高考物理交變電流的產(chǎn)生及描述練習(xí)

1、2011年高考物理 交變電流的產(chǎn)生及描述練習(xí) TOC o 1-5 h z 一、選擇題（共10小題，每小題6分，共60分，在每小題給出的四個選項中至少有一 項符合題意，全部選對的得 6分，漏選的得3分，錯選的得0分），1.如圖所示，矩形線圈 abcd在勻強磁場中可以分別垂直于磁場dA _方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場! .方向平行時，下列說法正確的是（ ）I 3a.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動時的電流：HrB.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電動勢小于繞 P2轉(zhuǎn)動時的電動勢C.線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動時電流的方向相同，者B是a-b一1dD.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時dc邊受到的安培力

2、大于繞 P2轉(zhuǎn)動時dc邊受到的安培力【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律知，線圈繞 P1、P2軸轉(zhuǎn)動到此位置時的電動勢均為E=BSco,電流均為I=R= 警，故A正確，B錯誤；由右手定則知，此時感應(yīng)電流的方向 為a-d-c- b-a,故C錯誤；由F = BIL,可知兩種情況下 dc邊所受安培力相等，所以 D 錯誤.【答案】 A（2009四川三臺中學(xué)）如圖所示，將 R=220 的電阻接入電壓 u=311sin 314tV的交 流電路中，則（）A.電壓表示數(shù)是 311VB.電壓表示數(shù)是 220VC.電流表示數(shù)是1AD. R消耗的功率是 220W【解析】 u=311sin 314tV,故電壓的最大值 Um=

3、311V,電壓的有效值 U=Um/、/2 = 220V.因此電壓表示數(shù)是 220V,所以選項 A錯、B對；電流表示數(shù)是I = U/R=1A,所以選 項C對；R消耗的功率 P=IU=220W,所以選項 D對. TOC o 1-5 h z 【答案】BCD（2010百所名校聯(lián)考）給額定功率為60W、額定電壓為220V 的白熾燈加上如圖所示的電壓，恰使燈泡正常發(fā)光，則所加電壓U0的大小最接近于（）A. 440V B. 350VC. 310V D. 220V2【解析】由圖T= 20 X 10 1s, 多白熾燈的電阻為 R,則由P=U-和 W= Pt 得：UjL 8*101=誓20* 101 得 Uo=3

4、50V.故選RRR一正弦交流電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示.由圖可知A.該交流電的電壓瞬時值的表達式為u=100sin25tVB.該交流電的頻率為 25HzC.該交流電的電壓的有效值為100亞VD.若將該交流電壓加在阻值為R= 100 的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50W【解析】 由題圖知 Um=100V, T=4X 10 2s,則 3=竿=50 ad/s, f=j=25Hz,故A錯誤，B正確；因電壓的有效值 故D正確.U = %= 52V,故 C 錯誤；因 P=噂 w=5W,【答案】BD.將正弦交流電經(jīng)過整流器處理后，得到的電流波形剛好去掉了半周，如圖所示，它 的有效值是2A, 2ADD. 1

5、A.內(nèi)阻不計的交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢e= 10sin50 tV,接有電阻R= 10現(xiàn)在把發(fā)電機 TOC o 1-5 h z 的轉(zhuǎn)速增加一倍，則()A .負載兩端電壓的有效值變?yōu)?8.2VB.交變電流的頻率將變?yōu)?000HzC.負載消耗的功率將變?yōu)?20WD,負載消耗的功率將變?yōu)?0W【解析】由交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的一般表達式e= NBSo sin w t可知當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速增大一倍后，其最大值也增大一倍，所以感應(yīng)電動勢的表達式e=20sin100擊(V),電阻兩端電壓的有效值為U=率=14.1(V),交變電流的頻率為f= 50(Hz),負載消J22兀 2兀耗的功率P= = 20W.R.將硬導(dǎo)線

6、中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為 l,它在磁感應(yīng)強度為 B、方向如 圖所示的勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n,導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路接有額定功率為 P的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計，燈泡的電阻應(yīng)為X X X0-A.C.(2rnB)2P(l2nB)22PB.D.2( 7112nB)2P(l2nB)2PUmP=UJ R【解析】不封閉的正方形在磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦交流電，其產(chǎn)生交流電的最大值= Blv=Bl wl=Bl2 2nTt,其有效值U = Um=V2nB布2,由于燈泡正常發(fā)光功率為P,由/日2(jnB)2可得：r=P.【答案】 B. 2009年10

7、月1日，在天安門廣場舉行了盛大的閱兵式和群眾游行，中央人民廣播電臺和中央電視臺對此進行了實況轉(zhuǎn)播.“二分頻”音箱內(nèi)有高音、低音兩個揚聲器.音箱 要將音頻功率放大機傳來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、 低音分離出來，送往相應(yīng)的 揚聲器，以使電流所攜帶的音頻信號按原比例還原成高、 低頻的機械振動.如圖為音箱的電 路簡化圖，高低頻混合電流由 a、b端輸入，L是電感線圈，C是電容器，則 ( )甲摘聲器乙搦聲器A.甲揚聲器是高音揚聲器B. C的作用是阻礙低頻電流通過乙揚聲器C.乙揚聲器的振幅一定大D. L的作用是阻礙高頻電流通過甲揚聲器【解析】電感線圈L具有通低頻阻高頻的作用，所以甲揚聲器中的電流是低

