（新課標）2020高考物理一輪復(fù)習 課時作業(yè)50 交變電流（含解析）新人教版

《（新課標）2020高考物理一輪復(fù)習 課時作業(yè)50 交變電流（含解析）新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課標）2020高考物理一輪復(fù)習 課時作業(yè)50 交變電流（含解析）新人教版（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、交變電流一、選擇題1.(2018海南)(多選)如圖，在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，有一面積為S的矩形單匝閉合導線abcd，ab邊與磁場方向垂直，線框的電阻為R.使線框以恒定角速度繞過ad、bc中點的軸旋轉(zhuǎn)下列說法正確的是()A線框abcd中感應(yīng)電動勢的最大值是BSB線框abcd中感應(yīng)電動勢的有效值是BSC線框平面與磁場方向平行時，流經(jīng)線框的電流最大D線框平面與磁場方向垂直時，流經(jīng)線框的電流最大答案AC解析A、B兩項，線框abcd繞垂直于磁場的軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值是EmBS，故A項正確，B項錯誤；C、D兩項，線框平面與磁場方向平行時，此時線圈處于與中性面垂直位置，故此時產(chǎn)生的感應(yīng)

2、電動勢最大，流經(jīng)線框的電流最大，故C項正確，D項錯誤2.(2018貴州二模)在勻強磁場中，一個150匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線重直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過該線圈的磁通量隨時間變化規(guī)律如圖所示設(shè)線圈總電阻為2 ，則()At0時，線圈平面與磁感線方向垂直Bt1 s時，線圈中的電流改變方向Ct2 s時，線圈中磁通量的變化率為零D在2 s內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為182J答案D解析A項，根據(jù)圖像可知，在t0時穿過線圈平面的磁通量為零，所以線圈平面平行于磁感線，故A項錯誤；B項，t圖像的斜率為，即表示磁通量的變化率，在0.5 s1.5 s之間，“斜率方向”不變，表示的感應(yīng)電動勢方向不變，則電流強度方向不變

3、，故B項錯誤；C項，2 s時圖像的斜率最大，故磁通量的變化率最大，故C項錯誤；D項，感應(yīng)電動勢的最大值為EmNBSNm1500.04 V6V，有效值E3V，根據(jù)焦耳定律可得一個周期產(chǎn)生的熱為Qt182J，故D項正確3(2018天津模擬)如圖所示矩形線圈在勻強破場中勻速轉(zhuǎn)動，已如從圖示位置轉(zhuǎn)過30時，感應(yīng)電動勢的瞬時值大小為25 V，則感應(yīng)電動勢的峰值為()A50 VB25 VC25 V D50 V答案A解析圈繞垂直磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生正弦式交變電流；從垂直中性面位置開始計時，電動勢的瞬時值為：eEmsin；故當30時，感應(yīng)電動勢的瞬時值為：eEmsin3025 V解得Em50 V，故A項正

4、確4.(2018湖北模擬)如圖所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動已知磁感應(yīng)強度B0.50 T，線圈匝數(shù)N100匝，邊長Lab0.20 m，Lbc0.10 m，轉(zhuǎn)速n3 000 r/min.若以線圈平面與磁場夾角30時為計時起點，電動勢的瞬時值的表達式為()Ae314sin(100t)VBe314sin(100t)VCe314sin(100t)VDe314sin(100t)V答案B解析轉(zhuǎn)動的角速度100 rad/s線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EmNBS314 V從圖可看出線圈與中性面60開始旋轉(zhuǎn)，故瞬時電動勢的表達式為e314sin(100t

5、)V，故B項正確5如圖表示一交流電的變化的圖像，此交流電的有效值為()A. B.C. D.答案C解析設(shè)交流電電流的有效值為I，周期為T，電阻為R，則有：I2RT()2R()2R5RT解得：I A，故A、B、D三項錯誤，C項正確6.一個匝數(shù)為100匝，電阻為2 的閉合線圈處于某一磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，從某時刻起穿過線圈的磁通量按圖示規(guī)律變化則線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為()A. A B0.6 AC. A D0.5 A答案A解析01 s內(nèi)的磁通量變化率為：K1 Wb/s0.01 Wb/s，則感應(yīng)電動勢E11 V，11.2 s內(nèi)的磁通量變化率為：K2 Wb/s0.05 Wb/s，則感應(yīng)電動

6、勢E25 V對一個定值電阻，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量：QQ1Q210.23 J根據(jù)有交流電有效值的定義：QI2RT得：I A，故B、C、D三項錯誤，A項正確7.(2018課標卷一模)如圖所示，直角三角形導線框OPQ放置在磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于OQ向右的勻強磁場中，且OP邊的長度為l，POQ.當導線框繞OQ邊以角速度逆時針轉(zhuǎn)動(從O向Q觀察)時，下列說法正確的是()A導線框OPQ內(nèi)無感應(yīng)電流B導線框OPQ內(nèi)產(chǎn)生大小恒定，方向周期性變化的交變電流CP點的電勢始終大于O點的電勢D如果截去導線PQ，則P、O兩點的電勢差的最大值為Bl2sincos答案D解析A項，導線框OPQ內(nèi)，只有邊長OP做切割

