2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 10-1交變電流的產(chǎn)生和描述同步檢測(cè)試題1(多選題)如圖341所示，矩形線框置于豎直向下的磁場(chǎng)中，通過導(dǎo)線與靈敏電流表相連，圖341線框在磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中線框平面處于豎直面內(nèi)，下述說法正確的是()A因?yàn)榫€框中產(chǎn)生的是交變電流，所以電流表示數(shù)始終為零B線框通過圖中位置瞬間，穿過線框的磁通量最大C線框通過圖中位置瞬間，通過電流表的電流瞬時(shí)值最大D若使線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大一倍，那么通過電流表電流的有效值也增大一倍解析：本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象，基礎(chǔ)題線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在中性面即線框與磁感線垂直時(shí)，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，而在題中圖示位置線框與磁感線平行時(shí)，磁通量最小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，A、B錯(cuò)，C對(duì)；電流的有效值I，由表達(dá)式分析可知，角速度增大一倍后，電流也增大一倍，D正確答案：CD圖3422如圖342所示，單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈軸線OO與磁場(chǎng)邊界重合線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，并規(guī)定電流方向沿abcda為正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是圖343中的()A B C D圖343解析：t0時(shí)線圈磁通量最大，磁通量的變化率最小，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流最小根據(jù)楞次定律可以判斷，t0時(shí)刻開始線圈中磁通量變小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i為負(fù)向，電流變大，C、D不正確經(jīng)過1/4周期后，dc切割磁感線，電流方向?yàn)樨?fù)，電路中有持續(xù)負(fù)方向的電流，B不正確綜上所述，應(yīng)選擇A.答案：A3某交流電壓為u6sin314t V，則以下說法正確的是()用此交流電作打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源時(shí)，打點(diǎn)周期為0.02 s；把額定電壓為6 V的小燈泡接到此電源上，小燈泡正常發(fā)光；把額定電壓為6 V的小燈泡接到此電源上，小燈泡將被燒毀；耐壓6 V的電容器不能直接用在此電源上ABC D解析：據(jù)2/T314 rad/s，可知此交流電的周期為T0.02 s，小燈泡的額定電壓指的是交流電壓的有效值，而電容器的耐壓值指的是交流電壓的最大值答案：D4一根電阻絲接入100 V的恒定電流電路中，在1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q，同樣的電阻絲接入正弦式交變電流的電路中，在2 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量也為Q，則該交變電壓的峰值是()A141.4 V B100 VC70.7 V D50 V解析：由有效值定義得·t·2t，得U有U，U峰U有·UU，U100 V時(shí)，B對(duì)，A、C、D錯(cuò)答案：B甲 乙圖3445在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖344甲所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖344乙所示，則()At0.005 s時(shí)線框的磁通量變化率為零Bt0.01 s時(shí)線框平面與中性面重合C線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311 VD線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為100 Hz解析：本題考查正弦交流電的圖象，意在考查考生根據(jù)正弦交流電的圖象獲取交流電特征信息的能力t0.005 s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線框的磁通量變化率也最大，A錯(cuò)誤t0.01 s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，穿過線框磁通量最大，線框平面與中性面重合，B正確感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為311 V，有效值則為V，C錯(cuò)誤所產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的周期為0.02 s，頻率等于周期的倒數(shù)，為50 Hz，D錯(cuò)誤答案：B6(多選題)xx·寶雞質(zhì)檢如圖345所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的正弦式交流電的圖象，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生的正弦式交流電的圖象如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦式交流電的說法正確的是()圖345A在圖中t0時(shí)刻穿過線圈的磁通量均為零B線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32C交流電a的瞬時(shí)值表達(dá)式為u10sin5t(V)D交流電b的最大值為5 V解析：t0時(shí)刻穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，故電壓為零，A項(xiàng)錯(cuò)讀圖得兩次周期之比為23，由角速度得角速度與周期成反比，故B項(xiàng)正確讀圖得a的最大值為10 V，5，由交流電感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式eEmsint(V)(從中性面開始計(jì)時(shí))得，u10sin5t(V)，故C項(xiàng)正確交流電的最大值EmnBS.所以根據(jù)兩次角速度的比值可得，交流電b的最大值為×10 V V，故D項(xiàng)錯(cuò)答案：BC圖3467(多選題)如圖346所示，在兩平行金屬板中央有一個(gè)靜止的電子(不計(jì)重力)，當(dāng)兩板間加上如圖347所示的交變電壓后，能使電子有可能做往返運(yùn)動(dòng)的電壓是() A BC D圖347解析：由A圖象可知，電子先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻速度最大，由T到T做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻速度為零從T到T電子反向做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻速度最大，由T到T做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻速度為零，回到原位置，即電子能做往復(fù)運(yùn)動(dòng)同樣的方法可得B、C也對(duì)答案：ABCB組能力提升8(多選題)xx·江蘇省蘇北三市調(diào)研如圖348所示電路中，電源電壓u311sin100t(V)，A、B間接有“220 V,440 W”的電暖寶、“220 V,220 W”的抽油煙機(jī)、交流電壓表及保險(xiǎn)絲下列說法正確的是()圖348A交流電壓表的示數(shù)為311 V B電路要正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3 AC電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍D1 min抽油煙機(jī)消耗的電能為1.32×104 J解析：交流電壓表的示數(shù)表示有效值，即為220 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電路正常工作時(shí)，干路電流I A A3 A，顯然，選項(xiàng)B正確；電暖寶幾乎將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，而抽油煙機(jī)主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，顯然，電暖寶發(fā)熱功率遠(yuǎn)大于抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；1 min抽油煙機(jī)消耗的電能為WPt220 W×60 s1.32×104 J，選項(xiàng)D正確答案：BD圖3499(多選題)圖349所示為交變電流產(chǎn)生的示意圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中線圈繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)為N，線圈總電阻為r，線圈面積為S，外電路電阻為R.