届高考物理人教版第一轮复习课时作业32101交变电流的产生和描述Word文档格式.docx
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C．在t3＝0.3s时，线圈中的感应电动势改变方向
D．在t4＝0.4s时，线圈中的感应电动势改变方向
解析由题图可知，在t1＝0.1s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＝0.2s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＝0.3s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＝0.4s前后，线圈中的感应电动势
的方向不变，D错。
答案BC
4．（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2
A．周期为0.125s
B．电压的有效值为102V
C．电压的最大值为202V
D．电压瞬时值的表达式为u＝102sin8t（V）π
解析
由图象可知，交变电流的周期为
0.250s，A
错误；
电压的有效值
U＝20
2
V＝10
2V，B正确；
电压的最大值为
20V，C错误；
电压瞬时值的表达式为
u＝20sin8t（V）π，D错误。
答案B
5．（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0.02s
B．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8V的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光
D．把击穿电压为6V的电容器接在此电源上，电容器正常工作
根据
u＝8sin（157t）V
2π
可知T＝157rad/s，解得周期为
T＝0.04s，选项
A
电磁打点计时器所接交流电源的频率不一定是
50Hz，若用该交流电作
为电源，则打点时间间隔为0.04s，选项B正确；
额定电压8V指的是有效值，
选项C错误；
电容器击穿电压为6V，比最大值8V要小，因此该电容器不能
正常工作，选项D错误。
6．（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
最大值为Em，则
图3
A．线圈产生的电动势的有效值为
m
2E
B．线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为
EmT0
C．线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为Em
0的时间，通过线圈电流的方向改变
2次
D．经过2T
解析线圈转动产生正弦交变电流，其电动势的有效值为
E＝Em，A错误；
电
动势的最大值Em＝BSω＝Φm×
T0
，所以穿过线圈的磁通量的最大值
Φm＝2π，
B正确；
线圈转动过程中磁通量变化率的最大值即为电动势的最大值，
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。
7．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，则经过1min的时间，
两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为
图4
A．1∶2B．1∶2C．1∶3D．1∶6
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
R×
2×
10－＋＋
10－＝
1R×
6×
10－
I
3
得I1＝3A
图乙中，I的值不变，I2＝1A
由W＝UIt＝I2Rt可以得到W甲∶W乙＝1∶3。
8．如图5所示，N匝矩形导线框以角速度ω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′左侧有磁感应强度为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5
A．从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为e＝NBωSsinωt
B．交流电流表的示数I＝4RNBSω
ω
C．R两端电压的有效值U＝2NBS
πωNBS2
D．一个周期内R的发热量Q＝R
线框始终只有一半面积在磁场中，故瞬时电动势为e＝（NBSω）sinωt，电
NBSω
2NBSω
U
压有效值为U＝
22
＝
4
，交流电流表示数I＝R＝
4R
，A、C错
6.6×
103J
U2
2ππωNBS2
误，B正确；
一周期内R的发热量Q＝RT＝R×
ω＝
，D错误。
能力提高练
9．一个小型电热器若接在输出电压为10V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．5VB．52VC．10VD．102V
102
PU′2
解析根据P＝R，对直流电有P＝R，对正弦式交流电有
2＝R，所以正
U′＝
PR
10
V，故交流电源输出电压的最大值
弦式交流电的有效值为
2＝
Um′＝2U′＝10V，故选项C正确，选项A、B、D错误。
10．（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、“220V，880W”的电饭锅及“220V，220W”的抽油烟机。
现接入电压
u＝311sin100t（V）π的交流电，以下说法正确的是（）
图6
A．交流电压表的示数为311V
B．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5A
D．1min抽油烟机和电饭锅消耗的电能共为
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＝220V，A错误；
由公式P＝UI知电路要正常工作，干路中电流为
5A，所以保险丝的额定电流不能小于
5A，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；
1min
抽油烟机消耗的电能为
W＝Pt＝
1.32×
104J，D
错误。
答案
C
11．（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
2πt
OO′轴匀速转动，图乙中磁场变化规律为B＝B0cosT，从图示位置开始计时，
则
图7
A．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
T
D．从图示位置时刻起，经4时间，流过两线圈横截面的电荷量相同
图甲中通过线圈的磁通量变化规律为
Φ甲
＝BScos
Tt，图乙中通过线
圈的磁通量变化规律为Φ乙＝B0ScosTt。
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E
也相同。
又因两线圈电阻相同，所以
E2
Q＝Rt
经过
4时间，流过两线圈
横截面的电荷量q＝I·
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ω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8
BL2ω
A．I＝R
B．I＝
2R
BLω
C．I＝0
D．I＝2R
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
势为E＝2BL2ω，感应电流沿顺时针方向；
在转过90°
至180°
的过程中，即在4～
12
2时间内，线框中的感应电动势仍为
E＝2BL
ω，感应电流沿逆时针方向；
在转
3T
过180至°
270
的°
过程中，即在2～4时间内，线框中的感应电动势仍为
E＝2
BL2ω，感应电流沿逆时针方向；
在转过270°
至360°
的过程中，即在
～T时间
内，线框中的感应电动势仍为
E＝
2BLω，感应电流沿顺时针方向。
根据有效
值的定义知I＝
2R。
13．（多选）如图9甲所示，将阻值为R＝5Ω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9
A．电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u＝2.5sin（200t）πVB．电阻R消耗的电功率为1.25W
C．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1A
D．这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为
图乙所示电流的最大值为Im＝
0.5A
，周期为＝
，其角速度为ω
T0.01s
。
所以
两端电压瞬时值的
＝200πrad/s，由欧姆定律得Um＝Im＝
2.5V
R
表达式为u＝2.5sin（200t）V，π选项A正确；
该电流的有效值为
I＝Im，电阻R
消耗的电功率为P＝I2R，解得P＝0.625W，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＝nBSω为原来的2倍，电路中电流的有效值也是
原来的2倍，为2×
0.5A≠1A，选项C错误；
图乙中的正弦交变电流的有效
值为0.5
A。
图丁所示的交变电流虽然方向发生变化，但大小恒为
0.5A，故有
效值之比为，选项D正确。
答案AD
14．（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＝0.10m、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
0.60
的大小均为B＝πT，线圈的电阻R1＝0.50Ω，它的引出线接有R2＝9.50Ω
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10
A．电流表的示数为0.24A
B．0.01s时回路中的电流最大
C．回路中交流电的频率为50Hz
D．0.015s时电珠L中电流的方向为从D→L→C
解析由E＝BLv及v－t图可知，线圈往复运动所产生的感应电流为正弦式交
Em
0.24
流电，则Em＝nB×
2πrvm＝2.4V，电流的有效值I＝
A，选
2R1＋
项A错；
由图象可知T＝0.02s，f＝50Hz，选项C正确；
t＝0.01s时，v＝0，
所以I＝0，选项B错；
t＝0.015s时，由右手定则可知，电流方向C→L→D，
选项D错。
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