2020版高考物理一輪復習 第十一章 課時作業(yè)37 交變電流的產生和描述 新人教版

《2020版高考物理一輪復習 第十一章 課時作業(yè)37 交變電流的產生和描述 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2020版高考物理一輪復習 第十一章 課時作業(yè)37 交變電流的產生和描述 新人教版（8頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、課時作業(yè)37　交變電流的產生和描述 時間：45分鐘 1．將閉合多匝線圈置于如圖所示的勻強磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，線圈可繞MN軸自由轉動，則下列表述中正確的是(　C　) A．當磁感應強度均勻增加時，線圈不動，線圈中感應電動勢的大小與線圈的匝數無關 B．當磁感應強度均勻增加時，線圈不動，線圈中感應電流為順時針方向 C．線圈以MN為軸勻速轉動時，可以產生正弦式交流電 D．當磁感應強度恒定時，線圈匝數越大，穿過線圈的磁通量越大，感應電動勢越大 解析：根據法拉第電磁感應定律可知，線圈中產生的感應電動勢E＝n＝n，感應電動勢與線圈的匝數有關，故A錯誤；根據楞次定律可知，線圈中

2、產生的感應電流的方向為逆時針方向，故B錯誤；當線圈以MN為軸勻速轉動時，穿過線圈的磁通量發(fā)生周期性變化，故可以產生正弦式交流電，故C正確；根據E＝n可知，當磁感應強度恒定時，穿過線圈的磁通量的變化率為零，感應電動勢為零，故D錯誤． 2．一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖甲所示，則下列說法中正確的是(　C　) A．t＝0時刻線圈平面與中性面垂直 B．t＝0.02 s時刻，線圈磁通量的變化率達最大 C．t＝0.01 s時刻，瞬時電流達到最大 D．該線圈相應的交流電動勢圖象如圖乙所示 解析：由甲圖知t＝0時刻磁通量最大，線圈平面應在中

3、性面，A錯誤；t＝0.02 s時刻，磁通量最大，磁通量的變化率為零，B錯誤；t＝0.01 s時刻，磁通量為零，磁通量的變化率最大，交流電動勢最大，瞬時電流最大，故C正確；由甲圖知交流電動勢的圖象應為正弦圖象，D錯誤． 3．(多選)如圖甲所示，標有“220 V　40 W”的電燈和標有“20 μF　300 V”的電容器并聯接到交流電源上，V為交流電壓表．交流電源的輸出電壓如圖乙所示，閉合開關．下列判斷正確的是(　BC　) A．t＝時刻，V的示數為零 B．電燈恰正常發(fā)光 C．電容器有可能被擊穿 D．交流電壓表V的示數保持110 V不變 解析：交流電壓表V的示數應是電壓的有效值220

4、V，故A、D錯誤；電壓的有效值恰等于電燈的額定電壓，電燈正常發(fā)光，B正確；電壓的峰值220 V≈311 V，大于電容器的耐壓值，故有可能被擊穿，C正確． 4．如圖所示電路，電阻R1與電阻R2阻值相同，都為R，和R1并聯的D為理想二極管(正向電阻可視為零，反向電阻可視為無窮大)，在A、B間加一正弦交流電u＝20sin100πt(V)，則加在R2上的電壓有效值為(　D　) A．10 V B．20 V C．15 V D．5 V 解析：由二極管的單向導電性可知，加在R2上的電壓波形的半個周期最大值為20 V，半個周期最大值為10 V．由有效值的定義可得加在R2上的電壓有效值為5 V

5、，選項D正確． 5．如圖所示的區(qū)域內有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度為B.電阻為R、半徑為L、圓心角為45°的扇形閉合導線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉動(O軸位于磁場邊界)．則線框內產生的感應電流的有效值為(　D　) A. B. C. D. 解析：扇形閉合導線框切割磁感線的有效長度始終是半徑L，平均速度v＝，導線框進磁場和出磁場時有感應電流產生，由法拉第電磁感應定律和有效值的定義有：E＝，×＝I2RT，可得I＝，故D正確，A、B、C錯誤． 6．(多選)圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，為交流電流表．線圈繞垂直于磁場的水平

