（天津?qū)Ｓ茫?020屆高考物理一輪復習 考點規(guī)范練52 交變電流的產(chǎn)生與描述（含解析）新人教版

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1、考點規(guī)范練52　交變電流的產(chǎn)生與描述 一、單項選擇題 1.一交流電壓為u=1002sin(100πt) V,由此表達式可知(　　) A.用電壓表測該電壓其示數(shù)為50 V B.該交流電壓的周期為0.02 s C.將該電壓加在“100 V　100 W”的燈泡兩端,燈泡的實際功率小于100 W D.t=1400 s時,該交流電壓的瞬時值為50 V 2.(2018·江蘇南京、鹽城模擬)一只電阻分別通過四種不同形式的電流,電流隨時間變化的情況如下圖所示,在相同時間內(nèi)電阻產(chǎn)生熱量最多的是(　　) 3.如圖所示區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場,磁場的邊界由x軸和y=2sinπ2x曲線圍成(x≤2 m)

2、,現(xiàn)把一邊長為2 m的正方形單匝線框以水平速度v=10 m/s勻速地拉過該磁場區(qū),磁場區(qū)的磁感應強度為0.4 T,線框電阻R=0.5 Ω,不計一切摩擦阻力,則(　　) A.水平拉力F的最大值為8 N B.拉力F的最大功率為12.8 W C.拉力F要做25.6 J的功才能讓線框通過此磁場區(qū) D.拉力F要做12.8 J的功才能讓線框通過此磁場區(qū) 二、多項選擇題 4.(2017·天津卷)在勻強磁場中,一個100匝的閉合矩形金屬線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化。設線圈總電阻為2 Ω,則(　　) A.t=0時,線圈平面平行于磁感線

3、B.t=1 s時,線圈中的電流改變方向 C.t=1.5 s時,線圈中的感應電動勢最大 D.一個周期內(nèi),線圈產(chǎn)生的熱量為8π2 J 5.如圖所示,先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電。第一次燈泡兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化,如圖甲所示;第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示。若圖甲、乙中的U0、T所表示的電壓、周期值是相等的,則以下說法正確的是(　　) A.第一次燈泡兩端的電壓有效值是22U0 B.第二次燈泡兩端的電壓有效值是32U0 C.第一次和第二次燈泡的電功率之比是2∶9 D.第一次和第二次燈泡的電功率之比是1∶5 6.如圖所示,面積為S、匝數(shù)為N、電阻為r的正方

4、形導線框與阻值為R的電阻構成閉合回路,理想交流電壓表并聯(lián)在電阻R的兩端。線框在磁感應強度為B的勻強磁場中,以與電路連接的一邊所在直線為軸垂直于磁場以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,不計其他電阻,則下列說法正確的是(　　) A.若從圖示位置開始計時,線框中感應電動勢的瞬時值表達式為e=NBSωsin ωt B.線框通過中性面前后,流過電阻R的電流方向?qū)l(fā)生改變,1 s內(nèi)流過電阻R的電流方向改變ωπ次 C.線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60°的過程中,通過電阻R的電荷量為NBS2(R+r) D.電壓表的示數(shù)跟線框轉(zhuǎn)動的角速度ω大小無關 三、非選擇題 7.如圖甲所示,長、寬分別為l1、l2的矩形金屬線框位于豎

5、直平面內(nèi),其匝數(shù)為n,總電阻為r,可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動。線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起,并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場,磁感應強度B的大小隨時間t的變化關系如圖乙所示,其中B0、B1和t1均為已知。在0~t1的時間內(nèi),線框保持靜止,且線框平面和磁場垂直;t1時刻后線框在外力的驅(qū)動下開始繞其豎直中心軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。求: (1)0~t1時間內(nèi)通過電阻R的電流大小; (2)線框勻速轉(zhuǎn)動后,在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量; (3)線框勻速轉(zhuǎn)動后,從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,通過電阻R的電荷量。

