課時提升作業(yè)三十二選修32111

1、溫馨提示： 此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時提升作業(yè)(三十二)交變電流的產(chǎn)生和描述素能全練(建議：20分鐘50分)選擇題(本題共8小題,16題每小題6分,7、8題每小題7分,共50分。多選題已在題號后標出)1.一單匝閉合線框在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)動過程中,線框中的最大磁通量為m,最大感應電動勢為Em,下列說法中正確的是()A.當磁通量為零時,感應電動勢也為零B.當磁通量減小時,感應電動勢也減小C.當磁通量等于0.5m時,感應電動勢等于0.5EmD.角速度等于【解析】選D。根據(jù)正弦式交變

2、電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律：當磁通量最大時,感應電動勢為零;當磁通量減小時,感應電動勢在增大;磁通量減為零時,感應電動勢最大。由此可知A、B項錯誤;設從線框位于中性面開始計時,則有e=Emsint,式中Em=BS。因m=BS,故角速度=,D項正確;設e=0.5Em,則解出t=。此時=B·Scos=BS=m,所以C項錯誤。2.(2013·福建高考)如圖,實驗室一臺手搖交流發(fā)電機,內(nèi)阻r=1.0,外接R=9.0的電阻。閉合開關(guān)S,當發(fā)電機轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時,產(chǎn)生的電動勢e=10sin10t(V),則()A.該交變電流的頻率為10 HzB.該電動勢的有效值為10VC.外接電阻R

3、所消耗的電功率為10WD.電路中理想交流電流表的示數(shù)為1.0A【解析】選D。據(jù)=2f知該交流電的頻率為5Hz,A錯;該交流電電動勢的最大值為10V,有效值E=10V,B錯;I=1.0A,P=I2R=9W,C錯,D對。3.(2014·紅橋區(qū)模擬)如圖甲所示為一臺小型發(fā)電機構(gòu)造的示意圖,線圈逆時針轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示。發(fā)電機線圈內(nèi)電阻為1.0,外接燈泡的電阻為9.0。則()A.在t=0.01s的時刻,穿過線圈的磁通量為零B.瞬時電動勢的表達式為e=6sin50t(V)C.電壓表的示數(shù)為6VD.通過燈泡的電流為0.6A【解析】選D。在t=0.01s的時刻,電

4、動勢為0,則線圈在中性面,穿過線圈的磁通量最大,故A錯誤;電動勢的最大值為Em=6V,周期為0.02s,則瞬時電動勢的表達式為e=Emsin(t)(V),即e=6sin100t(V),故B錯誤;電壓表的示數(shù)為外電阻兩端的電壓：E=6×=5.4V,故C錯誤;通過燈泡的電流為I=0.6A,故D正確。4.(2012·大綱版全國卷)一臺電風扇的額定電壓為交流220V,在其正常工作過程中,用交流電流表測得某一段時間內(nèi)的工作電流I隨時間t的變化如圖所示。這段時間內(nèi)電風扇的用電量為()×10-2度×10-2度×10-2度×10-2度【解題指南】根據(jù)

5、電流的變化情況分段計算電功?！岸取笔浅Ｓ脝挝?1度=1 kW·h?！窘馕觥窟xB。測出的電流和電壓均為交流電的有效值,在這段時間內(nèi)用電量W=U(I1t1+I2t2+I3t3)=220×(0.3×600+0.4×600+0.2×2400)J=1.98×105J=5.5×10-2度,選項B正確。5.(2014·衡水模擬)如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖,其矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中,繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R=10連接,與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表,示

6、數(shù)是10V。圖乙是矩形線圈中磁通量隨時間t變化的圖像。則()A.電阻R上的電功率為20WB.0.02s時R兩端的電壓瞬時值為零C.R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u=14.1cos100t(V)D.通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i=1.41cos50t(A)【解題指南】-t圖像與-t(E -t)圖像在數(shù)學上是互余關(guān)系,由-t圖像可以得到E -t圖像?！窘馕觥窟xC。R上電功率P=10W,A錯。0.02s時=0,最大,此時R兩端的電壓瞬時值最大,B錯。R兩端電壓的最大值為10V,=100rad/s,因此R兩端電壓u=14.1cos100t(V),C正確。i=1.41cos100t(A),D錯

7、。故選C。6.(多選)如圖甲、乙分別表示兩種電壓的波形,其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是()A.圖甲表示交流電,圖乙表示直流電B.兩種電壓的周期相等C.兩種電壓的有效值相等D.圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u=311sin100tV【解析】選B、D。因圖像的縱坐標上電壓的正負表示電壓的方向,因此兩圖均為交流電,A錯;兩圖像的周期都是2×10-2s,故B對;對于正弦交流電才有U有效=,雖然兩圖的峰值相同,但圖乙非正弦(余弦)交流電,不適用上式有效值的求法,故C錯;正弦交流電電壓瞬時值的表達式為u=Umsint,由圖甲可知Um=311V,T=2×10-2s,可得=