7、磁感線運動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可求得感應(yīng)電動勢的大小為EBlcossintBl2sincossint，故導線框OPQ內(nèi)產(chǎn)生正弦式交變電流，故A、B兩項錯誤；C項，由于導體框OPQ內(nèi)產(chǎn)生正弦式交變電流，P點的電動勢與O的點的電動勢大小成周期性變化，故C項錯誤；D項，如果截取導線PQ，則沒有感應(yīng)電流，但PQ兩點的電勢差UBLcossintBl2sincossint，故最大值為Bl2sincos，故D項正確8(2018成都模擬)如圖所示，一矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，總電阻為r，繞其垂直于磁感線的對稱軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動，勻強磁場只分布于OO的左側(cè)區(qū)域，磁感應(yīng)強度為B，外接電

8、阻為R，從圖示位置轉(zhuǎn)180的過程中，下列說法正確的是()A從圖示位置開始計時，則感應(yīng)電動勢隨時間變化的規(guī)律為eNBSsintB通過電阻R的電荷量qC外力做功平均功率PD電阻R中產(chǎn)生的焦耳熱為Q答案B解析A項，線圈始終有一半在磁場中切割產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，故產(chǎn)生的最大值為EmNBS，故從圖示位置開始計時，則感應(yīng)電動勢隨時間變化的規(guī)律為eNBSsint，故A項錯誤；B項，在轉(zhuǎn)動180的過程中，產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢EN，形成的感應(yīng)電流I，故流過電阻R的電荷量為qIt，解得q，故B項正確；C項，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值E，故外力做功的平均功率P，故C項錯誤；D項，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q()2Rt，故D項

9、錯誤9.在如圖所示的直角坐標系中，第一象限內(nèi)有垂直坐標平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，一長為2l，總電阻為2r的均勻?qū)w棒，以角速度在以O(shè)為圓心、半徑為l的圓環(huán)上做勻速轉(zhuǎn)動由圓心和圓周上各引一導線與阻值為r的電阻組成如圖所示電路已知由圓心引出的導線與圓環(huán)絕緣，與導體棒接觸良好，導體棒與圓環(huán)充分接觸，且不計圓環(huán)電阻，則通過外電路定值電阻r上的電流的有效值是()A. B.C. D.答案A解析導體棒轉(zhuǎn)動時，切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢EBl2，通過外電阻r的電流I，在導體棒轉(zhuǎn)動一圈的過程中，有半個周期有電流，根據(jù)I2RI有效2RT得，電流的有效值I有效，故A項正確，B、C、D三項錯誤10(多選)如圖

10、所示，N匝矩形導線框在磁感應(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、理想電流表A和二極管D.電流表的示數(shù)為I，二極管D具有單向?qū)щ娦?，即正向電阻為零，反向電阻無窮大，下列說法正確的是()A導線框轉(zhuǎn)動的角速度為B導線框轉(zhuǎn)動的角速度為C導線框轉(zhuǎn)到圖示位置時，導線框中的磁通量最大，瞬時電動勢為零D導線框轉(zhuǎn)到圖示位置時，導線框中的磁通量最大，瞬時電動勢最大答案BC解析A項，線圈產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢EmNBS.根據(jù)二極管的特點可知，在一個周期內(nèi)有半個周期回路中有電流，根據(jù)交流電電流的熱效應(yīng)可知I2RT，解得，故B項正確，A項錯誤；C項，導線框轉(zhuǎn)到圖示

11、位置時，線圈位于中性面處，導線框中的磁通量最大，瞬時電動勢為零，故C項正確，D項錯誤11.如圖所示，在垂直紙面向里的有界勻強磁場中放置了矩形線圈abcd.線圈cd邊沿豎直方向且與磁場的右邊界重合線圈平面與磁場方向垂直從t0時刻起，線圈以恒定角速度繞cd邊沿圖所示方向轉(zhuǎn)動，規(guī)定線圈中電流沿abcda方向為正方向，則從t0到tT時間內(nèi)，線圈中的電流I隨時間t變化關(guān)系圖像為圖中的()答案B解析在0內(nèi)，線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，故產(chǎn)生正弦交流電，由楞次定律知，電流方向為負值；在T，線圈中無感應(yīng)電流；在T時，ab邊垂直切割磁感線，感應(yīng)電流最大，且電流方向為正值故B項正確12(2018河南模擬)(多選)在