6、 考點規(guī)范練52　交變電流的產(chǎn)生與描述 1.B　解析由交流電壓瞬時值表達式可知電壓的有效值為100V,故用電壓表測該電壓其示數(shù)為100V,選項A錯誤;ω=100πrad/s,則周期T=2πω=0.02s,選項B正確;該電壓加在“100V　100W”的燈泡兩端,燈泡恰好正常工作,選項C錯誤;t=1400s代入瞬時值表達式得電壓的瞬時值為100V,選項D錯誤。 2.D　解析選項A、B中交變電流的有效值都為2A,選項C中恒定電流的大小為1.5A,選項D中交變電流的有效值為2A,根據(jù)熱量的表達式Q=I2Rt得出選項D正確。 3.C　解析線框通過磁場區(qū),產(chǎn)生的感應電流先增大后減小,形成正弦式

7、交變電流,周期為2lv=0.4s,感應電動勢最大值為Em=Blv=8V,有效值為42V,感應電流最大值為16A,有效值為82A,則水平拉力最大值為Fm=BIml=12.8N,A選項錯誤;拉力的最大功率為Pm=Fmv=128W,B選項錯誤;線框勻速通過,拉力做的功等于焦耳熱,Q=I2Rt=25.6J,C選項正確,D選項錯誤。 4.AD　解析t=0時,磁通量為零,故線圈平行于磁感線,故A正確;t=1s時,由題圖可知,磁通量為零,磁通量變化率最大,此時斜率方向不變,感應電流方向不變,故B錯誤;當t=1.5s時,磁通量最大但磁通量變化率為零,感應電動勢為0,故C錯誤;由題圖可知,有效值E=22Em=

8、22nΦmω=22πV,在一個周期內(nèi)產(chǎn)熱Q=E2RT=8π2J,故D正確。 5.AD　解析第一次所加正弦交流電壓的有效值為U1=22U0,A正確;設第二次所加交流電壓的有效值為U2,則根據(jù)有效值的定義有U22RT=(2U0)2R·T2+U02R·T2,解得U2=102U0,B錯誤;根據(jù)電功率的定義式P=U2R可知,P1∶P2=1∶5,C錯誤,D正確。 6.ABC　解析從圖示位置開始計時,即從線框處于中性面位置開始計時,感應電動勢瞬時值表達式e=NBSωsinωt,選項A正確;線框通過中性面前后,流過電阻R的電流方向發(fā)生改變,每轉(zhuǎn)1周電流方向改變2次,1s內(nèi)線框轉(zhuǎn)動圈數(shù)為1T=ω2π,故流過

9、電阻R的電流方向改變2×ω2π=ωπ次,選項B正確;線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60°的過程中,通過電阻R的電荷量Δq=IΔt=ER+rΔt=NΔΦR+r,而ΔΦ=BΔS⊥=12BS,故Δq=NBS2(R+r),選項C正確;電壓表的示數(shù)U=RER+r,而E=NBSω2,故U∝ω,選項D錯誤。 7.解析(1)0~t1時間內(nèi),線框中的感應電動勢 E=nΔΦΔt=nl1l2(B1-B0)t1 根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,通過電阻R的電流 I=ER+r=nl1l2(B1-B0)(R+r)t1。 (2)線框勻速轉(zhuǎn)動后產(chǎn)生感應電動勢的最大值 Em=nB1l1l2ω 感應電動勢的有效值E=22nB1l1l2ω 通過電阻R的電流的有效值 I=2nB1l1l2ω2(R+r) 線框轉(zhuǎn)動一周所需的時間t=2πω 此過程中,電阻R產(chǎn)生的熱量 Q=I2Rt=πRωnB1l1l2R+r2。 (3)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中, 平均感應電動勢E=nΔΦΔt=nB1l1l2Δt 平均感應電流I=ER+r=nB1l1l2Δt(R+r) 通過電阻R的電荷量q=IΔt=nB1l1l2R+r。 答案(1)nl1l2(B1-B0)(R+r)t1　(2)πRωnB1l1l2R+r2　(3)nB1l1l2R+r 4