2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 第1講 交變電流的產(chǎn)生和描述課時(shí)作業(yè)（含解析）

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1、交變電流的產(chǎn)生和描述 1．一個(gè)匝數(shù)為100匝，電阻為0.5 Ω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)生交變電流的有效值為(　　) A．5 A　　　　　　 B．2 A C．6 A D．5 A 解析：0～1 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1＝n＝100×0.01 V＝1 V,1～1.2 s內(nèi)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2＝n＝100× V＝5 V，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝Q1＋Q2＝t1＋t2＝12 J，根據(jù)交變電流有效值的定義得Q＝I2Rt＝12 J，I＝2 A，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤． 答案：B 2．一只電

2、阻分別通過(guò)四種不同形式的電流，電流隨時(shí)間變化的情況如下圖所示，在相同時(shí)間內(nèi)電阻產(chǎn)生熱量最大的是(　　) 解析：選項(xiàng)A、B中交變電流的有效值都為 A，選項(xiàng)C中恒定電流的大小為1.5 A，選項(xiàng)D中交變電流的有效值為2 A，根據(jù)熱量的表達(dá)式Q＝I2Rt得出選項(xiàng)D正確． 答案：D 3．一交流電壓為u＝100sin(100πt)V，由此表達(dá)式可知(　　) A．用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為50 V B．該交流電壓的周期為0.02 s C．將該電壓加在“100 V,100 W”的燈泡兩端，燈泡的實(shí)際功率小于100 W D．t＝ s時(shí)，該交流電壓的瞬時(shí)值為50 V 解析：由交流電壓瞬時(shí)值表達(dá)式

3、可知電壓的有效值為100 V，故用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為100 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；ω＝100π rad/s，則周期T＝＝0.02 s，選項(xiàng)B正確；該電壓加在“100 V,100 W”的燈泡兩端，燈泡恰好正常工作，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將t＝ s代入瞬時(shí)值表達(dá)式得電壓的瞬時(shí)值為100 V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 4．(多選)(2019·湖南邵陽(yáng)二中月考)一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示．由圖可知(　　) A．該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝100sin 25πt(V) B．該交流電的頻率為25 Hz C．該交流電的電壓的有效值為100 V D．若將該交流電壓加在阻值R＝100 Ω

4、的電阻兩端，則電阻消耗的功率為50 W 解析：從圖象中可得該交流電的周期為T＝4×10－2s，所以頻率為f＝＝25 Hz，選項(xiàng)B正確；角速度為ω＝2πf＝50π rad/s，從圖象中可知交流電最大值為Um＝100 V，所以該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝100sin 50πt V，該交流電的有效電壓值為U＝＝50 V，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤；若將該交流電壓加在阻值R＝100 Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率為P＝＝ W＝50 W，選項(xiàng)D正確． 答案：BD 5．(多選)圖甲為小型交流發(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、總電阻r＝5 Ω

5、，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(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過(guò)每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化．若交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em，電壓表的示數(shù)為U，則(　　) A．Em＝200 V，U＝134 V B．Em＝134 V，U＝95 V C．通過(guò)電阻R的電流每秒內(nèi)方向改變約50次 D．電阻R實(shí)際消耗的功率為190 W 解析：交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)的有效值E＝＝10

6、0 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(shù)為U＝IR＝134 V，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由題圖乙可知，周期T＝2π×10－2 s，頻率f＝≈16 Hz，故通過(guò)電阻R的電流每秒內(nèi)方向改變約32次，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電阻R消耗的功率為P＝I2R＝190 W，故選項(xiàng)D正確． 答案：AD 6．某研究小組成員設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的電路，已知純電阻R的阻值不隨溫度變化．與R并聯(lián)的是一個(gè)理想的交流電壓表，D是理想二極管(它的導(dǎo)電特點(diǎn)是正向電阻為零，反向電阻為無(wú)窮大)．在A、B間加一交流電壓，瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝20sin 100πt(V)，則交流電壓表示數(shù)為(　　) A．

7、10 V　　　　　　 B．20 V C．15 V D．14.1 V 解析：二極管具有單向?qū)щ娦?，使得半個(gè)周期內(nèi)R通路，另半個(gè)周期內(nèi)R斷路，在導(dǎo)電的半個(gè)周期內(nèi)，交流電的有效值為20 V，故一個(gè)周期內(nèi)的電阻發(fā)熱量為Q＝T＝·，解得U＝10 V＝14.1 V，選項(xiàng)D正確． 答案：D 7．如圖所示為某小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，其矩形線圈abcd的面積為S＝0.03 m2，共有n＝10匝，線圈總電阻為r＝1 Ω，線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝ T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，可繞與磁場(chǎng)方向垂直的固定對(duì)稱軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過(guò)滑環(huán)和電刷保持與外電路阻值為R＝9 Ω的電阻連接．在外力作用下線圈以角速度ω＝

8、10π rad/s繞軸OO′逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．從圖示位置剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcd B．用該交流發(fā)電機(jī)給電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電時(shí)，打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s C．該電路的路端電壓有效值為5.4 V D．如果將電阻R換成標(biāo)有“6 V,3 W”字樣的小燈泡，小燈泡能正常工作 解析：由右手定則可知，從圖示位置剛開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcb，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電的周期T＝＝ s＝0.2 s，故打點(diǎn)的時(shí)間間隔一定為0.2 s，故B錯(cuò)誤；線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為Em＝nBSω＝10××0.03×10π V＝6 V，有效值為E＝＝6 V，根

9、據(jù)閉合電路的歐姆定律可知I＝＝A＝0.6 A，則電路的路端電壓有效值為U＝IR＝5.4 V，選項(xiàng)C正確；燈泡的電阻RL＝＝12 Ω，電燈泡兩端的電壓為U′＝RL≈5.5 V，故小燈泡不能正常發(fā)光，故D錯(cuò)誤． 答案：C 8．(多選)如圖甲所示，將阻值為R＝5 Ω的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的正弦交變電源上，電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，電流表串聯(lián)在電路中測(cè)量電流的大?。畬?duì)此，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電阻R兩端電壓變化規(guī)律的函數(shù)表達(dá)式為u＝2.5sin 200πt(V) B．電阻R消耗的電功率為1.25 W C．如圖丙所示，若此交變電流由一矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生，當(dāng)線圈的

10、轉(zhuǎn)速提升一倍時(shí)，電流表的示數(shù)為1 A D．這一交變電流與圖丁所示電流比較，其有效值之比為 解析：圖乙所示電流的最大值為Im＝0.5 A，周期為T＝0.01 s，其角速度為ω＝＝200π rad/s，由歐姆定律得Um＝ImR＝2.5 V，所以R兩端電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝2.5 sin 200πt(V)，選項(xiàng)A正確；該電流的有效值為I＝，電阻R消耗的電功率為P＝I2R，解得P＝0.625 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電流表的示數(shù)為有效值，該交變電流由圖丙所示矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生，當(dāng)轉(zhuǎn)速提升一倍時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nBSω為原來(lái)的2倍，電路中電流的有效值也是原來(lái)的2倍，為2× A≠1 A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；圖乙中的正弦交變電流的有效值為 A，圖丁所示的交變電流雖然方向發(fā)生變化，但大小恒為0.5 A，故有效值之比為，選項(xiàng)D正確． 答案：AD 5