《（課標(biāo)通用版）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十一章 01 第1講 交變電流的產(chǎn)生和描述精練（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（課標(biāo)通用版）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十一章 01 第1講 交變電流的產(chǎn)生和描述精練（含解析）（10頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第1講交變電流的產(chǎn)生和描述A組基礎(chǔ)過(guò)關(guān)1.一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e=2002sin100t(V),那么()A.該交變電流的頻率是100HzB.當(dāng)t=0時(shí),線圈平面恰好與中性面垂直C.當(dāng)t=1200s時(shí),e達(dá)到峰值D.該交變電流的電動(dòng)勢(shì)的有效值為2002V答案C由交變電流的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式e=nBSsint可知,該交變電流的頻率f=2=1002Hz=50Hz,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在t=0時(shí),電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為0,線圈平面恰好位于中性面處,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)t=1200s時(shí),e達(dá)到峰值Em=2002V,選項(xiàng)C正確;該交變電流的電動(dòng)勢(shì)的有效值E=Em2=200V,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.(2019陜西榆

2、林期末)矩形線圈的匝數(shù)為50匝,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示,下列結(jié)論正確的是()A.在t=0.1s和t=0.3s時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B.在t=0.2s和t=0.4s時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)改變方向C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值是50VD.在t=0.4s時(shí),磁通量變化率最大,其值為100Wb/s答案C在t=0.1s和t=0.3s時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量最大,此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,電動(dòng)勢(shì)改變方向,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值是Em=NBS=Nm2T=500.220.4V=50V,選項(xiàng)C正確;在t=0.4s時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量為零,但是磁通量變化率最大,其值為t=B

3、S=m2T=0.220.4Wb/s=Wb/s,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.電阻R1、R2與交流電源按照?qǐng)D甲所示方式連接,R1=10,R2=20。合上開(kāi)關(guān)S后,通過(guò)電阻R2的正弦式交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示。則()A.通過(guò)R1的電流有效值是1.2AB.R1兩端的電壓有效值是6VC.通過(guò)R2的電流有效值是1.22AD.R2兩端的電壓最大值是62V答案B首先從i-t圖像中找出交變電流的最大值,Im=0.62A,由正弦式交變電流最大值與有效值的關(guān)系Im=2I,可知有效值I=0.6A,由于R1與R2串聯(lián),所以通過(guò)R1、R2的電流有效值均為0.6A,選項(xiàng)A、C錯(cuò);R1兩端電壓有效值為U1=IR1=6V,選

4、項(xiàng)B對(duì);R2兩端電壓最大值為U2m=ImR2=0.6220V=122V,選項(xiàng)D錯(cuò)。4.(多選)如圖1所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速,繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖像如圖2中曲線a、b所示,則()A.兩次t=0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B.曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23C.曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25HzD.曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10V答案AC由題圖2知t=0時(shí)兩次轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)都等于零,故A正確。由圖2知兩次轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的周期之比TaTb=23,再由周期與轉(zhuǎn)速的關(guān)系n=1T得nanb=32,故B錯(cuò)誤。因Ta=410-2s,

5、故fa=1Ta=25Hz,C正確。因Ema=15V,而Em=NBS=2NBST,故Emb=TaTbEma=10V,Eb=Emb2=52V,D錯(cuò)誤。5.一個(gè)匝數(shù)為100、電阻為0.5的閉合線圈處于某一磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面,從某時(shí)刻起穿過(guò)線圈的磁通量按如圖所示規(guī)律變化,則線圈中產(chǎn)生的交變電流的有效值為()A.52AB.25AC.6AD.5A答案B01s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1=n1t1=1000.01V=1V,11.2s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2=n2t2=1000.010.2V=5V,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=Q1+Q2=E12Rt1+E22Rt2=12J,根據(jù)交變電流有效值的定

6、義得電流有效值I=QR(t1+t2)=25A,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。6.(多選)如圖甲所示為風(fēng)力發(fā)電的簡(jiǎn)易模型圖,在風(fēng)力的作用下,風(fēng)葉帶動(dòng)與其固定在一起的永磁體轉(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A.電流的表達(dá)式為i=0.6sin10t(A)B.永磁體的轉(zhuǎn)速為10r/sC.風(fēng)速加倍時(shí)電流的表達(dá)式為i=1.2sin10t(A)D.風(fēng)速加倍時(shí)線圈中電流的有效值為325A答案AD由題圖乙可知Im=0.6A,T=0.2s,=2T=10rad/s,故電流的表達(dá)式為i=0.6sin10t(A),A正確;永磁體的轉(zhuǎn)速為n=1T=5r/s,B錯(cuò)誤;風(fēng)速加倍時(shí)轉(zhuǎn)速