8、100,代入上式得u=311sin100tV,故D對。7.(2013·海南高考)通過一阻值R=100的電阻的交變電流如圖所示,其周期為1s。電阻兩端電壓的有效值為()A.12 VB.4VC.15 VD.8V【解題指南】解答本題時應注意理解以下兩點：(1)根據(jù)電流的熱效應在一個周期內(nèi)分段計算交變電流的有效值。(2)根據(jù)圖像確定一個周期的時間?！窘馕觥窟xB。根據(jù)圖像,一個周期T=1s,設該交變電流的有效值為U,00.4s的時間間隔為t1=0.4s,0.40.5 s的時間間隔t2=0.1s,根據(jù)電流的熱效應,由2(Rt1+Rt2)=,解得U=4V,B正確?！炯庸逃柧殹侩娮鑂1、R2和交流電

9、源按照圖甲所示方式連接,R1=10,R2=20。合上開關(guān)S后,通過電阻R2的正弦交變電流i隨時間t的變化情況如圖乙所示。則()A.通過R1的電流的有效值是1.2AB.R1兩端的電壓有效值是6VC.通過R2的電流的有效值是1.2AD.R2兩端的電壓有效值是6V【解析】選B。通過R1和R2的電流的有效值都是0.6A,故A、C錯,R2兩端的電壓有效值是12V,故D錯,R1兩端的電壓有效值是6V,故B正確。8.一個矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電流e=220sin100t(V),那么()A.該交變電流的頻率是100HzB.當t =0時,線圈平面恰好與中性面垂直C.當t =s時,e有最大值D.該交變

10、電流電動勢的有效值為220V【解析】選C。根據(jù)e=220sin100t(V)可知,交變電流的頻率是50Hz,A錯。當t=0時,e=0,線圈位于中性面,B錯。將t=s代入e=220sin100t(V),可得e=220V,e有最大值,C對。交變電流電動勢的有效值應為=220V,D錯。【加固訓練】(多選)如圖甲所示,將阻值為R=5的電阻接到內(nèi)阻不計的正弦交變電源上,電流隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示,電流表串聯(lián)在電路中測量電流的大小。對此,下列說法正確的是()A.電阻R兩端電壓變化規(guī)律的函數(shù)表達式為u=2.5sin200t(V)B.電阻R消耗的電功率為1.25WC.若此交變電流由一矩形線框在勻強磁場中勻

11、速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生,如圖丙所示,當線圈的轉(zhuǎn)速提升一倍時,電流表的示數(shù)為1AD.這一交變電流與圖丁所示電流比較,其有效值之比為【解析】選A、D。圖乙所示電流的最大值為Im=0.5A,由歐姆定律得Um=ImR=2.5V。周期為T=0.01s,=200rad/s,所以R兩端電壓的表達式為u=2.5sin200t(V),A正確;該電流的有效值為I=,電阻R消耗的電功率為P=I2R,解得P=0.625W,B錯誤;該交變電流由圖丙所示矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生,當轉(zhuǎn)速提升一倍時,電動勢的最大值Em=nBS為原來的2倍。電路中電流的有效值也是原來的2倍,為2×A1 A。電流表的示數(shù)為有效值,C錯誤;

12、圖乙中的正弦交變電流的有效值為A。圖丁所示的交變電流雖然方向發(fā)生變化,但大小恒為0.5A,可知D正確?！究偨Y(jié)提升】交流電“四值”的三個注意點(1)準確理解和把握交流電“四值”的物理意義和計算方法。(2)最大值和有效值之間的倍關(guān)系,只適用于正(余)弦交流電,對于非正(余)弦交流電的有效值需根據(jù)等效原則具體求解,切不可亂套公式。(3)交流電的圖像是高考重點,要注意與公式、發(fā)電機模型的對應聯(lián)系。強化專練(建議：25分鐘)強化點1：交流電的產(chǎn)生及圖像1.(多選)一正弦交流電的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=100sin(25t)VB.該交流電的頻率為25

13、HzC.該交流電的電壓的有效值為100VD.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】選B、D。從題圖中可知,交流電周期T=4×10-2s,峰值電壓Um=100V,故交流電的頻率f=25Hz,有效值U=50V。加在R=100的電阻上時的熱功率P=50W,瞬時值表達式u=Umsint=100sin(50t)V,故正確選項為B、D。2.將阻值為5的電阻接到內(nèi)阻不計的交流電源上,電源電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是()A.電路中交變電流的頻率為0.25 HzB.通過電阻的電流為AC.電阻消耗的電功率為2.5 WD.用交流電壓表測得電阻兩端

