2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 分層規(guī)范快練35 交變電流的產(chǎn)生和描述 新人教版.doc
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分層規(guī)范快練(三十五) 交變電流的產(chǎn)生和描述 [雙基過關(guān)練] 1. (多選)如圖所示為交流發(fā)電機示意圖,線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上,CD邊連在滑環(huán)L上,導(dǎo)體制作的兩個電刷E、F分別壓在兩個滑環(huán)上,線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接.關(guān)于其工作原理,下列分析正確的是( ) A.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間,穿過線圈的磁通量最大 B.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間,線圈中的感應(yīng)電流最大 C.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間,穿過線圈的磁通量最小 D.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間,線圈中的感應(yīng)電流最小 答案:AC 2.[2019惠州市高三調(diào)研考試]某交流發(fā)電機給燈泡供電,產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示.下列說法中正確的是( ) A.交變電流的頻率為100 Hz B.交變電流的瞬時表達式為i=5cos50πt (A) C.該交流電的電壓有效值為5 V D.在t=510-3 s時,穿過交流發(fā)電機線圈的磁通量最大 解析:根據(jù)圖象知交流電的周期為0.02 s,因此交流電的頻率為50 Hz,A錯誤;由ω==100π rad/s,交變電流的最大值為5 A可得,交變電流的瞬時值表達式為i=5cos 100πt (A),B錯誤;因為電阻未知,故電壓不能確定,C錯誤;t=510-3 s時,交變電流的瞬時值為零,磁通量最大,D正確. 答案:D 3. 如圖所示,直線MN右側(cè)有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,有一個單匝、電阻為R、邊長為L的導(dǎo)線框一半處于勻強磁場中,t=0時刻,框面與磁場垂直,現(xiàn)讓線框以MN為軸勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為n,則通過線框的感應(yīng)電流的有效值為( ) A. B. C. D. 解析: 線框總有一半在磁場中,若規(guī)定逆時針的電流方向為正,線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流如圖所示,峰值為:Im=,根據(jù)有效值與峰值間的關(guān)系可得:I=Im=. 答案:D 4.一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖甲所示,則下列說法正確的是( ) A.t=0時刻,線圈平面與中性面垂直 B.t=0.01 s時刻,Φ的變化率最大 C.t=0.02 s時刻,交流電動勢達到最大 D.該線圈產(chǎn)生的交流電動勢的圖象如圖乙所示 解析:由Φ-t圖知,在t=0時,Φ最大,即線圈處于中性面位置,此時e=0,故A、D兩項錯誤;由圖知T=0.04 s,在t=0.01 s時,Φ=0,最大,e最大,則B項正確;在t=0.02 s時,Φ最大,=0,e=0,則C項錯誤. 答案:B 5. 交變電流電壓的有效值為6 V,它和電阻R1、R2及電容器C、電壓表一起連接成如圖所示的電路,圖中電壓表的讀數(shù)為U1,為了保證電容器C不被擊穿,電容器的耐壓值為U2,電容器在電路中正常工作,則( ) A.U1=6 V U2=6 V B.U1=6 V U2=3 V C.U1=6 V U≥6 V D.U1=6V U2≥6 V 解析:交流電源的有效電壓是6 V,而電壓表測量的是交流電的有效值,則電壓表的示數(shù)為U1=6 V;因正弦式交流電的最大值是有效值的倍,則知電壓的最大值為6 V,所以電容器要能正常工作,其耐壓值必須不低于6 V,即U2≥6 V.故D項正確,A、B、C項錯誤. 答案:D 6.(多選)勻強磁場中有一長方形導(dǎo)線框,分別以相同的角速度繞圖所示的固定轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),用Ia、Ib、Ic、Id表示四種情況下線框中電流的有效值,則( ) A.Ia=Id B.Ia>Ib C.Ib>Ic D.Ic=Id 解析:對正弦交流電而言,最大值Em=NBSω,而有效值E=,I=E/R. 得線框中電流的有效值:I=. 線框中電流的有效值只與N、B、S、ω、R有關(guān),與固定轉(zhuǎn)軸所處的具體位置無關(guān).選A、D. 答案:AD 7.[2019孝感模擬]一正弦交流電的電壓隨時間變化規(guī)律如圖所示,則( ) A.交流電的頻率為50 Hz B.交流電壓的有效值為100 V C.交流電壓瞬時值表達式為u=100sin50πt (V) D.此交流電壓可以直接接耐壓值為80 V的電容器 解析:由題圖可知,T=410-2 s,故f==25 Hz,故A項錯誤;由圖象可知交流電的最大值為100 V,因此其有效值為U= V=50 V,故B項錯誤;交流電的角速度ω=2πf=50π rad/s,所以其表達式為u=100sin(50πt) V,故C項正確;電容器的耐壓值為交流電的最大值,最大值100 V大于80 V,故不能直接接在此交流電上,故D項錯誤. 答案:C 8.[2019遼寧沈陽二中月考](多選)如圖甲所示,將阻值為R=5 Ω的電阻接到內(nèi)阻不計的正弦式交流電源上,電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,電流表串聯(lián)在電路中測量電流的大?。畬Υ耍铝姓f法正確的是( ) A.