2019人教版高三物理交变电流的产生及描述测试题含解析.doc

天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 课时分层集训(三十一) 交变电流的产 生及描述 (限时：40 分钟) (对应学生用书第 331 页) [基础对点练] 交变电流的产生 1．(2018·武汉模拟)如图 11116 所示，一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场中，并 绕过 ab、cd 中点的轴 OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁 场夹角θ＝0°时(如图)为计时起点，并规定当电流自 a 流向 b 时电流方向为 正．则下列四幅图中正确的是( ) 图 11116 D [从图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，所以是余弦函数，根据楞 次定律可以判断出电流方向，写出电流的瞬时表达式即可求解． 从图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻 电流方向为 b 到 a，根据法拉第电磁感应定律可得此时产生的感应电流负 向最大，故瞬时电流的表达式为 i＝－Imcos ωt，故 D 正确．] 2．在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图 11117 甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 图 11117 A．t＝0.005 s 时线圈平面与磁场方向平行 B．t＝0.010 s 时线圈的磁通量变化率最大 C．线圈产生的交变电动势频率为 100 Hz D．线圈产生的交变电动势的有效值为 311 V A [t＝0.005 s 时线圈平面与磁场方向平行，感应电动势最大，选项 A 正 确；t＝0.010 s 时线圈的磁通量最大，变化率最小，选项 B 错误；线圈产 生的交变电动势周期为 0.02 s，频率为 50 Hz，选项 C 错误；线圈产生的 交变电动势的最大值为 311 V，选项 D 错误．] 3．一边长为 L 的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生 的感应电动势 e 随时间 t 的变化情况如图 11118 所示．已知匀强磁场的磁感 应强度为 B，则结合图中所给信息可判定( ) 【导学号：84370471】 图 11118 A．t1 时刻穿过线框的磁通量为 BL2 B．t2 时刻穿过线框的磁通量为零 C．t3 时刻穿过线框的磁通量变化率为零 D．线框转动的角速度为 Em BL2 D [t1 时刻，感应电动势最大，穿过线框的磁通量应为零，A 错误；t2 时 刻，穿过线框的磁通量最大为Φm＝BL2，B 错误；t3 时刻，感应电动势最 大，则磁通量变化率也最大，C 错误；交变电流的最大值为 Em＝BL2ω， 则ω＝ Em BL2，D 正确．]天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ (多选)图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极 N、S 间的磁场可视为水 平方向的匀强磁场，○A 为交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO′沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电 流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是( ) A．电流表的示数为 10 A B．线圈转动的角速度为 50π rad/s C．t＝0.01 s 时，线圈平面与磁场方向平行 D．t＝0.02 s 时，电阻 R 中电流的方向自右向左 AC [电流表测量的是电路中电流的有效值 I＝10 A，选项 A 正确．由题 图乙可知，T＝0.02 s，所以ω＝2π T ＝100π rad/s，选项 B 错误．t＝0.01 s 时， 电流最大，线圈平面与磁场方向平行，选项 C 正确．t＝0.02 s 时，线圈所 处的状态就是图示状况，此时 R 中电流的方向自左向右，选项 D 错误．] 有效值的计算 4．如图 11119 所示为某一线圈交流电的电流—时间关系图象(前半个周期为正 弦波形的1 2)，则一个周期内该电流的有效值为( ) 图 11119 A.3 2I0 B. 5 2 I0 C. 3 2 I0 D.5 2I0天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ B [设电流的有效值为 I，由 I2RT＝ I0 2 2R·T 2 ＋(2I0)2R·T 4 ，解得 I＝ 5 2 I0.] 5．(多选)如图 11120 所示，甲、乙为两种电压的波形，其中图甲所示的电压按 正弦规律变化，图乙所示的电压波形是正弦函数图象的一部分．下列说法正 确的是( ) 图 11120 A．图甲、图乙均表示交变电流 B．图甲所示电压的瞬时值表达式为 u＝20sin 100πt(V) C．图乙所示电压的有效值为 20 V D．图乙所示电压的有效值为 10 V ABD [根据交变电流的定义，图甲、图乙均表示交变电流，选项 A 正确； 图甲所示电压最大值为 Um＝20 V，周期为 0.02 s，则电压的瞬时值表达式 u＝Umsin2π T t＝20sin 100πt(V)，选项 B 正确；根据有效值的定义有 20 2 2 R ·T 2 ＝U2 R T，解得图乙所示电压的有效值为 U＝10 V，选项 C 错误，D 正确．] 6．如图 11121 甲所示的电路，已知电阻 R1＝R2＝R，和 R1 并联的 D 是理想二 极管(正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大)，在 A、B 之间加一个如图乙所 示的交变电压(电压为正值时，UAB>0)．由此可知( ) 【导学号：84370472】 甲 乙天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 图 11121 A．在 A、B 之间所加的交变电压的周期为 2 s B．在 A、B 之间所加的交变电压的瞬时值表达式为 u＝20 2sin 100πt(V) C．在 A、B 之间所加的交变电压的最大值为 20 V D．加在 R2 上电压的有效值为 20 V B [由题图乙可知交变电压的周期 T＝0.02 s，选项 A 错误．A、B 间所加 交变电压的瞬时值表达式 u＝20 2sin 100πt(V)，选项 B 正确．在 A、B 之 间所加的交变电压的最大值为 20 2V，有效值为 20 V，选项 C 错误．由 于电阻 R1 和 R2 串联，电压为正值的半个周期电阻 R1 被二极管短路，R2 上电压的有效值为 20 V，电压为负值的半个周期，二极管中无电流通过， 电阻 R1 和 R2 串联，R2 上电压的有效值为 10 V，根据有效值的定义可得 20 V2 R ·T 2 ＋10 V2 R ·T 2 ＝U2 R ·T，解得加在 R2 上电压的有效值为 U＝5 10 V， 选项 D 错误．] 7．先后用不同的交流电源给同一盏灯供电，第一次灯泡两端的电压随时间按正 弦规律变化(如图 11122 甲所示)；第二次灯泡两端的电压变化规律如图 11122 乙所示．若甲、乙图中的 U0、T 所表示的电压、周期值是相同的，则 以下说法正确的是( ) 图 11122 A．第一次，灯泡两端的电压有效值是U0 2 B．第二次，灯泡两端的电压有效值是3U0 2 C．第一、第二次，灯泡的电功率之比是 2∶9 D．第一、第二次，灯泡的电功率之比是 1∶5 D [第一次，灯泡两端电压的有效值为 U1＝U0 2 ，功率 P1 ＝U21 R ＝U20 2R.第二天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 次，设灯泡两端电压的有效值为 U2，则2U02 R T 2 ＋－U02 R T 2 ＝U22 R T，解得 U2 ＝ 5 2U0，功率 P2＝U22 R ＝5U20 2R ，则 P1∶P2＝1∶5，故 A、B、C 错误，D 正确．] 通过一阻值 R＝700 Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为 1 s．电阻两 端电压的有效值为( ) A．12 V B．28 10 V C．15 V D．8 5 V B [根据图象，周期 T＝1 s，设该交变电流的电压有效值为 U,0～0.4 s 的 时间间隔为 t1＝0.4 s,0.4～0.5 s 的时间间隔 t2＝0.1 s，根据电流的热效应， 由 2(I21Rt1＋I22Rt2)＝U2T R ，解得 U＝28 10 V，B 正确．] “四值”的理解应用 8．如图 11123 所示是某种交变电流随时间变化的图线，i>0 部分的图线是一个 正弦曲线的正半周，i