14、的電壓是5 V【解析】選C。電路中交變電流的頻率f=25Hz,A錯;通過電阻的電流應為有效值I=A=A,用交流電壓表測得電阻兩端的電壓是V,B、D錯;電阻消耗的電功率P=I2R=2.5W,C對。3.(2014·杭州模擬)為了研究交流電的產(chǎn)生過程,小張同學設計了如下實驗構(gòu)思方案：第一次將單匝矩形線圈放在勻強磁場中,線圈繞轉(zhuǎn)軸OO1按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(ab向紙外,cd向紙內(nèi))。并從圖甲所示位置開始計時。此時產(chǎn)生的交流電如圖乙所示。第二次他僅將轉(zhuǎn)軸移至ab邊上,第三次他僅將轉(zhuǎn)軸右側(cè)的磁場去掉,關(guān)于后二次的電流圖像,下列說法正確的是()A.第二次是A圖B.第二次是C圖C.第三次是B圖D.第三

15、次是D圖【解析】選D。第二次將轉(zhuǎn)軸移到ab邊上產(chǎn)生感應電流,同第一次相同,第三次將OO1右側(cè)磁場去掉,線圈在轉(zhuǎn)動過程中只有一邊切割,產(chǎn)生感應電動勢最大值為原來的,因此選D?！炯庸逃柧殹?多選)(2014·南京模擬)如圖所示的正方形線框abcd邊長為L,每邊電阻均為r,在磁感應強度為B的勻強磁場中繞cd軸以角速度轉(zhuǎn)動,c、d兩點與外電路相連,外電路電阻也為r,則下列說法中正確的是()A.S斷開時,電壓表讀數(shù)為BL2B.S斷開時,電壓表讀數(shù)為BL2C.S閉合時,電流表讀數(shù)為BL2D.S閉合時,線框從圖示位置轉(zhuǎn)過過程中流過電流表的電荷量為【解析】選B、D。電路中產(chǎn)生的感應電動勢的最大值為E

16、max=BL2,有效值為E=BL2。當S斷開時,電壓表讀數(shù)為Ucd=×r=BL2,A選項錯誤,B選項正確;S閉合時,電壓表的讀數(shù)為Ucd=I×=×=BL2,電流表讀數(shù)為,C選項錯誤;S閉合時,線框從圖示位置轉(zhuǎn)過過程中流過電流表的電荷量為Q=t=t=t=,D選項正確。4.(2014·東麗區(qū)模擬)如圖所示電路中,電源電壓U=311sin100t(V),A、B間接有“220V440 W”的電暖寶、“220V220 W”的抽油煙機、交流電壓表及保險絲。下列說法正確的是()A.交流電壓表的示數(shù)為311VB.電路要正常工作,保險絲的額定電流不能小于3AC.電暖寶發(fā)熱

17、功率是抽油煙機發(fā)熱功率的2倍D.1min抽油煙機消耗的電能為1.32×104J【解析】選D。由U=311sin100t(V)可知Em=311V,有效值E=220V,故交流電壓表的示數(shù)為220V,A錯誤;流過電暖寶的電流為I1=2A,流過抽油煙機的電流為I2=1A,而流過保險絲的額定電流為交變電流的有效值,應為3A,B錯誤;電暖寶是純電阻用電器,而抽油煙機是非純電阻用電器,發(fā)熱功率不是2倍關(guān)系,C錯誤;1min抽油煙機消耗的電能為W=Pt=1.32×104J,D正確。5.(多選)(2014·撫州模擬)如圖所示,N匝矩形導線框以角速度在磁感應強度為B的勻強磁場中繞軸O

18、O勻速轉(zhuǎn)動,線框面積為S,線框的電阻、電感均不計,外電路接有電阻R、理想交流電流表和二極管D。二極管D具有單向?qū)щ娦?即正向電阻為零,反向電阻無窮大。下列說法正確的是()A.交流電流表的示數(shù)I=NBSB.一個周期內(nèi)通過R的電荷量q=C.R兩端電壓的有效值U=NBSD.圖示位置電流表的示數(shù)為0【解題指南】二極管具有單向?qū)щ娦?因此電路中只有正向電流,圖像如圖所示?！窘馕觥窟xA、B。設回路中電流的有效值為I,由電流的熱效應可知,()2RT=I2RT,I=,A正確,D錯誤。電阻R兩端電壓U=IR=,C錯。一個周期內(nèi)通過R的電荷量q=,B正確?！炯庸逃柧殹咳鐖D所示,圖線a是線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所

19、產(chǎn)生的正弦交流電的圖像,當調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后,所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖線b所示,以下關(guān)于這兩個正弦交流電的說法錯誤的是()A.在圖中t=0時刻穿過線圈的磁通量均為零B.線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32C.交流電a的瞬時值為u=10sin5t(V)D.交流電b的最大值為V【解析】選A。由題圖可知t=0時刻感應電動勢為零,穿過線圈的磁通量最大,選項A錯誤;由題圖可知Ta=0.4s,Tb=0.6s,線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比nanb=TbTa=32,選項B正確;交流電a的瞬時值為u=Umsin(t),得u=10sin5t(V),選項C正確;感應電動勢最大值Um=NBS=NBS(),所以UmaUmb=TbTa,交流電b的最大值為V,選項D正確。6.(2014·南平模擬)如圖甲是阻值為5的線圈與阻值為15的電阻R構(gòu)成的回路。線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向