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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 29《交變電流的產(chǎn)生和描述》試題
1.一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生交變電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式為e= 10sin4πt(V),則( )
A.該交變電動勢的頻率為2Hz
B.零時(shí)刻線圈平面與磁場垂直
C.t=0.25s時(shí),e達(dá)到最大值
D.在1s時(shí)間內(nèi),線圈中電流方向改變100次
2.交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的電壓的表達(dá)式為u＝Um sin ωt，保持其他條件不變，使該線圈的轉(zhuǎn)速和匝數(shù)同時(shí)增加一倍，則此時(shí)電壓的變化規(guī)律變?yōu)椋? ）
A.4Um sin ωt B.4Um sin2 ωt
C.2Um sin ωt
2、 D.Um sin ωt
3.一個(gè)矩形線圈的匝數(shù)為N匝,線圈面積為S ,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以ω的角速度繞垂直磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動,開始時(shí),線圈平面與磁場平行.對于它產(chǎn)生的交變電動勢,下列判斷正確的是( )
A.瞬時(shí)值表達(dá)式為e=NBSωsinωt
B.有效值為NBSω
C.平均值為NBSω
D.頻率為2πω
4.如圖所示,正弦波和方波交變電流的最大值相等,周期也相等,現(xiàn)把它們通入完全相同的電阻,則在相同的時(shí)間(遠(yuǎn)大于周期)內(nèi),兩電阻發(fā)熱之比Q甲/Q乙等于( )
A. B. C. D.1
5.(xx·西安質(zhì)檢)如圖所示電路
3、，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(正向電阻可看做零，反向電阻可看做無窮大)，在A、B間加一正弦交變電壓u＝20 sin 100πt(V)，則加在R2上的電壓的有效值為（ ）
A.10 V B.20 V
C.15 V D.5 V
6.(xx·山東青島二中階段性檢測)將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形,每邊長為l,它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為n,導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接,外電路接有額定功率為P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),燈泡的電阻應(yīng)為( )
A. B.
4、
C. D.
7.處在勻強(qiáng)磁場中的矩形線圈abcd,以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動,磁場方向平行于紙面并與ab垂直.在t=0時(shí)刻,線圈平面與紙面重合(如圖),線圈的cd邊離開紙面向外運(yùn)動.若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正,則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線是( )
8.正弦交流電源與電阻R、交流電壓表按照甲圖所示的方式連接,R=10Ω,交流電壓表的示數(shù)是10V,乙圖是交變電源輸出電壓u隨時(shí)間變化的圖象,則( )
A.通過R 的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i=cos100πt(A)
B.通過R 的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i=cos50πt(A)
C.R兩
5、端的電壓uR隨時(shí)間t的變化規(guī)律是uR=5cos100πt(V)
D.R兩端的電壓uR隨時(shí)間t的變化規(guī)律是uR=5cos50πt(V)
9.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(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T，當(dāng)線圈以300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí).問：
(1)若從線圈處于中性面開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；
(2)線圈轉(zhuǎn)過 s時(shí)電動勢的瞬時(shí)值多大？
(3)電路中，電壓表和電流表的示數(shù)各是多少？
(4)從中性面開始計(jì)時(shí)，經(jīng) s通過電阻R的電荷量是多少？
10.如圖所示,一個(gè)被x軸與曲線方程y=0.2sinx(
6、m)所圍的空間中存在著勻強(qiáng)磁場.磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T.正方形金屬線框的邊長是L=0.40m,電阻是R=0.1Ω,它的一邊與x軸重合,在拉力F的作用下,以v=10m/s的速度水平向右勻速運(yùn)動.求拉力F要做多少功才能把線框拉過磁場區(qū)?
參考答案
1.解析:角速度為4π rad/s,頻率f==2Hz,A項(xiàng)正確;t=0時(shí),e=0,線圈位于中性面,B項(xiàng)正確;t=0.25s時(shí),e=0,C項(xiàng)錯;在1s時(shí)間內(nèi),電流變化2個(gè)周期,方向改變4次,D項(xiàng)錯.