12、某種科學益智玩具中，小明找到了一個小型發(fā)電機，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1、2所示圖1中，線圈的匝數(shù)為n，ab長度為L1，bc長度為L2，電阻為r；圖2是此裝置的正視圖，切割處磁場的磁感應(yīng)強度大小恒為B，有理想邊界的兩個扇形磁場區(qū)夾角都是90.外力使線圈以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動，電刷M端和N端接定值電阻，阻值為R，不計線圈轉(zhuǎn)動軸處的摩擦，下列說法正確的是()A線圈中產(chǎn)生的是正弦式交變電流B線圈在圖2所示位置時，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E的大小為nBL1L2C線圈在圖2所示位置時，電刷M的電勢高于ND外力做功的平均功率為答案BC解析A項，根據(jù)磁場的分布可知，當線圈在磁場中時，ab、cd邊垂直磁場切割，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大

13、小不變，故不是正弦式函數(shù)，故A項錯誤；B項，有兩個邊一直在均勻輻向磁場中做切割磁感線運動，故根據(jù)切割公式，有E2NBL1v其中vL2；解得ENBL1L2，故B項正確；C項，根據(jù)右手定則，M端是電源正極為高電勢，故C項正確；D項，形成的感應(yīng)電流I線圈轉(zhuǎn)動一個周期時間內(nèi)，產(chǎn)生電流的時間是半周期，故外力平均功率PI2(Rr)解得P，故D項錯誤13(多選)如圖所示，將一根絕緣硬金屬導線彎曲成一個完整的正弦曲線形狀，電阻為R，它通過兩個小金屬環(huán)與電阻不計的長直金屬桿導通，圖中a、b間距離為L，導線組成的正弦圖形頂部或底部到桿的距離都是d，右邊虛線范圍內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于彎曲導線所在平面向

14、里的勻強磁場，磁場區(qū)域的寬度為，現(xiàn)在外力作用下導線沿桿以恒定的速度v向右運動，t0時刻a環(huán)剛從O點進入磁場區(qū)域，則下列說法正確的是()At時刻，回路中的感應(yīng)電動勢為BdvBt時刻，回路中的感應(yīng)電流第一次開始改變方向Ct時刻，回路中的感應(yīng)電動勢為2BdvD從t0到t時間內(nèi)，流過導線橫截面的電量為q答案BD解析A項，t時刻，有效切割長度為0，回路中的感應(yīng)電動勢為0，故A項錯誤B項，由右手定則判斷知，t時刻前ab中感應(yīng)電流方向由ab.t時刻后，ab中感應(yīng)電流方向由ba，則知t時刻，回路中的感應(yīng)電流第一次開始改變方向，故B項正確C項，t時刻，效切割長度為d，回路中的感應(yīng)電動勢為Bdv，故C項錯誤D項，

15、從t0到t時間內(nèi)，流過導線橫截面的電量為q，故D項正確14(多選)利用海洋的波浪可以發(fā)電，在我國南海上有一浮筒式波浪發(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R15 的燈泡相連浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成，(圖乙中斜線陰影部分)，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)n200的線圈所在處輻向磁場的磁感應(yīng)強度B0.2 T，線圈直徑D0.4 m，電阻r1 .取g10 m/s2，210，若浮筒隨波浪上下運動的速度可表示為v0.4sin(t) m/s，則下列說法正確的是()A

16、波浪發(fā)電產(chǎn)生電動勢e的瞬時表達式為e16sin(t)VB燈泡中電流i的瞬時表達式為i4sin(t)AC燈泡的電功率為120 WD燈泡兩端電壓的有效值為30 V答案BCD解析電動勢enBDv64sin(t)，A項錯燈泡中電流i4sin(t)，B項正確燈泡的電功率PI2R()215 W120 W，C項正確燈泡兩端電壓的有效值UIR30 V，D項正確二、非選擇題15圖甲是交流發(fā)電機模型示意圖在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，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，由線圈引出的導線ae和df分別與兩個跟線圈一起繞OO轉(zhuǎn)動的金屬圓環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個固定的電刷保持滑動接觸，這樣

17、矩形線圈在轉(zhuǎn)動中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路圖乙是線圈的主視圖，導線ab和cd分別用它們的橫截面來表示已知ab長度為L1，bc長度為L2，線圈以恒定角速度逆時針轉(zhuǎn)動(只考慮單匝線圈)(1)線圈平面處于中性面位置時開始計時，試推導t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢e1的表達式；(2)線圈平面處于與中性面成0夾角位置時開始計時，如圖丙所示，試寫出t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢e2的表達式答案(1)e1BL1L2sint(2)e2BL1L2sin(t0)解析(1)矩形線圈abcd在磁場中轉(zhuǎn)動時，ab、cd切割磁感線，且轉(zhuǎn)動的半徑為r，轉(zhuǎn)動時ab、cd的線速度vr，且與磁場方向的夾角為t，所以，整個線圈中的感應(yīng)電動勢e12BL1vsintBL1L2sint.(2)當t0時，線圈平面與中性面的夾角為0，則t時刻，線圈平面與中性面的夾角為t0故此時感應(yīng)電動勢的瞬時值e22BL1vsin(t0)BL1L2sin(t0)10