《（講練測(cè)）高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題44 交變電流的產(chǎn)生及描述（測(cè)）（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（講練測(cè)）高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題44 交變電流的產(chǎn)生及描述（測(cè)）（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題（12頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題44 交變電流的產(chǎn)生及描述（測(cè)）【滿分：110分 時(shí)間：90分鐘】一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中. 18題只有一項(xiàng)符合題目要求； 912題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）1如圖所示，有一個(gè)電熱器R，接在電壓為u = 311sin100pt（V）的交流電源上。電熱器工作時(shí)的電阻為100，電路中的交流電表均為理想電表。由此可知ARVuA電壓表的示數(shù)為311VB電流表的示數(shù)為2.2AC電熱器的發(fā)熱功率為967WD交流電的頻率為100Hz【答案】 B【名師點(diǎn)睛】本題考查交變電流最大值、有效值的理解和應(yīng)用的能力

2、，對(duì)于交流電表的測(cè)量值、計(jì)算交流電功率、電功等都用到有效值注意感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值的求法，并掌握交流電的最大值與有效值的關(guān)系。2一交變電流的電壓表達(dá)式為u100sin120t（V），由此表達(dá)式可知A用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為100VB該交變電壓的頻率為60HzC將該電壓加在100的電阻兩端，則該電阻消耗的電功率為100WDt1/480s時(shí)，該交流電壓的瞬時(shí)值為50V【答案】B【解析】從電壓表達(dá)式中得出電壓的最大值為，電壓表顯示的是有效值，為：，故A錯(cuò)誤；從電壓表達(dá)式中得出角頻率為，故頻率，故B正確；將該電壓加在的電阻兩端，則該電阻消耗的電功率為：，故C錯(cuò)誤；時(shí)，該交流電壓的瞬時(shí)值為，故D錯(cuò)誤?！久?/p>

3、師點(diǎn)睛】根據(jù)電壓表達(dá)式中各物理量的含義去分析周期、有效值瞬時(shí)值，由功率公式計(jì)算消耗的電功率。3兩只相同的電阻，分別通以正弦波形的交流電和方波形的交流電，兩種交流電的最大值相等，且周期相等在正弦波形交流電的一個(gè)周期內(nèi)，正弦波形的交流電在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為Q1，其與方波形交流電在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q2之比Q1Q2等于（ ）A11 B21 C12 D43【答案】B【名師點(diǎn)睛】此題考查了交流電的有效值；對(duì)于交變電流，求解熱量、電功和電功率等與熱效應(yīng)有關(guān)的量，都必須用有效值。4實(shí)驗(yàn)室里的交流發(fā)電機(jī)可簡(jiǎn)化為如圖所示的模型，正方形線圈在水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線的OO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)今在發(fā)電機(jī)的輸出端接一個(gè)

4、電阻R和理想電壓表，并讓線圈每秒轉(zhuǎn)25圈，讀出電壓表的示數(shù)為10 V已知R10 ，線圈電阻忽略不計(jì)，下列說法正確的是A線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)刻，線圈中的瞬時(shí)電流為零B從線圈平面與磁場(chǎng)平行開始計(jì)時(shí)，線圈中感應(yīng)電流瞬時(shí)值表達(dá)式為isin 100t （A）C流過電阻R的電流最大值為AD電阻R上的熱功率等于5 W【答案】C【名師點(diǎn)睛】圖示位置是與中性面垂直的位置，電動(dòng)勢(shì)最大，電壓表的示數(shù)為電動(dòng)勢(shì)的有效值，電流瞬時(shí)值表達(dá)式為余弦函數(shù)注意計(jì)時(shí)的位置是中性面還是與之垂直的地方5如圖，實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r=10，外接R=90的電阻。閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e=（V）

5、，則（ ）A該交變電流的頻率為10Hz B該電動(dòng)勢(shì)的有效值為VC外接電阻R所消耗的電功率為10W D電路中理想交流電流表的示數(shù)為10A【答案】D【解析】由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式e=（V）可知，該交流電為正弦式交變電流，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值基本表達(dá)式為：e=Emsint，由兩式對(duì)照可知：Em=V，=10rad/s，又由于=2f，解得：f5Hz，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)正弦式交變電流有效值與峰值的關(guān)系可知，該電動(dòng)勢(shì)的有效值為：E=10V，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；理想交流電流表測(cè)量的是電路中總電流的有效值，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I=1A，外接電阻R所消耗的功率為：P=I2R=9W，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。名師