在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，下列說法正確的是()A磁通量的變化量NBSB平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)C電阻R產(chǎn)生的焦耳熱QD電阻R產(chǎn)生的焦耳熱QR·解析：穿過某個(gè)面的磁通量與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)，線圈在題設(shè)的條件下，其磁通量的變化量BS，選項(xiàng)A錯(cuò)；線圈轉(zhuǎn)過90°的時(shí)間t，所以平均電動(dòng)勢(shì)NN，選項(xiàng)B正確；線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E.回路中電流的有效值為I.所以，電阻R上產(chǎn)生的熱量為QI2Rt2R.選項(xiàng)D正確，答案為B、D.答案：BD10xx·北京卷一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為10 V的直流電源上，消耗電功率為P；若把它接在某個(gè)正弦交流電源上，其消耗的電功率為.如果電熱器電阻不變，則此交流電源輸出電壓的最大值為()A5 V B5 VC10 V D10 V解析：設(shè)該電熱器的電阻為R，題中正弦交流電源輸出電壓的有效值為U，則；加直流電時(shí)，P；又由最大值UmU，可解出Um10 V故選項(xiàng)C正確答案：C11xx·安徽卷圖3410甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路圖3410乙是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來(lái)表示已知ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，線圈以恒定角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(只考慮單匝線圈)甲乙丙圖3410(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式；(2)線圈平面處于與中性面成0夾角位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，如圖丙所示，試寫出t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2的表達(dá)式；(3)若線圈電阻為r，求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱(其他電阻均不計(jì))圖3411解析：(1)矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，只有ab和cd切割磁感線，設(shè)ab和cd的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為v，則v·在t時(shí)刻，導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為E1BL1v由圖可知vvsint則整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e12E1BL1L2sint(2)當(dāng)線圈由題圖(c)位置開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，在t時(shí)刻整個(gè)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e2BL1L2sin(t0)(3)由閉合電路歐姆定律可知I這里E為線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值E則線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周在R上產(chǎn)生的焦耳熱為QRI2RT其中T于是QRR2.答案：(1)e1BL1L2sint(2)e2BL1L2sin(t0)(3)R212某電壓u120sint V、頻率為50 Hz的交變電流，把它加在激發(fā)電壓和熄滅電壓均為u060 V的霓虹燈的兩端，求在1 h內(nèi)，霓虹燈發(fā)光時(shí)間有多長(zhǎng)試分析為什么人眼不能感到這種忽明忽暗的現(xiàn)象解析：如圖3412所示，畫出一個(gè)周期內(nèi)交變電流的ut圖象，其中陰影部分對(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)稱性，一個(gè)周期內(nèi)霓虹燈不能發(fā)光的時(shí)間為4t1.圖3412當(dāng)uu060 V時(shí)，由u120·sint V求得：t1 s，再由對(duì)稱性得一個(gè)周期內(nèi)能發(fā)光的時(shí)間tT4t1 s s.再由比例關(guān)系求得1 h內(nèi)霓虹燈發(fā)光的時(shí)間t s2 400 s.很明顯霓虹燈在工作過程中是忽明忽暗的，而熄滅的時(shí)間間隔只有 s(如圖中t2時(shí)刻到t3時(shí)刻)，由于人的眼睛具有視覺暫留現(xiàn)象，而這個(gè)視覺暫留時(shí)間約為 s，遠(yuǎn)大于 s，因此經(jīng)過燈光刺激的人眼不會(huì)對(duì)短暫的熄滅而有所感覺答案：2 400 s分析見解析13如圖3413甲所示，在兩根水平放置的平行金屬導(dǎo)軌兩端各接一只R1 的電阻，導(dǎo)軌間距L0.2 m，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.8 T一根電阻r0.3 的導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸若導(dǎo)體棒沿平行于導(dǎo)軌的方向在PQ和MN之間運(yùn)動(dòng)，其速度圖象如圖3413乙所示求：圖3413(1)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)整個(gè)電路在1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量解析：(1)由速度圖象可得，某時(shí)刻導(dǎo)體棒做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的速度表達(dá)式vt10sin10t m/s.導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式eBLvt1.6sin10t V.(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Emax10BL1.6 V，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為EEmax/，回路中的總電阻為RrR/20.8 ，回路中的電流IE/R A.整個(gè)電路在1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為QI2Rt96 J.答案：(1)e1.6sin10t V(2)96 JC組難點(diǎn)突破14如圖3414所示電路，電阻R1與電阻R2阻值相同，都為R，和R1并聯(lián)的D為理想二極管圖3414(正向電阻可看作零，反向電阻可看作無(wú)窮大)，在A、B間加一正弦交流電u20sin 100t V，則加在R2上的電壓有效值為()A10 VB20 VC15 VD5 V解析：由有效值定義，··T，解得U5V，選D.答案：D