（天津?qū)Ｓ茫?020屆高考物理一輪復習 考點規(guī)范練52 交變電流的產(chǎn)生與描述（含解析）新人教版

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1、考點規(guī)范練52交變電流的產(chǎn)生與描述一、單項選擇題1.一交流電壓為u=1002sin(100t) V,由此表達式可知()A.用電壓表測該電壓其示數(shù)為50 VB.該交流電壓的周期為0.02 sC.將該電壓加在“100 V100 W”的燈泡兩端,燈泡的實際功率小于100 WD.t=1400 s時,該交流電壓的瞬時值為50 V2.(2018江蘇南京、鹽城模擬)一只電阻分別通過四種不同形式的電流,電流隨時間變化的情況如下圖所示,在相同時間內(nèi)電阻產(chǎn)生熱量最多的是()3.如圖所示區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場,磁場的邊界由x軸和y=2sin2x曲線圍成(x2 m),現(xiàn)把一邊長為2 m的正方形單匝線框以水平速度v=10

2、m/s勻速地拉過該磁場區(qū),磁場區(qū)的磁感應強度為0.4 T,線框電阻R=0.5 ,不計一切摩擦阻力,則()A.水平拉力F的最大值為8 NB.拉力F的最大功率為12.8 WC.拉力F要做25.6 J的功才能讓線框通過此磁場區(qū)D.拉力F要做12.8 J的功才能讓線框通過此磁場區(qū)二、多項選擇題4.(2017天津卷)在勻強磁場中,一個100匝的閉合矩形金屬線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化。設線圈總電阻為2 ,則()A.t=0時,線圈平面平行于磁感線B.t=1 s時,線圈中的電流改變方向C.t=1.5 s時,線圈中的感應電動勢最大D.一個周期內(nèi),線圈產(chǎn)生的熱

3、量為82 J5.如圖所示,先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電。第一次燈泡兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化,如圖甲所示;第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示。若圖甲、乙中的U0、T所表示的電壓、周期值是相等的,則以下說法正確的是()A.第一次燈泡兩端的電壓有效值是22U0B.第二次燈泡兩端的電壓有效值是32U0C.第一次和第二次燈泡的電功率之比是29D.第一次和第二次燈泡的電功率之比是156.如圖所示,面積為S、匝數(shù)為N、電阻為r的正方形導線框與阻值為R的電阻構(gòu)成閉合回路,理想交流電壓表并聯(lián)在電阻R的兩端。線框在磁感應強度為B的勻強磁場中,以與電路連接的一邊所在直線為軸垂直于磁場以角速度勻速轉(zhuǎn)

4、動,不計其他電阻,則下列說法正確的是()A.若從圖示位置開始計時,線框中感應電動勢的瞬時值表達式為e=NBSsin tB.線框通過中性面前后,流過電阻R的電流方向?qū)l(fā)生改變,1 s內(nèi)流過電阻R的電流方向改變次C.線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60的過程中,通過電阻R的電荷量為NBS2(R+r)D.電壓表的示數(shù)跟線框轉(zhuǎn)動的角速度大小無關(guān)三、非選擇題7.如圖甲所示,長、寬分別為l1、l2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi),其匝數(shù)為n,總電阻為r,可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動。線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起,并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場,磁感應強度

5、B的大小隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示,其中B0、B1和t1均為已知。在0t1的時間內(nèi),線框保持靜止,且線框平面和磁場垂直;t1時刻后線框在外力的驅(qū)動下開始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動。求:(1)0t1時間內(nèi)通過電阻R的電流大小;(2)線框勻速轉(zhuǎn)動后,在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量;(3)線框勻速轉(zhuǎn)動后,從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中,通過電阻R的電荷量?？键c規(guī)范練52交變電流的產(chǎn)生與描述1.B解析由交流電壓瞬時值表達式可知電壓的有效值為100V,故用電壓表測該電壓其示數(shù)為100V,選項A錯誤;=100rad/s,則周期T=2=0.02s,選項B正確;該電壓加在“100V100W”

6、的燈泡兩端,燈泡恰好正常工作,選項C錯誤;t=1400s代入瞬時值表達式得電壓的瞬時值為100V,選項D錯誤。2.D解析選項A、B中交變電流的有效值都為2A,選項C中恒定電流的大小為1.5A,選項D中交變電流的有效值為2A,根據(jù)熱量的表達式Q=I2Rt得出選項D正確。3.C解析線框通過磁場區(qū),產(chǎn)生的感應電流先增大后減小,形成正弦式交變電流,周期為2lv=0.4s,感應電動勢最大值為Em=Blv=8V,有效值為42V,感應電流最大值為16A,有效值為82A,則水平拉力最大值為Fm=BIml=12.8N,A選項錯誤;拉力的最大功率為Pm=Fmv=128W,B選項錯誤;線框勻速通過,拉力做的功等于焦

7、耳熱,Q=I2Rt=25.6J,C選項正確,D選項錯誤。4.AD解析t=0時,磁通量為零,故線圈平行于磁感線,故A正確;t=1s時,由題圖可知,磁通量為零,磁通量變化率最大,此時斜率方向不變,感應電流方向不變,故B錯誤;當t=1.5s時,磁通量最大但磁通量變化率為零,感應電動勢為0,故C錯誤;由題圖可知,有效值E=22Em=22nm=22V,在一個周期內(nèi)產(chǎn)熱Q=E2RT=82J,故D正確。5.AD解析第一次所加正弦交流電壓的有效值為U1=22U0,A正確;設第二次所加交流電壓的有效值為U2,則根據(jù)有效值的定義有U22RT=(2U0)2RT2+U02RT2,解得U2=102U0,B錯誤;根據(jù)電功

8、率的定義式P=U2R可知,P1P2=15,C錯誤,D正確。6.ABC解析從圖示位置開始計時,即從線框處于中性面位置開始計時,感應電動勢瞬時值表達式e=NBSsint,選項A正確;線框通過中性面前后,流過電阻R的電流方向發(fā)生改變,每轉(zhuǎn)1周電流方向改變2次,1s內(nèi)線框轉(zhuǎn)動圈數(shù)為1T=2,故流過電阻R的電流方向改變22=次,選項B正確;線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60的過程中,通過電阻R的電荷量q=It=ER+rt=NR+r,而=BS=12BS,故q=NBS2(R+r),選項C正確;電壓表的示數(shù)U=RER+r,而E=NBS2,故U,選項D錯誤。7.解析(1)0t1時間內(nèi),線框中的感應電動勢E=nt=nl1l2

9、(B1-B0)t1根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,通過電阻R的電流I=ER+r=nl1l2(B1-B0)(R+r)t1。(2)線框勻速轉(zhuǎn)動后產(chǎn)生感應電動勢的最大值Em=nB1l1l2感應電動勢的有效值E=22nB1l1l2通過電阻R的電流的有效值I=2nB1l1l22(R+r)線框轉(zhuǎn)動一周所需的時間t=2此過程中,電阻R產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=RnB1l1l2R+r2。(3)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中,平均感應電動勢E=nt=nB1l1l2t平均感應電流I=ER+r=nB1l1l2t(R+r)通過電阻R的電荷量q=It=nB1l1l2R+r。答案(1)nl1l2(B1-B0)(R+r)t1(2)RnB1l1l2R+r2(3)nB1l1l2R+r4