高考物理课下限时集训 第1讲 交变电流的产生及描述

高考物理课下限时集训 第1讲 交变电流的产生及描述内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 课下限时集训(时间：40 分钟满分：100 分)一、选择题(本题共 10 小题，每小题 8 分，共 80 分)1下列选项图中的线圈中产生了正弦交流电的是()图 1解析：选 正弦交流电的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状没有特别要求。 2一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势 e 随时间 t 的变化规律如图 2 所示，下列说法中正确的是()图 2At 1 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大Bt 2 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大Ct 3 时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D每当 e 变换方向时，通过线圈 2、的磁通量的绝对值都为最大解析：选 ADt 1、t 3 时刻线圈中的感应电动势 e0，通过线圈的磁通量的变化率为零，但磁通量最大，故选项 A 正确， C 错误；t 2 时刻线圈中的感应电动势最大，通过线圈的磁通量的变化率最大，但磁通量为零，故选项 B 错误；每当 e 变换方向时，也就是线圈通过中性面的时刻，通过线圈的磁通量的绝对值最大，故选项 D 正确。 3(2013合肥质检)一台发电机的结构示意图如图 3 所示，其中 N、S 是永久磁铁的两个磁极，它们的表面成半圆柱面形状。 M 是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯 M 中心的固定转轴匀速转动。 磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁 3、场。 若从图示位置开始计时电动势为正值，下列图象中能正确反映线圈中感应电动势 e 随时间t 变化规律的是()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ：选 D线圈转动过程中，与磁感线方向垂直的两条对边切割磁感线并产生感应电动势，设矩形线圈切割磁感线的边长为 a，另一边长为 b，则线圈中的感应电动势大小恒为 图示位置转过 90后，即在 tT/4 时刻，感应电动势方向发生改变，在tT/ 43T/4 时间内，电动势方向保持不变，在 t3T/ 4 时刻，感应电动势方向又发生了改变。 4(2012江西联考)一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生的正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图线 a 4、 所示，当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图线 b 所示。 以下关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是()图 5A从图线可算出穿过线圈磁通量的最大值B线圈先后两次转速之比为 23C在图线 a 和 b 中，t0 时刻穿过线圈的磁通量均为零D图线 b 电动势的瞬时值表达式为 e100V)100 据图线 a 感应电动势最大值 此磁通量最大值m ，A 正确；线圈先后两次周期之比 ， ， s 23 2错误；t0 时刻感应电动势为零，线圈与中性面平行，磁通量最大，C 错误；感应电动势最大值 因此 ，即 00 V，图线 b 电动势瞬时值2 23表达式为 eE 00t(V)，D 正确。 1003光世昌老师高中物 5、理精品资源免费下载地址 (2013吉林模拟)如图 6 所示，闭合的矩形导体线圈 匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴 速转动，沿着 向观察，线圈沿顺时针方向转动。 已知匀强磁场的磁感强度为 B，线圈匝数为 n，的边长为 L1，的边长为 圈电阻为 R，转动的角速度为 ，则当线圈转至图示位置时()图 6A线圈中感应电流的方向为 圈中的感应电动势为 2过线圈磁通量随时间的变化率最大D线圈 所受安培力的大小为 ，方向垂直纸面向里 楞次定律(或右手定则 )可知此时感应电流方向为 正确；此刻线圈中感应电动势最大，为 Em 错误；此刻感应电动势最大，由 E 正确；线圈 所受安培力的大小 F，而，E m立得 F ， 6、由左手定则可判断 所受安培力垂直 错误。 图 76(2012常州模拟)两只相同的电阻，分别通入正弦交流电和方形波的交流电。 两种交变电流的最大值相等，波形如图 7 所示，在正弦交流电的一个周期内，正弦交流电在电阻上产生的焦耳热 方形波交流电在电阻上产生的焦耳热 比为()A31 B12C21 D43解析：选 B题图甲为正弦交流电，其有效值为 A。 题图乙为方波交流电，2由于电流的热效应与电流的方向无关，所以其有效值为 m1 A，因此 ，212光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址。 7如图 8 所示，电阻为 r 的矩形线圈面积为 S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度 匀速转动。 匀强磁场的磁感应强度 7、为 B，t 0 时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则()图 8A滑片 P 下滑时，电压表的读数不变B图示位置线圈中的感应电动势最大C线圈从图示位置转过 180的过程中，流过电阻 R 的电荷量为2 s 内流过 R 的电流方向改变 次解析：选 片 P 下滑时，外电阻增大，电压表的读数变大，选项 A 错误；图示位置穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零，选项 B 错误；线圈从图示位置转过 180的过程中，流过电阻 R 的电荷量为 ，选项 C 正确；一个周期内两次通过中性面，电流方2流电的频率为 ，1 s 内流过 R 的电流方向改变 次，选项 D 正确。 2 8一台小型发电机产生的电动势随时 8、间变化的规律图象如图 9 甲所示，已知发电机线圈内阻为 ，现外接一只 “100 V,125 W”的灯泡，如图乙所示，则()图 9A此时线圈中感应电流为 0B通过灯泡的电流 i 随时间 t 的变化规律是 i00t(A)C灯泡能正常发光D灯泡的实际功率是 80 ：选 D由图乙可看出，该时刻线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量的变化率最大，故感应电流最大，选项 A 错误；灯泡的电阻 R 80 ，电路中002125的电流 I A1 A，通过灯泡的电流 i 随时间 t 的变化规律为 iI R r 10080 20t t 00t(A)，故选项 B 错误；灯泡的额定电流 I 额 22210 2 2 25 9、100AI，故灯泡不能正常发光，选项 C 错误；灯泡的实际功率 PI 2R1 280 W80 W，故选项 D 正确。 9(2012黑龙江质检)如图 10 所示为一交流电压随时间变化的图象。 每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。 根据图中数据可得，此交流电压的有效值为()图 10A B8 V D3 3解析：选 C根据电流的热效应有2 /R T，(6 9 V2R 222(60 V) 2，所以 U2 V，C 项正确。 1510(2013江门模拟)风速仪的简易装置如图 11 甲所示。 在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈中的感应电流随风速的变化而变化。 风速为 10、，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示；若风速变为 v2感应电流的峰值 周期 T 的变化情况是( )图 11光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 I m 变大，T 变小 BI m 变大，T 不变CI m 变小，T 变小 DI m 不变，T 变大解析：选 A由于线圈和永磁铁不变，风速增大时，转速增大，磁感应强度的变化率增大，故感应电动势增大，感应电流增大；转速增大，周期变小，故 A 正确。 二、非选择题(本题共 1 小题，共 20 分)11(20 分) 如图 12 所示，N 50 匝的矩形线圈 长 0 cm，长5 在磁感应强度 B 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的 11、 以 n3 000 r/转速匀速转动，线圈电阻 r1 ，外电路电阻 R9 ，t 0 时，线圈平面与磁感线平行，正转出纸外、转入纸里。 图 12(1)在图中标出 t0 时感应电流的方向；(2)写出感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外力做多少功。 (4)从图示位置转过 90的过程中流过电阻 R 的电荷量是多少。 解析：(1)线圈感应电流方向为 略)。 (2)线圈的角速度 2n100 大小为 m314 eE t314 00 t (V)。 (3)电动势的有效值 E力做功大小等于电功的大小，即WI 2(Rr )T。 (4)从 t0 起转过 90过程中， t 内流过 R 的电荷量q t rt r q。 答案：(1)2) e31400 t(V)(3)(4)。