模型66 交變電流模型（原卷版）-2024高考物理二輪復習

2024高考物理二輪復習80熱點模型最新高考題模擬題專項訓練模型66交變電流模型最新高考題1..（2023高考湖南卷）某同學自制了一個手搖交流發(fā)電機，如圖所示。大輪與小輪通過皮帶傳動（皮帶不打滑），半徑之比為，小輪與線圈固定在同一轉軸上。線圈是由漆包線繞制而成的邊長為的正方形，共匝，總阻值為。磁體間磁場可視為磁感應強度大小為的勻強磁場。大輪以角速度勻速轉動，帶動小輪及線圈繞轉軸轉動，轉軸與磁場方向垂直。線圈通過導線、滑環(huán)和電刷連接一個阻值恒為的燈泡。假設發(fā)電時燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是（）A.線圈轉動的角速度為B.燈泡兩端電壓有效值為C.若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為的多匝正方形線圈，則燈泡兩端電壓有效值為D.若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則燈泡變得更亮2.（2022年6月浙江選考）風力發(fā)電已成為我國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要途經(jīng)之一。如圖所示，風力發(fā)電機是一種將風能轉化為電能的裝置。某風力發(fā)電機在風速為9m/s時，輸出電功率為405kW，風速在5~10m/s范圍內，轉化效率可視為不變。該風機葉片旋轉一周掃過的面積為A，空氣密度為ρ，風場風速為v，并保持風正面吹向葉片。下列說法正確的是第第12題圖A．該風力發(fā)電機的輸出電功率與風速成正比 B．單位時間流過面積A的流動空氣動能為C．若每天平均有1.0×108kW的風能資源，則每天發(fā)電量為2.4×109kW·hD．若風場每年有5000h風速在6~10m/s的風能資源，則該發(fā)電機年發(fā)電量至少為6.0×105kW·h最新模擬題1.（2023廣東名校聯(lián)盟大聯(lián)考）如圖所示，匝數(shù)為100的矩形導線圈處于磁感應強度大小為的水平勻強磁場中，線圈的面積為、電阻為。線圈繞垂直于磁場的軸以角速度勻速轉動，通過滑環(huán)與阻值為的電阻R連接，V為理想交流電壓表。下列說法正確的是（）A.通過電阻的交變電流的頻率是B.線圈中產生的感應電動勢的有效值為C.電壓表V的示數(shù)為D.線圈的發(fā)熱功率為2.(2023天津一中質檢)圖為發(fā)電機原理圖。邊長為的匝正方形線圈，在磁感應強度為的勻強磁場中，繞垂直于磁場的中心軸做勻速轉動，角速度為，線圈電阻不計，外接電阻和電壓表，下列說法正確的是（）A.從圖示位置開始計時，線框中的感應電動勢的瞬時值表達式為B.若將電阻換成電容器，電容器的耐壓值可以為C.從圖示位置轉過90°流過中的電量D.線框轉一周，外力所做的功為3．（2023四川成都樹德中學二診）如圖所示，邊長為L的正方形線圈abcd其匝數(shù)為n，總電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點和cd的中點的連線恰好位于勻強磁場的邊界線上，磁場的磁感應強度為B，若線圈從圖示位置開始，以角速度ω繞軸勻速轉動，則以下判斷中錯誤的是（）A．閉合電路中感應電動勢的瞬時表達式B．在時刻，磁場穿過線圈的磁通量為零，但此時磁通量隨時間變化最快C．從時刻到時刻，電阻R上產生的熱量為D．從時刻到時刻，通過R的電荷量4.（2023湖南新高考教研聯(lián)盟第二次聯(lián)考）如圖所示，有一矩形線圈abcd的面積為S，匝數(shù)為N，電阻為r，繞軸在水平方向的磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度逆時針做勻速轉動，從圖示位置開始計時。矩形線圈通過滑環(huán)接一可調電阻R，圖中電流表A和電壓表V的讀數(shù)分別為I和U。下列判斷正確的是（）A.矩形線圈產生的感應電動勢的瞬時值表達式為B.矩形線圈經(jīng)過圖示位置時，線圈中的電流方向為a→b→c→d→aC.矩形線圈從圖示位置轉過時，電壓表的讀數(shù)為0D.可變電阻R取不同值時，I、U的乘積IU的值可能相等5.（2023年廣東廣州一模）某小組用如圖a所示的風速儀研究交流電，風杯在風力作用下帶動與其連在一起的永磁鐵轉動；某一風速時，線圈中產生的交變電流如圖b所示，已知風杯轉速與風速成正比，則（）A.