答案:AB
7、
2.解析：線圈的轉(zhuǎn)速和匝數(shù)同時(shí)增加一倍，則Um增加到原來的4倍，線圈的轉(zhuǎn)速增加一倍，則ω為原來的兩倍，故電壓的變化規(guī)律變?yōu)?Um sin2 ωt，選項(xiàng)B正確.
答案：B
3.解析:瞬時(shí)值表達(dá)式為e=NBSωcosωt,A項(xiàng)錯;有效值為Em=NBSω, B項(xiàng)正確;平均值與時(shí)間間隔的選取有關(guān),沒有確定的數(shù)值,C項(xiàng)錯;頻率為,D項(xiàng)錯.
答案:B
4.解析:正弦波交變電流的有效值為I=Im,Q甲=I2Rt=Im2Rt;方波交變電流的有效值為Im,Q乙=Rt,B項(xiàng)正確.
答案:B
5.解析：根據(jù)有效值的定義可得, 解得加在R2上的電壓的有效值U＝5 V，D正確.
答案：D
6.解析:
8、導(dǎo)線轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生正弦交流電,其最大值為Em=2πnBl2,根據(jù)小燈泡正常發(fā)光,有P=()2,解得R=,本題只有B項(xiàng)正確.
答案:B
7.解析:線圈從圖示位置開始轉(zhuǎn)動時(shí)感應(yīng)電動勢為最大值,由右手定則可知感應(yīng)電流沿正方向,故C項(xiàng)正確.
答案:C
8.解析:角速度ω==100π rad/s,交流電壓表的示數(shù)為有效值,輸出電壓最大值為Um=10V,uR=10cos100πt(V),i=cos100πt(A),A項(xiàng)正確.
答案:A
9.解析：(1)e＝Em sin ωt＝nBS·2πf sin (2πft)
＝100××0.05×2π× sin (2π×t) V
＝50 sin 10π
9、t V
(2)當(dāng)t＝ s時(shí)，e＝50 sin (10π×) V≈43.3 V.
(3)電動勢的有效值為E＝＝ V≈35.4 V，
電流表示數(shù)I＝＝ A＝3.54 A，
電壓表示數(shù)U＝IR＝3.54×9 V＝31.86 V.
(4) s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過的角度θ＝ωt＝×2π×＝.
該過程中，ΔΦ＝BS-BS cos θ＝BS，
由＝，＝，＝
得q＝＝＝C＝ C.
答案：(1)e＝50 sin 10πt V (2)43.3 V
(3)31.86 V 3.54 A (4) C
10.解析:線框通過磁場區(qū)域的過程如圖(1)所示,線框右邊a
10、b依次移到a1b1位置、移到a2b2位置(左邊與ab位置重合)、移到a3b3位置三個(gè)過程.在ab移到a1b1過程,線框切割磁感線的長度就是曲線方程y=0.2sinx(m)的縱坐標(biāo)y,設(shè)線框右邊剛進(jìn)入磁場的時(shí)刻t=0,則線框在0~s時(shí)
間內(nèi)產(chǎn)生的電動勢E=Byv=0.4sinx(V)=0.4sint(V),逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流i==4sint(A),電流為正弦交變電流;在右邊從a1b1位置移到a2b2位置過程中,磁通量不變,沒有感應(yīng)電流,即在~s時(shí)間內(nèi),沒有電流;
(1)
在右邊從a2b2移到a3b3過程中,即在~s時(shí)間內(nèi),線框的左邊切割磁感線,產(chǎn)生順時(shí)針方向的電流.
若選逆時(shí)針方向的電流為正方向,則電流it圖象如圖(2)所示.
(2)
線框通過磁場有正弦電流的時(shí)間t=0.06s,
電流有效值I==2A,
根據(jù)拉力做的功等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱,故W=Q=I2Rt=(2)2×0.1×0.06J=0.048J.
答案:0.048J
2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 29《交變電流的產(chǎn)生和描述》試題