7、加倍,根據(jù)Em=NBS=NBS2n可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)加倍,形成的電流加倍,故電流表達(dá)式變?yōu)閕=1.2sin20t(A),C錯(cuò)誤;風(fēng)速加倍時(shí),Im=1.2A,有效值I=Im2=325A,D正確。7.如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電阻為R、半徑為L(zhǎng)、圓心角為45的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(O軸位于磁場(chǎng)邊界)。則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為()A.BL22RB.2BL22RC.2BL24RD.BL24R答案D扇形閉合導(dǎo)線框切割磁感線的有效長(zhǎng)度始終是半徑L,平均速度v=L2,導(dǎo)線框進(jìn)磁場(chǎng)和出磁場(chǎng)時(shí)有感應(yīng)電流產(chǎn)生,由法拉第電磁感應(yīng)定律和有效值的定義有:E=

8、BL22,E2RT4=I2RT,可得I=BL24R,故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。8.(2018江西八校聯(lián)考)將硬導(dǎo)線中間一段折成半圓形,使其半徑為R,讓它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸MN勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。導(dǎo)線在a、b兩處通過(guò)電刷與外電路連接,外電路接有額定功率為P、電阻為r的小燈泡并正常發(fā)光。電路中除燈泡外,其余部分的電阻不計(jì),則下列說(shuō)法中正確的是()A.半圓形硬導(dǎo)線的轉(zhuǎn)速為2rP2R2BB.半圓形硬導(dǎo)線的轉(zhuǎn)速為rP2R2BC.半圓形硬導(dǎo)線從圖示位置轉(zhuǎn)90過(guò)程中,通過(guò)小燈泡的電荷量為R2BrD.半圓形硬導(dǎo)線從圖示位置轉(zhuǎn)90過(guò)程中,通過(guò)小燈泡的電荷量為零答案A轉(zhuǎn)動(dòng)的半圓形硬導(dǎo)線切割磁感線

9、,產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)直接給燈泡供電,因燈泡此時(shí)正常發(fā)光,則其功率為P,電阻為r,設(shè)半圓形硬導(dǎo)線的轉(zhuǎn)速為n,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值 E有=B12R22n2,由公式P=U2R得E有2=Pr,可求得n=2rP2R2B,則A對(duì)、B錯(cuò) ;半圓形硬導(dǎo)線從圖示位置轉(zhuǎn)90的過(guò)程中,通過(guò)燈泡的電荷量q=r=B12R2r=R2B2r,則C、D錯(cuò)。9.如圖所示為一個(gè)經(jīng)雙可控硅調(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()A.UmB.Um2C.Um3D.Um2答案D設(shè)電燈的阻值為R,正弦式交流電壓的有效值與峰值的關(guān)系是U=Um2,由于一個(gè)周期內(nèi)半個(gè)周期有交流

10、電壓,一個(gè)周期內(nèi)交流電產(chǎn)生的熱量為Q=U2Rt=Um22RT2,設(shè)交流電壓的有效值為U0,由電流熱效應(yīng)得Q=Um22RT2=U02RT,所以該交流電壓的有效值U0=Um2。選項(xiàng)D正確。10.(多選)(2018貴州貴陽(yáng)適應(yīng)性考試)有一種自行車(chē),它有能向自行車(chē)車(chē)頭燈泡供電的小型發(fā)電機(jī),其原理示意圖如圖甲所示;圖中N、S是一對(duì)固定的磁極,磁極間有一固定在絕緣轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈,轉(zhuǎn)軸的一端有一個(gè)與自行車(chē)后輪邊緣接觸的摩擦輪。如圖乙所示,當(dāng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),因摩擦而帶動(dòng)摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而使線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生電流給車(chē)頭燈泡供電。關(guān)于此裝置,下列說(shuō)法正確的是()A.自行車(chē)勻速行駛時(shí)線圈中產(chǎn)生的是交流電B.燈泡亮度

11、與自行車(chē)的行駛速度無(wú)關(guān)C.知道摩擦輪和后輪的半徑,就可以知道后輪轉(zhuǎn)一周的時(shí)間里摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)D.線圈匝數(shù)越多,穿過(guò)線圈的磁通量的變化率越大答案AC自行車(chē)勻速行駛時(shí),摩擦輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)線圈在磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生交流電,故A正確;行駛速度會(huì)影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,所以影響燈泡的亮度,故B錯(cuò)誤;摩擦輪和后輪具有相同的線速度,如果知道了半徑關(guān)系,就能知道角速度關(guān)系,也就能知道轉(zhuǎn)速關(guān)系,故C正確;線圈匝數(shù)不影響穿過(guò)線圈的磁通量的變化率的大小,故D錯(cuò)誤。11.(多選)(2018黑龍江大慶檢測(cè))如圖所示,N匝矩形導(dǎo)線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)線框面積為S,導(dǎo)線