電阻R兩端電壓變化的表達式為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圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生,當(dāng)線圈的轉(zhuǎn)速提升一倍時,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,則ω==200π rad/s,由歐姆定律得Um=ImR=2.5 V,所以R兩端電壓瞬時值的表達式為u=2.5sin(200πt) V,選項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B錯誤;電流表的示數(shù)為有效值,若該交變電流由圖丙所示矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生,當(dāng)轉(zhuǎn)速提升一倍時,電動勢的最大值Em=nBSω為原來的2倍,電路中電流的有效值也是原來的2倍,為2 A≠1 A,選項C錯誤;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D正確. 答案:AD 9.[2019綿陽模擬]一只低壓教學(xué)電源輸出的交變電壓為U=10sin314t(V),以下說法正確的是( ) A.這只電源可以使“10 V 2 W”的燈泡正常發(fā)光 B.這只電源的交變電壓的周期是314 s C.這只電源在t=0.01 s時電壓達到最大值 D.“10 V 2 μF”電容器可以接在這只電源上 解析:交流電的峰值Um=10 V,則有效值U= V=10 V所以電源可以使“10 V、2 W”的燈泡正常發(fā)光,故A項正確;ω=100π,則T==0.02 s,故B項錯誤;t=0.01 s時,經(jīng)過半個周期,電壓為零,故C項錯誤;當(dāng)電容器的耐壓值小于峰值,電容器被擊穿,10 V小于10 V,則“10 V 2 μF”電容器不能接在這只電源上,故D項錯誤. 答案:A [技能提升練] 10.(多選) 如圖所示,N匝矩形導(dǎo)線框以角速度ω在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,線框面積為S,線框的電阻、電感均不計,外電路接有電阻R、理想交流電流表和二極管D.二極管D具有單向?qū)щ娦裕凑螂娮铻榱?,反向電阻無窮大.下列說法正確的是( ) A.交流電流表的示數(shù)I=NBS B.一個周期內(nèi)通過R的電荷量q= C.R兩端電壓的有效值U=NBS D.圖示位置電流表的示數(shù)為0 解析:二極管具有單向?qū)щ娦裕虼穗娐分兄挥姓螂娏?,圖象如圖所示. 設(shè)回路中電流的有效值為I,由電流的熱效應(yīng)可知,2RT=I2RT,I=,A正確,D錯誤.電阻R兩端電壓U=IR=,C錯.一個周期內(nèi)通過R的電荷量q==,B正確. 答案:AB 11.(多選)如圖甲所示,在勻強磁場中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速,繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖乙中曲線a、b所示,則( ) A.兩次t=0時刻線圈平面均與中性面重合 B.曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2:3 C.曲線a表示的交變電動勢頻率為25 Hz D.曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V 解析:線圈位于中性面時,磁通量最大,電動勢為零,A項正確;轉(zhuǎn)速之比等于周期的反比,故該比值為3:2,B項錯誤;頻率為周期的倒數(shù),a的周期為0.04 s,頻率為25 Hz,C項正確;正弦交變電流的電動勢的有效值為E==,已知Ea= V,且ωb=ωa,故可知Eb= V= V,D項錯誤. 答案:AC 12.[2019福建漳州模擬](多選)海洋中蘊藏著巨大的能量,利用海洋的波浪可以發(fā)電.在我國南海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔,其原理示意圖如圖甲所示.浮桶內(nèi)的磁體通過支柱固定在暗礁上,浮桶內(nèi)置線圈隨波浪相對磁體沿豎直方向運動,且始終處于磁場中,該線圈與阻值R=15 Ω的燈泡相連,浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成(圖中斜線陰影部分),如圖乙所示,其內(nèi)為產(chǎn)生磁場的磁體,與浮桶內(nèi)側(cè)面的縫隙忽略不計;匝數(shù)N=200的線圈所在處輻射磁場的磁感應(yīng)強度B=0.2 T,線圈直徑D=0.4 m,電阻r=1 Ω.取重力加速度g=10 m/s2,π2≈10.若浮桶隨波浪上下運動的速度可表示為v=0.4πsin(πt)m/s,則下列說法正確的是( ) A.波浪發(fā)電產(chǎn)生電動勢e的瞬時表達式e=16sin(πt)V B.燈泡中電流i的瞬時表達式i=4sin(πt) A C.燈泡的電功率為120 W D.燈泡兩端電壓的有效值為 V 解析:線圈在浮桶里隨波浪上下運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,e=NBLv=NBπDv=64sin(πt) V,A錯誤.R總=R+r=16 Ω,則燈泡中電流i的瞬時表達式i==4sin(πt)A,B正確,燈泡中電流的有效值I==2 A,燈泡的電功率P=I2R=120 W,C正確.燈泡兩端電壓的有效值U=IR=215 V=30 V,D錯誤. 答案:BC 13.(多選)圖甲為風(fēng)力發(fā)電的簡易模型.在風(fēng)力作用下,風(fēng)葉帶動與桿固連的永磁鐵轉(zhuǎn)動,磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連.某一風(fēng)速時,傳感器顯示如圖乙所示,則( ) A.磁鐵的轉(zhuǎn)速為10 r/s B.線圈兩端電壓的有效值為6 V C.交流電壓的表達式為U=12sin 5πt(V) D.該交變電流可以直接加在擊穿電壓為9 V的電容器上 解析:該交變電流的周期為T=0.4 s,故磁鐵的轉(zhuǎn)速為n== r/s=2.5 r/s,故A錯誤;由題圖乙可知電壓的最大值為12 V,有效值U== V=6 V,故B正確;周期T=0.4 s,故ω== rad/s=5π rad/s,故交流電壓的表達式為U=12sin5πt(V),故C正確;該交變電流電壓的最大值大于電容器的擊穿電壓,故該交變電流不能直接加在擊穿電壓為9 V的電容器上,故D錯誤. 答案:BC- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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