高考物理一輪復(fù)習(xí)課后限時(shí)集訓(xùn)27交變電流的產(chǎn)生及描述含解析新人教版

課后限時(shí)集訓(xùn)(二十七)(時(shí)間：30分鐘)1．(多選)下面關(guān)于交變電流的說法中正確的是()A．交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓值和電流值是交變電流的峰值B．用交流電流表和電壓表測(cè)量的數(shù)值是交變電流的瞬時(shí)值C．給定的交變電流數(shù)值，在沒有特別說明的情況下是指有效值D．和交變電流有相同熱效應(yīng)的直流電流的數(shù)值是交變電流的有效值[答案]CD2．一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)與計(jì)算機(jī)相連接，計(jì)算機(jī)能將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象記錄下來，如圖甲所示，讓線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以不同的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，計(jì)算機(jī)記錄了兩次不同轉(zhuǎn)速所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖乙所示。則關(guān)于發(fā)電機(jī)先后兩次的轉(zhuǎn)速之比na∶nb，交流電b的最大值正確的是()甲乙A．3∶2，eq\f(10\r(2),3)V B．3∶2，eq\f(20,3)VC．2∶3，eq\f(10\r(2),3)V D．2∶3，eq\f(20,3)VB[由題圖可知，a的周期為0.4s，b的周期為0.6s，則由n＝eq\f(1,T)可知，轉(zhuǎn)速與周期成反比，故曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為3∶2；曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)最大值是10V，根據(jù)Em＝nBSω得曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)最大值是eq\f(20,3)V，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。]3.如圖所示為一交流電壓隨時(shí)間變化的圖象。每個(gè)周期內(nèi)，前三分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得，此交流電壓的有效值為()A．7.5V B．8VC．2eq\r(15)V D．3eq\r(13)VC[有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)的等效關(guān)系來定義的，設(shè)有效值為U，可得eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U1,\r(2))))eq\s\up12(2),R)·eq\f(T,3)＋eq\f(U\o\al(2,2),R)·eq\f(2T,3)＝eq\f(U2,R)·T，解得U＝2eq\r(15)V。]4．(多選)如圖1所示，單匝矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。改變線圈的轉(zhuǎn)速，穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間分別按圖2中圖線甲、乙所示的正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈的電阻為1.0Ω，則()圖1圖2A．圖線甲對(duì)應(yīng)線圈在t＝0時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大B．圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈在t＝0.2s時(shí)，線圈平面均平行于磁感線C．圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為5∶4D．圖線甲對(duì)應(yīng)的線圈中交變電流的最大值為2.5πABC[根據(jù)交流電產(chǎn)生的特點(diǎn)，結(jié)合圖線甲可知，在t＝0時(shí)穿過線圈的磁通量最大，所以線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)等于0，故A錯(cuò)誤；根據(jù)圖象可知，在t＝0.2s時(shí)圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的穿過線圈平面的磁通量均為零，所以線圈平面平行于磁感線，故B正確；由圖2可知，eq\f(5,4)T甲＝0.2s，則T甲＝eq\f(4,5)×0.2s＝0.16s，而T乙＝0.2s，由n＝eq\f(1,T)，可知圖線甲、乙對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為5∶4，故C正確；圖線甲對(duì)應(yīng)的線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em＝BSω＝Φmω＝0.4×eq\f(2π,0.16)V＝5πV，線圈的電阻為1.0Ω，則圖線甲對(duì)應(yīng)的線圈中交變電流的最大值為5πA，故D錯(cuò)誤。]5．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示，則下列判斷正確的是()甲乙A．t＝0.005s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直B．線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝311sin100πt(V)C．線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為100HzD．