高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)四十二 交變電流的產(chǎn)生和描述-人教版高三物理試題

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1、課時(shí)作業(yè) 四十二 交變電流的產(chǎn)生和描述 (限時(shí)：45分鐘) (班級(jí)________　姓名________) 1．(多選)如圖所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖，線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上，CD邊連在滑環(huán)L上，導(dǎo)體做的兩個(gè)電刷E、F分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接．關(guān)于其工作原理，下列分析正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第1題圖 A．在線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，穿過線圈的磁通量最大 B．在線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，線圈中的感應(yīng)電流最大 C．在線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，穿過線圈的磁通量最小

2、 D．在線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，線圈中的感應(yīng)電流最小 2．小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝，每匝可簡(jiǎn)化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示．線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為e0，不計(jì)線圈電阻，則發(fā)電機(jī)輸出電壓 (　　) 第2題圖 A．峰值是e0 B．峰值是2e0 C．有效值是Ne0 D．有效值是Ne0 3．(多選)某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e＝50sin100πt(V)．對(duì)此電動(dòng)勢(shì)，下列表述正確的有(　　) A．最大值是50 V B．頻率是100 Hz C．有效

3、值是25 V D．周期是0.02 s 4．(多選)如圖甲為風(fēng)力發(fā)電的簡(jiǎn)易模型，在風(fēng)力的作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與其固定在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比．某一風(fēng)速時(shí)，線圈中產(chǎn)生的正弦式電流如圖乙所示，則(　　) 　　　　 　　　　 　甲　　　　　　　　　　　乙 第4題圖 A．電流的表達(dá)式為i＝0.6sin(10πt)A B．磁鐵的轉(zhuǎn)速為10 r/s C．風(fēng)速加倍時(shí)電流的表達(dá)式為i＝1.2sin(10πt)A D．風(fēng)速加倍時(shí)線圈中電流的有效值為0.6 A 5．(多選)如圖所示，面積為S、匝數(shù)為N、電阻為r的線圈與阻值為R的電阻構(gòu)成閉合回路，理想交流電壓表并聯(lián)在電阻R

4、的兩端．線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．設(shè)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示位置的時(shí)刻t＝0.則(　　) 第5題圖 A．在t＝0時(shí)刻，線圈處于中性面，流過電阻R的電流為0，電壓表的讀數(shù)也為0 B．1秒鐘內(nèi)流過電阻R的電流方向改變次 C．在電阻R的兩端再并聯(lián)一只電阻后，電壓表的讀數(shù)將減小 D．在電阻R的兩端再并聯(lián)一只電容較大的電容器后，電壓表的讀數(shù)不變 6．如圖所示為一個(gè)經(jīng)調(diào)控電路調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓，正弦交流電的每一個(gè)二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，則現(xiàn)在電燈上電壓的有效值為(　　) 第6題圖 A．Um B. C.

5、 D. 7．(多選)電阻為1 Ω的單匝矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，現(xiàn)把交變電流加在電阻為9 Ω的電熱絲上，下列判斷正確的是(　　) 第7題圖 A．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100 rad/s B．在0～0.005 s時(shí)間內(nèi)，通過電阻的電荷量為 C C．電熱絲兩端的電壓為180 V D．電熱絲的發(fā)熱功率為1800 W 8．一小型發(fā)電機(jī)可看成一匝數(shù)n＝1000匝、邊長(zhǎng)L＝20 cm、內(nèi)阻r＝1 Ω的正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)周期T＝0.01 s時(shí)，用它給銘牌上標(biāo)有“50

6、 V，250 W”的小電動(dòng)機(jī)供電，恰能使其正常工作，已知電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻r′＝1 Ω，求： (1)電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率； (2)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值； (3)發(fā)電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B； (4)電動(dòng)機(jī)由于某種原因被卡住，此時(shí)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻上的熱功率． 9．如圖所示，某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置．在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角α均為，磁場(chǎng)均沿半徑方向．匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長(zhǎng)ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l.線圈以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)．在磁場(chǎng)中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度

7、大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直線圈的總電阻為r，外接電阻為R.求： (1)線圈切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小Em； (2)線圈切割磁感線時(shí)，bc邊所受安培力的大小F； (3)外接電阻上電流的有效值I. 第9題圖　　　　 課時(shí)作業(yè)(四十二)　交變電 流的產(chǎn)生和描述1.AC　【解析】　中性面處B⊥S，此時(shí)線圈磁通最大，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、磁通變化率、感應(yīng)電流均為0；垂直中性面處B//S，此時(shí)磁通為0，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、磁通變化率、感應(yīng)電流均為最大，故選項(xiàng)AC正確． 2．D　【解析】　由

