2017_2018學(xué)年高中物理第五章交變電流考前過關(guān)訓(xùn)練新人教版.docx

第五章 交變電流考前過關(guān)訓(xùn)練（二）一、不定項(xiàng)選擇題1.某個(gè)正弦式交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式是i=44sin(20t)A,與這個(gè)表達(dá)式相符的交流電的圖象是圖中的()【解析】選C。由瞬時(shí)值表達(dá)式i=44sin(20t)A知Im=44A,T=0.314s,圖C正確。2.某線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示,由圖中信息可以判斷()A.在A和C時(shí)刻線圈處于中性面位置B.在B和D時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零C.從AD時(shí)間內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過的角度為2D.從OD交變電流完成了一次全變化【解析】選D。根據(jù)圖象,首先判斷出感應(yīng)電流的數(shù)學(xué)表達(dá)式為i=Imsint。其中Im是感應(yīng)電流的最大值,是線圈旋轉(zhuǎn)的角速度。另外應(yīng)該進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到線圈是從中性面開始旋轉(zhuǎn),而且線圈旋轉(zhuǎn)一周,兩次經(jīng)過中性面,經(jīng)過中性面的位置時(shí)電流改變方向。從題圖來看,在O、B、D時(shí)刻電流為零,所以此時(shí)線圈恰好在中性面位置,且穿過線圈的磁通量最大;在A、C時(shí)刻電流最大,線圈處于和中性面垂直的位置,此時(shí)磁通量為零;從A到D時(shí)間內(nèi),線圈旋轉(zhuǎn)周,轉(zhuǎn)過的角度為;從O到D,線圈在磁場(chǎng)中恰好轉(zhuǎn)過一周,所以交變電流完成了一次全變化。只有選項(xiàng)D正確。3.(2017舟山高二檢測(cè))矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e-t圖象如圖所示,則()A.t1、t3時(shí)刻線圈通過中性面B.t2、t4時(shí)刻線圈中磁通量最大C.t1、t3時(shí)刻線圈中磁通量變化率最大D.t2、t4時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向改變【解析】選A。t1、t3時(shí)刻電動(dòng)勢(shì)為零,線圈經(jīng)過中性面,此時(shí)磁感線與線圈平面垂直,磁通量最大,但磁通量的變化率為零,A正確,C錯(cuò)誤;t2、t4時(shí)刻電動(dòng)勢(shì)的值最大,線圈經(jīng)過垂直中性面的位置,此時(shí)磁感線與線圈平面平行,磁通量為零,但磁通量的變化率最大,B錯(cuò)誤;由題圖知電流方向在t1、t3時(shí)刻改變,D錯(cuò)誤。4.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖甲所示。產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則下列說法正確的是()A.t=0.01s時(shí)穿過線框的磁通量最小B.該交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為11VC.該交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式e=22cos100tVD.電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為22V時(shí),線圈平面與中性面的夾角為45【解析】選D。t=0.01s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,穿過線框的磁通量最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;該交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為22V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;該交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=22sin100tV,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)該交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式可知,電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為22V時(shí),線圈平面與中性面的夾角為45,選項(xiàng)D正確。5.如圖所示,理想變壓器原線圈接有交流電源,當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí),燈泡L能發(fā)光,要使燈泡變亮,可以采取的方法有()A.向下滑動(dòng)PB.增大交流電源的電壓C.增大交流電源的頻率D.減小電容器C的電容【解析】選B、C。