該交變電流的周期為B.該交變電流的峰值為C.風速增大，產生的交變電流周期增大D.風速增大，產生的交變電流峰值增大.6.（2023湖南邵陽二模）發(fā)電機的結構示意圖如圖所示，正方形金屬框通過兩半圓形金屬環(huán)及導線與電阻構成一閉合回路，在勻強磁場中以恒定角速度繞軸轉動，下列關于通過金屬框的磁通量及通過電阻的電流i隨時間變化的圖像可能正確的是（）A. B.C. D.。7.（2023浙江臺州部分重點高中聯(lián)考）一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸線勻速轉動時產生正弦式交變電流，其電動勢的變化規(guī)律如圖甲中的線a所示，用此線圈給圖乙電路供電，發(fā)現(xiàn)三個完全相同的燈泡亮度均相同。當調整線圈轉速后，電動勢的變化規(guī)律如圖甲中的線b所示，以下說法正確的是（）A.曲線a、b對應的線圈角速度之比為B.時刻，線圈平面恰好與磁場方向平行C轉速調整后，L2燈泡最亮D.轉速調整后，三個燈泡的亮度仍然相同8.（2023廣東實驗中學三模）在同一勻強磁場中，兩個相同矩形金屬線圈a、b分別繞線圈平面內且與磁場垂直的軸勻速轉動，產生的電動勢隨時間變化的圖象如圖所示，則（）A.線圈a的轉速是b的3倍B.線圈b產生的電動勢最大值為10VC.t＝0.01s時，線圈a恰好經(jīng)過中性面D.t＝0.03s時，線圈b恰好經(jīng)過中性面。9.（2023湖北荊州高二期末）如圖所示，N=50匝的矩形線圈abcd，ab邊長=20cm，bc邊長=25cm，放在磁感應強度B=0.4T的勻強磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO′軸以r/min的轉速逆時針勻速轉動，線圈的電阻r=1，外電阻R=9（其余電阻不計）。t=0時線圈平面與磁感線垂直，ab邊通過內金屬環(huán)與電刷相連，cd邊通過外金屬環(huán)與電刷相連，電流表和電壓表可看成理想電表，則（）A.從t=0時刻再轉過90°角，線圈中電流將改變方向B.電流表的讀數(shù)為10AC.電壓表的讀數(shù)為45VD.通過線圈電流的瞬時表達式i=10sinl00t（A）10.（14分）(2023山東聊城期末)如圖所示，為一交流發(fā)電機和外接負載的示意圖，發(fā)電機電樞為n=200匝的正方形線圈，邊長L=20cm。線圈繞OO'軸在磁感強度B=0.5T的磁場中以角速度ω=10rad/s轉動，已知線圈電阻r=2Ω，外電路負載電阻R=6Ω，不計一切摩擦。試求：（1）由圖示位置開始計時，轉動過程中感應電動勢的瞬時表達式；（2）由圖示位置轉過60°角的過程中產生的平均感應電動勢及通過電阻的電荷量（結果可以根式表示）；（3）正方形線圈轉一周的過程中電阻R產生的焦耳熱。1．（2023山東聊城三模）.如圖所示為實驗室使用的旋轉磁極式發(fā)電機模型，線圈的匝數(shù)，內阻，輸出端與理想變壓器的原線圈相連，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，副線圈外接電阻。轉動磁極，線圈的磁通量的變化規(guī)律為，閉合S，電阻R的功率為（）A. B. C. D.6.（2023江蘇南京市中華中學一模）如圖甲和乙，是某手動發(fā)電的電筒的發(fā)電機的兩個截面示意圖。推動手柄使線圈a沿軸線往復運動，線圈a中產生的感應電動勢隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖丙所示。線圈a連接一原、副線圈匝數(shù)比為的理想變壓器，其輸出端給兩個額定電流均為0.5A的燈泡供電，兩燈泡恰好正常發(fā)光，線圈a及導線電阻不計，則（）A.線圈a中電流的有效值為0.5A B.燈泡的電阻為2ΩC.發(fā)電機輸出功率為 D.變壓器輸出電流的頻率為1.25Hz4.（2023江西上饒二模）風力發(fā)電為2022年卡塔爾世界杯供應綠色電能，其簡化模型如圖所示，某次發(fā)電過程中風輪機葉片做勻速圓周運動，轉速為n，葉片通過轉軸帶動面積為S、匝數(shù)為N的發(fā)電機線圈轉動，產生的交變電流經(jīng)過理想變壓器升壓后，輸出電壓最大值為。已知勻強磁場的磁感應強度為B，圖中電壓表為理想交流電壓表，忽略發(fā)電機線圈電阻，圖中發(fā)電機線圈剛好垂直于磁場，題中物理量單位均為國際單位，則（）A.線圈位于圖示位置時，交流電壓表的示數(shù)為零B.線圈位于圖示位置時，交流電壓表的示數(shù)