6、軸OO′沿逆時針方向勻速轉動，從圖示位置開始計時，產生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示．以下判斷正確的是(　AC　) A．電流表的示數為10 A B．線圈轉動的角速度為50π rad/s C．0.01 s時線圈平面與磁場方向平行 D．0.02 s時電阻R中電流的方向自右向左 解析：由題圖乙知Im＝10 A，I＝＝10 A，A正確．T＝2×10－2 s，ω＝＝100π rad/s，B錯誤．t＝0.01 s時，i＝Im，此時線圈平面與磁場方向平行，C正確．由右手定則判定0.02 s時電阻R中電流方向自左向右，D錯誤． 7．(多選)圖1中，單匝矩形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直磁

7、場的軸轉動．改變線圈的轉速，穿過該線圈的磁通量隨時間分別按圖2中圖線甲、乙的規(guī)律變化．設線圈的電阻為1.0 Ω，則(　BC　) A．圖線甲對應線圈在t＝0時產生的感應電動勢最大 B．圖線甲、乙對應的線圈在t＝2.0 s時，線圈平面均平行于磁感線 C．圖線甲、乙對應的線圈轉速之比為54 D．圖線甲對應的線圈中交變電流的峰值為2.5π A 解析：在t＝0時，Φ甲最大，則產生的感應電動勢最小，故A錯誤；因為在t＝0.2 s×10＝2.0 s時，Φ甲＝Φ乙＝0，所以線圈平面均平行于磁感線，故B正確；由圖可知甲、乙圖線對應的周期之比為45，而線圈的轉速n＝，所以圖線甲、乙對應的線圈轉速

8、之比為54，故C正確；甲圖線對應的線圈中交流電壓的峰值Em＝BSω＝Φmω＝0.4× V＝5π V，電流的峰值Im＝＝5π A，故D項錯誤． 8．(多選)圖甲為小型交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉動，線圈的匝數n＝100、總電阻r＝5 Ω，線圈的兩端與阻值為95 Ω的電阻R連接，交流電壓表為理想電表．t＝0時刻，線圈平　面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化．若交流發(fā)電機 產生的電動勢的最大值為Em，電壓表的示數為U，則(　AD　) A．Em＝200 V，U＝134 V B．Em＝134 V，U＝95

9、V C．通過電阻R的電流每秒內方向改變約50次 D．電阻R實際消耗的功率為190 W 解析：交流發(fā)電機產生的電動勢的最大值Em＝nBSω，而Φm＝BS，由Φ-t圖線可知Φm＝2.0×10－2 Wb，T＝2π×10－2 s，所以ω＝100 rad/s，Em＝200 V，電動勢的有效值E＝＝100 V，由閉合電路的歐姆定律，可知電路中電流的有效值I＝＝ A，電壓表的示數為U＝IR＝134 V，故選項A正確，B錯誤；由題圖乙可知，周期T＝2π×10－2 s，頻率f＝≈16 Hz，故通過電阻R的電流每秒內方向改變約32次，選項C錯誤；電阻R消耗的功率為P＝I2R＝190 W，故選項D正確．

10、 9．(2019·北京東城模擬)阻值R＝10 Ω的電阻與交流電源連接，通過電阻R的正弦式交變電流i隨時間t變化的情況如圖所示．則(　B　) A．通過R的電流有效值是0.6 A B．R兩端的電壓有效值是6 V C．此交變電流的周期是2 s D．此交變電流的頻率是100 Hz 解析：從題圖可以看出，交變電流中電流最大值為0.6 A，通過R電流的有效值是I＝ A＝0.6 A，所以R兩端電壓的有效值為6 V，此交流電源的周期是2×10－2 s，交流電源的頻率是f＝＝50 Hz，故B正確，A、C、D錯誤． 10．(2019·陜西聯考)(多選)如圖所示，由導體材料制成的閉合線框，曲線部分P