6、點(diǎn)睛：本題綜合考查了交變電流的有關(guān)知識(shí)、焦耳定律、閉合電路歐姆定律的應(yīng)用問題，要知道正弦交流電的最大值等于有效值的倍；計(jì)算電功和電功率時(shí)必須要用有效值計(jì)算；此題難度中等。6如圖所示的交變電流，最大值為Im，周期為T，則下列有關(guān)該交變電流的有效值I，判斷正確的是（ ）AI= BI CI D以上均不正確【答案】B【名師點(diǎn)睛】解本題時(shí)應(yīng)該掌握：交流電和直流電的定義，直流電是指電流方向不發(fā)生變化的電流；理解并會(huì)求交流電的有效值，只適用于正余弦交流電；根據(jù)圖象書寫交流電的表達(dá)式7一個(gè)匝數(shù)為匝，電阻為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)刻起穿過線圈的磁通量按圖示規(guī)律變化，則線圈中產(chǎn)生交

7、變電流的有效值為（ ）A B C D【答案】C【解析】?jī)?nèi)的磁通量變化率為：，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)的磁通量變化率為：，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，對(duì)一個(gè)定值電阻，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量：，根據(jù)有交流電有效值的定義：得：，故ACD錯(cuò)誤，B正確。【名師點(diǎn)睛】根據(jù)每段時(shí)間內(nèi)磁通量的變化率求出每段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，結(jié)合熱量的公式求出在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量抓住交流電和直流電在相同時(shí)間內(nèi)、通過相同電阻，產(chǎn)生相同的熱量，求出電流的有效值。8如圖所示，兩根間距為cm的無限長(zhǎng)光滑金屬導(dǎo)軌，電阻不計(jì)，其左端連接一阻值為10的定值電阻，兩導(dǎo)軌之間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界虛線為正弦曲線的一部分，一阻值為10的光滑導(dǎo)體

8、棒，在外力作用下以10m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)（接觸電阻不計(jì)），交流電壓表和交流電流表均為理想電表，則（ ）A回路中產(chǎn)生的是正弦式交變電流 B電壓表的示數(shù)是2VC導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到圖示虛線位置時(shí)，電流表示數(shù)為零 D導(dǎo)體棒上消耗的熱功率為0.2W【答案】A【名師點(diǎn)睛】本題考查正弦交流電的最大值和有效值及電功率的計(jì)算；本題的關(guān)鍵要知道圖中產(chǎn)生脈沖式電流，運(yùn)用有效值的定義求解出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值，注意求解電功率時(shí)，必須要用交流電的有效值；此題是中等題，意在考查學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)的能力.9如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，電阻為R。線框繞與cd重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以

9、角速度從中性面開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框轉(zhuǎn)過時(shí)的感應(yīng)電流為I，下列說法不正確的是（ ）A線框中感應(yīng)電流的有效值為2IB轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線框的磁通量的最大值為C從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導(dǎo)線某橫截面的電荷量為D線框轉(zhuǎn)一周的過程中，產(chǎn)生的熱量為【答案】AD【解析】【名師點(diǎn)睛】本題考查交變電流最大值、有效值的理解和應(yīng)用的能力，對(duì)于交流電表的測(cè)量值、計(jì)算交流電功率、電功等都用到有效值注意感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值的求法，并掌握交流電的最大值與有效值的關(guān)系。10圖7甲為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖，內(nèi)阻r5.0 ，外電路電阻R95 ，電路中其余電阻不計(jì)。發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸

10、轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)n100。轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過每匝線圈的磁通量隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，則（）圖7At3.14102 s時(shí)，該小型發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為零 B該小型發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)的最大值為200 VC電路中電流最大值為2A D串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)為2A【答案】BC【解析】 A、t=3.1410-2s時(shí)，磁通量的變化率最大，該小型發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)有最大值，故A錯(cuò)誤；B、從-t圖線可以看出，max=1.010-2 Wb，T=3.1410-2 s，=2/T，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Emax=nmax=200V，故B正確；C、電路中電流最大值Imax=Emax/（R+r）=200/100=2A，故C正

11、確；D、交流電流表讀數(shù)是交變電流的有效值，即，故D錯(cuò)誤故選BC.【名師點(diǎn)睛】本題考查對(duì)交流電的產(chǎn)生過程的理解，要注意明確磁通量的變化與交流電產(chǎn)生的關(guān)系，知道最大電動(dòng)勢(shì)與最大磁通量之間的關(guān)系11如圖甲所示，不計(jì)電阻的矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出交流電的電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙所示，經(jīng)原副線圈的匝數(shù)比為1：10的理想變壓器給一燈泡供電如圖丙所示，副線圈電路中燈泡額定功率為22W現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光則At=0.01s時(shí)刻穿過線框回路的磁通量為零B交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為50r/sC變壓器原線圈中電流表示數(shù)為1AD燈泡的額定電壓為220V【答案】BC【名師點(diǎn)睛】首先能從線圈在磁場(chǎng)中