根據(jù)變壓器的變壓原理,滑片P向下滑動(dòng)時(shí),副線圈的匝數(shù)變少,則輸出電壓變小,燈變暗,A項(xiàng)錯(cuò)誤;增大交流電源的電壓時(shí),輸出電壓隨之增大,燈變亮,B項(xiàng)正確;電容器具有“通高頻,阻低頻”的特性,故增大交流電源的頻率,使電容器通交流電的性能增強(qiáng),燈變亮,C項(xiàng)正確;減小電容器C的電容,會(huì)使電容器通交流電的性能減弱,導(dǎo)致燈變暗,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2017舟山高二檢測(cè))如圖所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為15,原線圈兩端的交變電壓為u=20sin100tV,氖泡在兩端電壓達(dá)到100V時(shí)開始發(fā)光,下列說法中正確的有()A.開關(guān)接通后,氖泡的發(fā)光頻率為100HzB.開關(guān)接通后,電壓表的示數(shù)為100VC.開關(guān)斷開后,電壓表的示數(shù)不變D.開關(guān)斷開前后,變壓器的輸入功率不變【解析】選A、C。由=得,副線圈輸出電壓的最大值為U2=V=100V,一個(gè)周期內(nèi)有兩次電壓大于100V,故氖泡在一個(gè)周期內(nèi)發(fā)光2次,而交變電壓的周期T=s=0.02s,所以氖泡發(fā)光頻率為f=100Hz,A正確。電壓表示數(shù)為U2=V=100V,B錯(cuò)誤。開關(guān)斷開后電壓表示數(shù)不變,但輸出功率變化,所以輸入功率變化,C正確、D錯(cuò)誤。【總結(jié)提升】變壓器電路問題的動(dòng)態(tài)分析思路:U1U2I2I1P17.遠(yuǎn)距離輸電裝置如圖所示,升壓變壓器和降壓變壓器均是理想變壓器,當(dāng)K由2改接為1時(shí),下列說法正確的是()A.電壓表讀數(shù)變大B.電流表讀數(shù)變小C.電流表讀數(shù)變大D.輸電線損失的功率減小【解析】選A、C。K接到1后,升壓變壓器副線圈匝數(shù)增多,所以輸電電壓U2升高,降壓變壓器的輸出電壓變大,電壓表測(cè)路端電壓,示數(shù)變大,故A正確;電壓表示數(shù)增大,電流增大,則輸入電流也變大,電流表的示數(shù)增大,故C正確,B錯(cuò)誤;電流表示數(shù)增大,輸電線損失功率增大,故D錯(cuò)誤。8.遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,電壓分別為U1、U2,電流分別為I1、I2,輸電線上的電阻為R,變壓器為理想變壓器,則下列關(guān)系式中正確的是()A.=B.I2=C.I1U1=RD.I1U1=I2U2【解析】選D。因?yàn)樽儔浩鳛槔硐胱儔浩?I1U1=I2U2,選項(xiàng)D正確;又由=,可知=,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;U2不是電阻R上的電壓,而是R和降壓變壓器輸入電壓的和,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;升壓變壓器的輸入功率等于電線上損失的功率與用戶得到的功率的和,沒有完全損失在輸電線上,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。二、非選擇題9.(2017臺(tái)州高二檢測(cè))如圖所示,矩形線圈面積為S,匝數(shù)為N,線圈電阻為r,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),外電路電阻為R。當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中,求:(1)通過電阻R的電荷量q。(2)電阻R上所產(chǎn)生的熱量Q?！窘忸}指南】本題考查交變電流平均值、有效值的應(yīng)用,關(guān)鍵要知道求電荷量用交變電流的平均值,求熱量用交變電流的有效值?！窘馕觥?1)依題意磁通量的變化量=BS,線圈轉(zhuǎn)過90的時(shí)間為t=,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為=N=。平均感應(yīng)電流為=。通過電阻R的電荷量為q=t=。(2)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值和最大值Em的關(guān)系是E=,電路中電流的有效值為I=。電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=I2Rt=。答案:(1)(2)10.交流發(fā)電機(jī)的原理如圖甲所示,閉合的矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在線圈中產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示,已知線圈的電阻為R=2.0,求:(1)通過線圈導(dǎo)線的任意一個(gè)橫截面的電流的最大值是多少?(2)矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期是多少?(3)線圈電阻上產(chǎn)生電熱的功率是多少?(4)保持線圈勻速運(yùn)動(dòng),1min內(nèi)外界對(duì)線圈做的功是多少?【解題指南】求解此題應(yīng)把握以下兩點(diǎn):(1)由圖象可讀出交變電流的最大值和周期。(2)計(jì)算電阻上的熱功率應(yīng)當(dāng)用交變電流的有效值。【解析】(1)由乙圖可知通過線圈導(dǎo)線的任意一個(gè)橫截面的電流的最大值Im=2.0A。(