11、NQ滿足函數y＝0.5sin0.5πx，其中x、y單位為m，x滿足0≤x≤2，曲線部分電阻不計，直線部分PMQ的電阻為R＝10 Ω.將線框從圖示的位置開始(t＝0)，以v＝2 m/s的速度勻速通過寬度為d＝2 m、磁感應強度B＝1 T的勻強有界磁場，在線框穿越磁場的過程中，下列說法正確的是(　BC　) A．線框穿越磁場的時間為4 s B．線框穿越磁場的過程中，PQ兩點間的最大電壓為1 V C．線框穿越磁場的過程中，線框中產生的焦耳熱為0.1 J D．線框穿越磁場的過程中，感應電流變化規(guī)律為i＝0.1sin0.5πt(A) 解析：線框穿越磁場的時間為t＝＝ s＝2 s，選項A錯誤；

12、當y最大時，PQ兩點間的電壓最大，最大值為Um＝Em＝Bymv＝1×0.5×2 V＝1 V，選項B正確；線框通過磁場過程中產生正弦式交變電流，最大值為Em＝1 V，則有效值為U＝ V＝ V，產生的熱量為Q＝t＝×2 J＝0.1 J，選項C正確；因Im＝＝ A＝0.1 A，x＝vt＝2t，則線框穿越磁場的過程中，感應電流變化規(guī)律為i＝0.1sin(πt) A，選項D錯誤． 11．(2019·山西五校聯考)如圖所示，一矩形線圈的面積為S，匝數為N，電阻為r，處于磁感應強度大小為B的水平勻強磁場中，繞垂直磁場的水平軸OO′以角速度ω勻速轉動．線圈通過滑環(huán)與定值電阻R及理想電流表組成閉合回路．已知理

13、想電壓表的示數為U，從線圈平面與磁感線平行的位置開始計時，則(　B　) A．R兩端電壓瞬時值的表達式為uR＝Usinωt B．理想電流表的示數為 C．從到的時間內，穿過線圈平面磁通量的變化量為零 D．若ω＝100π rad/s，通過R的電流每秒鐘方向改變50次 解析：線圈產生的感應電動勢的最大值為Em＝NBSω，從線圈平面與磁感線平行的位置開始計時，產生的瞬時感應電動勢e＝NBSωcosωt，根據閉合電路的歐姆定律可知uR＝Ncosωt，故A錯誤；產生感應電動勢的有效值E＝＝，根據閉合電路的歐姆定律可知，電流I＝＝，故B正確；從到時間內，線圈轉過的角度為π，故磁通量的變化量為2B

14、S，故C錯誤；若ω＝100π rad/s，周期T＝＝0.02 s，在一個周期內電流方向改變2次，故1 s內電流方向改變次數n＝×2＝100，故D錯誤． 12．如圖所示，線圈abcd的面積是0.05 m2，共100匝，線圈電阻為1 Ω，外接電阻R＝9 Ω，勻強磁場的磁感應強度B＝ T，當線圈以300 r/min的轉速勻速旋轉時．問： (1)若從線圈處于中性面開始計時，寫出線圈中感應電動勢的瞬時值表達式； (2)線圈轉過 s時電動勢的瞬時值是多大？ (3)電路中，電壓表和電流表的示數各是多少？ (4)從中性面開始計時，經 s通過電阻R的電荷量是多少？ 解析：(1)e＝Emsinωt＝nBS·2πfsin(2πft)＝100××0.05×2π×sin V＝50sin10πt(V)． (2)當t＝ s時，e＝50sin V≈43.3 V. (3)電動勢的有效值為E＝＝ V≈35.4 V 電流表示數I＝＝ A＝3.54 A 電壓表示數U＝IR＝3.54×9 V＝31.86 V. (4) s內線圈轉過的角度θ＝ωt＝×2π×＝ 該過程中，ΔΦ＝BS－BScosθ＝BS 由＝，＝，＝ 得q＝＝＝ C＝ C. 答案：(1)e＝50sin10πt(V)　(2)43.3 V (3)31.86 V　3.54 A　(4) C 8