線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為311VB[t＝0.005s時(shí)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大，則線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，故A錯(cuò)誤；線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝Emsineq\f(2π,T)t＝311sin100πt(V)，故B正確；由題圖乙可知線圈轉(zhuǎn)動(dòng)周期為0.02s，則頻率為f＝eq\f(1,T)＝50Hz，故C錯(cuò)誤；線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為eq\f(311,\r(2))V＝220V，故D錯(cuò)誤。]6．(多選)如圖甲所示，一單匝圓形閉合導(dǎo)線框半徑為r，線框電阻為R，連接一交流電流表(內(nèi)阻不計(jì))。線框水平放置，其內(nèi)充滿磁場(chǎng)，已知該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示(規(guī)定豎直向下為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向)，則下列說法正確的是()甲乙A．t＝0.005s時(shí)線框中的感應(yīng)電流最大B．t＝0.01s時(shí)線框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向(從上往下看)C．t＝0.015s時(shí)電流表的示數(shù)為零D．在0～0.02s時(shí)間內(nèi)閉合導(dǎo)線框產(chǎn)生的熱量為eq\f(π4r4,R)BD[線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝πr2eq\f(ΔB,Δt)，感應(yīng)電流為i＝eq\f(πr2,R)·eq\f(ΔB,Δt)，t＝0.005s時(shí)eq\f(ΔB,Δt)＝0，則i＝0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由楞次定律知t＝0.01s時(shí)線框中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向(從上往下看)，B項(xiàng)正確；交流電流表測(cè)量的是交變電流的有效值，不為零，C項(xiàng)錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為Em＝Bmπr2eq\f(2π,T)，在0～0.02s時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線框產(chǎn)生的熱量為Q＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Em,\r(2))))eq\s\up12(2),R)T＝eq\f(π4r4,R)，D項(xiàng)正確。]7．(多選)如圖甲所示的電路中，電阻R1＝R2＝R，和R1并聯(lián)的D是理想二極管(正向電阻可視為零，反向電阻為無窮大)，在A、B之間加一個(gè)如圖乙所示的交變電壓(電壓為正值時(shí)，UAB>0)。由此可知()甲乙A．在A、B之間所加的交變電壓的周期為2×10－2sB．在A、B之間所加的交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝220eq\r(2)sin50πt(V)C．加在R1上電壓的有效值為55eq\r(2)VD．加在R1上電壓的有效值為55eq\r(10)VAC[由圖象可得交流電的周期T＝2×10－2s，故A正確；電壓最大值為Um＝220eq\r(2)V，交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為：U＝Umsinωt＝220eq\r(2)sineq\f(2π,T)t＝220eq\r(2)sin100πt(V)，故B錯(cuò)誤；當(dāng)電源在正半軸時(shí)A點(diǎn)電位高于B點(diǎn)電位，二極管導(dǎo)通，即R1被短路，電源在負(fù)半軸時(shí)B點(diǎn)電位高于A點(diǎn)電位，二極管截止，R1、R2串聯(lián)。設(shè)R1上電壓的有效值為U，根據(jù)有效值的定義得：eq\f(U2,R1)T＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)×\f(Um,\r(2))))eq\s\up12(2),R1)·eq\f(1,2)T，解得U＝55eq\r(2)V，故C正確，D錯(cuò)誤。]8．(多選)如圖甲所示是一種振動(dòng)發(fā)電裝置的示意圖，半徑為r＝0.1m、匝數(shù)n＝20的線圈位于輻向分布的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)，線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B＝eq\,π)T，線圈電阻為R1＝0.5Ω，它的引出線接有R2＝9.5Ω的小電珠L(zhǎng)，外力推動(dòng)線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，線圈運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示(摩擦等損耗不計(jì))，則()甲乙丙A．小電珠中電流的峰值為0.16AB．小電珠中電流的有效值為0.16AC．電壓表的示數(shù)約為1.5VD．t＝0.1s時(shí)外力的大小為0.128NAD[由題意及法拉第電磁感應(yīng)定律知道，線圈在磁場(chǎng)中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小符合正弦曲線變化規(guī)律，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為Em＝nBlv＝nB·2πrvm