12、框的電阻、電感均不計(jì),外電路接有電阻R、理想電流表A和二極管D。電流表的示數(shù)為I。二極管D具有單向?qū)щ娦?即正向電阻為零,反向電阻無(wú)窮大。下列說(shuō)法正確的是()A.導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為2RINBSB.導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4RINBSC.導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí),導(dǎo)線框中的磁通量最大,瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為零D.導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí),導(dǎo)線框中的磁通量最大,瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大答案AC導(dǎo)線框產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Em=NBS;根據(jù)二極管的特點(diǎn)可知,在一個(gè)周期內(nèi)有半個(gè)周期回路中有電流,根據(jù)交流電電流的熱效應(yīng)可知NBS2R2RT2=I2RT,解得=2RINBS,故A正確,B錯(cuò)誤;導(dǎo)線框轉(zhuǎn)到題圖示位置時(shí),導(dǎo)線框位于中性面處,導(dǎo)

13、線框中的磁通量最大,瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為零,故C正確,D錯(cuò)誤。12.(多選)如圖所示,某電路上接有保險(xiǎn)絲、交流電壓表、“220V900W”的電飯鍋及“220V200W”的抽油煙機(jī)?，F(xiàn)接入u=311sin100t(V)的交流電,下列說(shuō)法正確的是()A.交流電壓表的示數(shù)為311VB.1s內(nèi)流過(guò)保險(xiǎn)絲的電流方向改變100次C.電飯鍋的熱功率是抽油煙機(jī)的熱功率的4.5倍D.為保證電路正常工作,保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于5A答案BD由u=311sin100t(V)知,電壓最大值Um=311V,有效值為U=Um2=220V,f=1002Hz=50Hz,1s內(nèi)電流方向改變100次,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;電飯鍋的電功率

14、為抽油煙機(jī)電功率的900W200W=4.5倍,但抽油煙機(jī)不是純電阻元件,其熱功率小于200W,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電路正常工作時(shí)的總功率P=1100W,此時(shí)電流I=PU=1100220A=5A,故選項(xiàng)D正確。B組能力提升13.如圖所示,閉合金屬線框曲線部分恰好是半個(gè)周期的正弦曲線,直線部分長(zhǎng)度為0.4m,線框的電阻為1,若線框從虛線位置開(kāi)始以2m/s的速度勻速進(jìn)入足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(線框直線部分始終與磁場(chǎng)右邊界垂直),這個(gè)過(guò)程中線框釋放出的焦耳熱為0.4J,線框中電流隨時(shí)間變化的關(guān)系式為()A.i=2sin10t(A)B.i=2sin10t(A)C.i=2sin5t(A)D.i=2sin5t(A)答案

15、C由題可知,閉合金屬線框的曲線部分是半個(gè)周期的正弦曲線,則其有效切割長(zhǎng)度l做正弦規(guī)律變化,根據(jù)E=Blv可知線框中產(chǎn)生半個(gè)周期的正弦式交流電,如圖所示:設(shè)該電流的有效值為I,由題意可得Q=I2Rt,又t=lv=0.2s,解得I=2A,所以該正弦式交流電的最大值為Im=2I=2A;金屬線框從圖示位置到完全進(jìn)入磁場(chǎng)為半個(gè)周期,故T=2lv=0.4s,=2T=5rad/s,所以電流的表達(dá)式為i=2sin5t(A),C正確。14.電壓u=1202sint(V)、頻率為50Hz的交變電流,把它加在激發(fā)電壓和熄滅電壓均為u0=602V的霓虹燈的兩端。(1)求在一個(gè)小時(shí)內(nèi),霓虹燈發(fā)光時(shí)間有多長(zhǎng)?(2)試分析

16、為什么人眼不能感到這種忽明忽暗的現(xiàn)象。已知人眼的視覺(jué)暫留時(shí)間約為116s答案(1)2400s(2)見(jiàn)解析解析(1)如圖所示,畫(huà)出一個(gè)周期內(nèi)交變電流的u-t圖像,其中陰影部分(前14個(gè)周期內(nèi))對(duì)應(yīng)的時(shí)間t1表示霓虹燈不能發(fā)光的時(shí)間,根據(jù)對(duì)稱(chēng)性,一個(gè)周期內(nèi)霓虹燈不能發(fā)光的時(shí)間為4t1當(dāng)u=u0=602V時(shí)由u=1202sint(V)、f=50Hz,求得t1=1600s再由對(duì)稱(chēng)性知一個(gè)周期內(nèi)能發(fā)光的時(shí)間t=T-4t1=150s-41600s=175s則一個(gè)小時(shí)內(nèi)霓虹燈發(fā)光的時(shí)間t總=36000.02175s=2400s(2)很明顯霓虹燈在工作過(guò)程中是忽明忽暗的,而熄滅的時(shí)間只有1300s(如圖中t2t3那段時(shí)間),由于人的眼睛具有視覺(jué)暫留現(xiàn)象,而這個(gè)視覺(jué)暫留時(shí)間約為116s遠(yuǎn)大于1300s,因此經(jīng)過(guò)燈光刺激的人眼不會(huì)因?yàn)槎虝旱南缍兴杏X(jué)。10