机输出电压 ()第2题图 A峰值是e0B峰值是2e0 C有效值是eq f(r(2),2)Ne0 D有效值是eq r(2)Ne03(多项选择)某小型发电机产生的交变电动势为e50sin100t(V)对此电动势，以下表述正确的有() A最大值是50eq r(2) V B频率是100 Hz C有效值是25eq r(2)V D周期是0.02 s4(多项选择)如图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动，转速与风速成正比某一风速时，线圈中产生的正

3、弦式电流如图乙所示，那么() 甲乙第4题图 A电流的表达式为i0.6sin(10t)A B磁铁的转速为10 r/s C风速加倍时电流的表达式为i1.2sin(10t)A D风速加倍时线圈中电流的有效值为0.6eq r(2)A5(多项选择)如下图，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度匀速转动设线圈转动到图示位置的时刻t0.那么()第5题图 A在t0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R的电流为0，电压表的读数也为0 B1秒钟内流过电阻R的电流方向改变eq f(,)次 C在电阻R的两

4、端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小 D在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变6如下图为一个经调控电路调节后加在电灯上的电压，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，那么现在电灯上电压的有效值为()第6题图 AUm B.eq f(Um,r(2) C.eq f(Um,3) D.eq f(Um,2)7(多项选择)电阻为1 的单匝矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如下图，现把交变电流加在电阻为9 的电热丝上，以下判断正确的是()第7题图 A线圈转动的角速度为100 rad/s B在00.005 s时间内，通过

5、电阻的电荷量为eq f(1,5) C C电热丝两端的电压为180 V D电热丝的发热功率为1800 W8一小型发电机可看成一匝数n1000匝、边长L20 cm、内阻r1 的正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，当转动周期T0.01 s时，用它给铭牌上标有“50 V，250 W的小电动机供电，恰能使其正常工作，电动机内阻r1 ，求：(1)电动机输出的机械功率；(2)发电机产生的电动势的最大值；(3)发电机内部磁场的磁感应强度B；(4)电动机由于某种原因被卡住，此时电动机内阻上的热功率9如下图，某兴趣小组设计了一种发电装置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eq f(4

6、,9)，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.第9题图课时作业(四十二)交变电流的产生和描述1.AC【解析】中性面处BS，此时线圈磁通最大，而感应电动势、磁通变化率、感应电流均为0；垂直中性面处B/S，此时磁通为0，但感应电动势、磁通变化率、感应电流均为最大，应选项AC

7、正确2D【解析】由题意可知，线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne0，故A、B错误；又由题意可知，假设从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，Ueq f(Um,r(2)，即Ueq r(2)Ne0，故C错误、D正确3CD【解析】交变电动势eEmaxsint或eEmaxcost，其中Emax为电动势的最大值，为角速度，有效值Eeq f(E

8、m,r(2)，周期Teq f(2,)，频率feq f(1,T)，由e50sin100t知，Emax50 V，E25eq r(2)V，Teq f(2,)0.02 s，feq f(1,T)50 Hz，所以选项CD正确4AD【解析】由图乙可知产生的电流为正弦交变电流，iImsint，其中Im0.6 A，T02 s，而eq f(2,T)10rad/s，那么i0.6sin(10t) A，A项正确；nfeq f(1,T)5 r/s，B项错误；风速加倍时，角速度增大为原来的两倍，根据Imeq f(NBS,R)可知，电流的最大值增大为原来的两倍，那么风速加倍时电流的表达式为i1.2sin(20t) A，C项错

9、误；根据Ieq f(Im,r(2)，风速加倍时Ieq f(2Im,r(2)0.6eq r(2)A，D项正确5BC【解析】电表读数应为有效值，故A错；正余弦交流电一个周期电流方向改变两次，所以1 s电流方向改变次数neq f(,2)2eq f(,)，B正确；并联电阻外阻减小根据全电路欧姆定律知C正确；电容器“断直通交，并联电容器总电流变大内电压变大，外电压减小，D错；选BC.6D【解析】由题给图象可知，交流电压的变化规律具有周期性，用电流热效应的等效法求解设电灯的阻值为R，正弦交流电压的有效值与峰值的关系是Ueq f(Um,r(2)，由于一个周期内半个周期有交流电压，一周期内交流电产生的热量为Q

10、eq f(U2,R)teq f(Ueq oal(2,m)T,4R)，设交流电压的有效值为U，由电流热效应得Qeq f(U2,R)T，所以该交流电压的有效值Ueq f(Um,2)，可见选项D正确7BD【解析】由题图可知T0.02 s，eq f(2,T)100 rad/s，A错误；在00.005 s内，由UmnBS得BSeq f(2,) Wb，qeq f(,Rr)eq f(BS0,Rr)eq f(1,5) C，B正确；电热丝两端的电压Ueq f(R,Rr)eq f(Um,r(2)90eq r(2)V，C错误；电热丝的发热功率PI2Req f(U2,R)eq f(90r(2)2,9)W1800 W，

11、D正确8(1)225 W(2)78 V(3)3.1103 T(4)756 W【解析】(1)Ieq f(P,U)eq f(250,50)5 A，P热I2r52125 W，P机PP热25025225 W.(2)U内Ir515 V，E有UU内50555 V ，Emeq r(2)E有eq r(2)5578 V.(3)由EmnBL2nBL2eq f(2,T)可得：Beq f(EmT,2nL2)eq f(780.01,210003.140.04)3.1103 T.(4)P热eq blc(rc)(avs4alco1(avs4alco1(f(E有,rr)eq sup12(2)req blc(rc)(avs4alco1(avs4alco1(f(55,11)eq sup12(2)1756 W.9(1)2NBl2 (2) eq f(4N2B2l3,rR)(3) eq f(4NBl2,3r