12、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)圖象中讀出最大值、周期，從而得出有關(guān)線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，再根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律、變流規(guī)律及理想變壓器的功率關(guān)系確定燈泡和變壓器輸入的物理量，要注意關(guān)于交流電有效值的含義及應(yīng)用。12矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)如圖示，則（ ）At1時(shí)刻線圈中磁通量為零Bt2時(shí)刻線圈中磁通量變化率最大Ct3時(shí)刻線圈中磁通量最大Dt4時(shí)刻線圈面與磁場(chǎng)方向垂直【答案】BC【解析】 A、t1時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，磁通量最大，此時(shí)線圈通過中性面，故A錯(cuò)誤；B、t2時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈平面與中性面垂直，故磁通量的變化率最大，故B正確；C、t3時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線圈通過中性面，磁通量最大，故

13、C正確；D、t4時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，磁通量變化率最大，線圈平面與中性面垂直，與磁感線平行，故D錯(cuò)誤；故選：BC【名師點(diǎn)睛】矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生正弦交變電流磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大；磁通量最大時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線圈恰好通過中性面經(jīng)過中性一次，電流方向改變一次根據(jù)法拉第定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率成正比二、非選擇題（本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分）13（10分）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=05T，匝數(shù)為n=50的矩性線圈，繞轉(zhuǎn)軸OO垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每匝線圈長(zhǎng)為L(zhǎng)=25cm，寬為d=20cm，線圈每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)3000

14、轉(zhuǎn)，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，從線圈平面經(jīng)過圖示位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，求：（1）寫出交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的瞬時(shí)值表達(dá)式；（2）若每匝線圈本身電阻r=002，外接一只阻值為R=9的電熱器，使線圈和外電路構(gòu)成閉合電路，寫出交流感應(yīng)電流I的瞬時(shí)值表達(dá)式；（3）將一交流電壓表接在R兩端，電壓表示數(shù)為多少？【答案】（1）e=125cos100t（V）（2）i=125cos100t（A）（3）U=250V【解析】【名師點(diǎn)睛】本題考查了有關(guān)交流電描述的基礎(chǔ)知識(shí)，要能根據(jù)題意寫出瞬時(shí)值的表達(dá)式，知道有效值跟峰值的關(guān)系，難度不大，屬于基礎(chǔ)題線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流而對(duì)于電表讀數(shù)由交變電的有效值來確定。14（1

15、0分）圖（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n=100匝、電阻r =10，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R = 90 ，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。在t0時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過每匝線圈的磁通量（隨時(shí)間t按圖（乙）所示正弦規(guī)律變化。求：（1）從15710-2s到47110-2s內(nèi)通過電阻R上的電量q；（2）電路中交流電壓表的示數(shù)；（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中，外力所做的功W外?！敬鸢浮浚?）004C（2）127V（3）121256J【解析】（2）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em=nBS由圖可知m

16、BS2102Wb回路中的電流的有效值電壓表示數(shù)U=IR聯(lián)立上式得：（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，外力所做的功：W外=Q總=I2（R+r）t=142（90+10）=121256J【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道正弦式交流電峰值的表達(dá)式Em=nBS，以及知道峰值、有效值、平均值和瞬時(shí)值的區(qū)別；注意求解電量時(shí)要用交流電的平均值，求解電功及電熱時(shí)要用交流電的有效值，正弦交流電的最大值等于有效值的倍15（15分）某單匝線圈面積S=05m2，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正弦式交流電，電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的函數(shù)圖像如圖所示，試求：（1）電動(dòng)勢(shì)的有效值；（2）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期；（3）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度

17、的大??；（4）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小?！敬鸢浮浚?）100V（2）004s（3）50rad/s（4）（T）（4）矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為Em=NBS，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是根據(jù)e-t圖象得到周期和最大值，要明確交流電有效值與峰值的關(guān)系是，知道矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為Em=NBS，基礎(chǔ)題。16（15分）如圖甲所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)；已知線圈的匝數(shù)n=100匝，總電阻r=10，所圍成矩形的面積S=0040m2，小燈泡的電阻R=90，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如圖乙所示的規(guī)律變化，求：（1）線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；（2）小燈泡消耗的電功率；（3）在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0-時(shí)間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量。【答案】（1）8V（2）288W（3）4010-3C【解析】（1）由圖象知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T=31410-2s，所以（2）電流的最大值，有效值，則小燈泡消耗的電功率P=I2R=288W【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的考查；要知道求解交變電流的電功率時(shí)要用有效值在電磁感應(yīng)中通過導(dǎo)體截面的電量經(jīng)驗(yàn)公式是，可以在推導(dǎo)的基礎(chǔ)上記住。