8、頻音頻電流，甲揚聲器是低音揚聲器；電容器 C具有阻低頻通高頻的作用，所以乙揚聲器中的電流是高頻音頻電流，乙揚聲器是高音揚聲器；選項 A錯誤BD正確. 的電流大小及揚聲器本身的特性有關(guān)，選項C錯誤?！敬鸢浮緽D9.如圖所示，單匝矩形線圈放置在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，以恒定的角速度 3繞ab邊轉(zhuǎn)動，磁場方向垂直于紙面向里， 線圈所圍面積為 S,線圈導(dǎo)線的總電阻為 R.t=0時刻線圈平面與紙 面重合，有cd邊正在向紙面外轉(zhuǎn)動.則（）A.線圈中電流t時刻瞬時值表達式為1=警coscotRBScoB.線圈中電流有效值 1 = 一丁 RC.線圈中電流有效值 1 = 2警2RD.線圈消耗的電功率 P =

9、 （bSTL揚聲器的振幅與通過回路中感應(yīng)電動勢最大值 Em=BSw,電流最大值Im=曾=t= 0時為R R中性面，故瞬時值表達式 i = 嚕 since t電流有效值 上義二2 P = I2R= B 工S ,故 A、 R2 2R2RB、D錯誤.C正確.【答案】C10. （2009泰安卞II擬）如圖所示，在兩平行金屬板中央有一個靜止的電 子（不計重力）當(dāng)兩板間加上如圖所示的交變電壓后，能使電子有可能往返 運動的電壓是【解析】由A圖象可知，電子先做加速度減小的加速運動，=T時刻速度最大，由1T44-1 1 13 到2T做加速度增加的減速運動，2T時刻速度為零.從2T到4T電子反向做加速度減小的加3

10、 3速運動，4T時刻速度最大，由4T到T做加速度增大的減速運動，T時刻速度為零，回到原位置，即電子能做往復(fù)運動.同樣的方法可得B、C也對.【答案】ABC、論述、計算題(本題共3小題，共40分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、計算公式和重要的演算步驟，只寫出最后答案不得分，有數(shù)值計算的題，答案中必 須明確數(shù)值和單位)11.磁鐵在電器中有廣泛的應(yīng)用，如發(fā)電機.如圖所示，已知一臺單 相發(fā)電機轉(zhuǎn)子導(dǎo)線框共有 N匝，線框長為li、寬為12,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角速度 為w,磁極間的磁感應(yīng)強度為 B.試導(dǎo)出發(fā)電機的瞬時電動勢 e的表達式.現(xiàn)在知道有一種強永磁材料被鐵硼，用它制成發(fā)電機的磁極時，磁感應(yīng)強度可增大到原來的

11、k倍.如果保持發(fā)電機結(jié)構(gòu)和尺寸、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動角速度、需產(chǎn)生的電動勢都不變，那么這時轉(zhuǎn)子上的導(dǎo)線框需要多少匝？【解析】 取軸Ox垂直于磁感應(yīng)強度，線框轉(zhuǎn)角為6(如圖所示)，線框長邊垂直于紙面，點A、B表示線框長邊導(dǎo)線與紙面的交點，O點表示轉(zhuǎn)軸與紙面的交點.線框長邊的線速度為v=2一根長邊導(dǎo)線產(chǎn)生的電動勢為2Blisin 0,一匝導(dǎo)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為ei= BI1I2 wsin 0N匝線框所產(chǎn)生的電動勢應(yīng)為eN= NBI1I2cosin w t磁極換成被鐵硼永磁體時，設(shè)匝數(shù)為 N,有eN = N kB11i2sin w t由 eN= eN 可彳N N = N.k【答案】見解析(2009鄭州模擬)如

12、圖所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場.已知線圈的匝數(shù) n=100匝，總電阻r= 1.0 0,所圍成矩形的面積 S= 0.040m2,小燈泡的電阻 R= 9.0 0,磁感應(yīng)強度 隨時間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值的表達式為e=nBms2cos韋，其中Bm為磁感應(yīng)強度的最大值，T為磁場變化的周期，不計燈絲電阻隨溫度的變化， 求：(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值;(2)小燈泡消耗的電功率；(3)在磁感應(yīng)強度變化的 0T時間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量.【解析】(1)由圖象知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T

13、=3.14X 102s,所以Em=nBmSco2 mBmST=8.0 V.(2)電流的最大值1m=己80有效值L打2，小燈泡消耗的電功率P = I2R= 2.88W.(3)在0T時間內(nèi)，電動勢的平均值 = 2/, 4 t平均電流匕nSA BR+ r-(R+ r)At流過燈泡的電荷量 Q=T AnS = 4.0X10 3C.【答案】(1)8.0V (2)2.88W (3)4.0 X 10 3c(2009海淀模擬)如圖甲所示為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10Q,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R= 90Q,與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表.在t=0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量隨時間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化.求：o甲r八一31(另28*42打乂0% .in -iiiiiir-(1)交流電動機產(chǎn)生的電動勢的最大值；(2)電路中交