8、題意可知，線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為e0，因此對(duì)單匝矩形線圈總電動(dòng)勢(shì)最大值為2e0，又因?yàn)榘l(fā)電機(jī)線圈共N匝，所以發(fā)電機(jī)線圈中總電動(dòng)勢(shì)最大值為2Ne0，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，在不計(jì)線圈內(nèi)阻時(shí)，輸出電壓等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，即其峰值為2Ne0，故A、B錯(cuò)誤；又由題意可知，若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，發(fā)電機(jī)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為正弦式交變電流，由其有效值與峰值的關(guān)系可知，U＝，即U＝Ne0，故C錯(cuò)誤、D正確． 3．CD　【解析】　交變電動(dòng)勢(shì)e＝Emaxsinωt或e＝Emaxcosωt，其中Emax為電動(dòng)勢(shì)的最大值，ω為角速度，有效值E＝，周期T＝，頻率f＝，由e＝50sin10

9、0πt知，Emax＝50 V，E＝25 V，T＝＝0.02 s，f＝＝50 Hz，所以選項(xiàng)CD正確． 4．AD　【解析】　由圖乙可知產(chǎn)生的電流為正弦交變電流，i＝Imsinωt，其中Im＝0.6 A，T＝ 0．2 s，而ω＝＝10πrad/s，則i＝0.6sin(10πt) A，A項(xiàng)正確；n＝f＝＝5 r/s，B項(xiàng)錯(cuò)誤；風(fēng)速加倍時(shí)，角速度增大為原來的兩倍，根據(jù)Im＝可知，電流的最大值增大為原來的兩倍，則風(fēng)速加倍時(shí)電流的表達(dá)式為i＝1.2sin(20πt) A，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)I＝，風(fēng)速加倍時(shí)I′＝＝0.6A，D項(xiàng)正確． 5．BC　【解析】　電表讀數(shù)應(yīng)為有效值，故A錯(cuò)；正余弦交流電一個(gè)周期電

10、流方向改變兩次，所以1 s電流方向改變次數(shù)n＝×2＝，B正確；并聯(lián)電阻外阻減小根據(jù)全電路歐姆定律知C正確；電容器“斷直通交”，并聯(lián)電容器總電流變大內(nèi)電壓變大，外電壓減小，D錯(cuò)；選BC. 6．D　【解析】　由題給圖象可知，交流電壓的變化規(guī)律具有周期性，用電流熱效應(yīng)的等效法求解．設(shè)電燈的阻值為R，正弦交流電壓的有效值與峰值的關(guān)系是U＝，由于一個(gè)周期內(nèi)半個(gè)周期有交流電壓，一周期內(nèi)交流電產(chǎn)生的熱量為Q＝t＝，設(shè)交流電壓的有效值為U′，由電流熱效應(yīng)得Q＝T，所以該交流電壓的有效值U′＝，可見選項(xiàng)D正確． 7．BD　【解析】　由題圖可知T＝0.02 s，ω＝＝100π rad/s，A錯(cuò)誤；在0～0.0

11、05 s內(nèi)，由Um＝nBSω得BS＝ Wb，q＝＝＝ C，B正確；電熱絲兩端的電壓U＝·＝90 V，C錯(cuò)誤；電熱絲的發(fā)熱功率P＝I2R＝＝ W＝1800 W，D正確． 8．(1)225 W　(2)78 V　(3)3.1×10－3 T　(4)756 W 【解析】　(1)I＝＝＝5 A，P熱＝I2r′＝52×1＝25 W，P機(jī)＝P－P熱＝250－25＝225 W. (2)U內(nèi)＝Ir＝5×1＝5 V，E有＝U＋U內(nèi)＝50＋5＝55 V ，Em＝E有＝×55＝78 V. (3)由Em＝nBL2ω＝nBL2可得：B＝＝＝3.1×10－3 T. (4)P熱′＝r′＝×1＝756 W. 9．(1)2NBl2ω　 (2) (3) 　 【解析】　(1)bc、ad邊的運(yùn)動(dòng)速度v＝ω 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Em＝4NBlv 解得Em＝2NBl2ω. (2)電流Im＝，安培力F＝2NBIml 解得　F＝. (3)一個(gè)周期內(nèi)，通電時(shí)間t＝ 根據(jù)焦耳定律R上產(chǎn)生的電熱　Q＝IRt　且Q＝I2RT 解得　I＝.