2022高考物理一轮复习课时作业三十一交变电流的产生和描述含解析新人教版.doc

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1、高考交变电流的产生和描述(建议用时40分钟)1．如图所示，(a)→(b)→(c)→(d)→(e)过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接，下列说法正确的是(　　)A．图(a)中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大B．从图(b)开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是i＝ImsinωtC．当线圈转到图(c)位置时，感应电流最小，且感应电流方向改变D．当线圈转到图(d)位置时，感应电动势最小，ab边感应电流方向为b→

2、a【解析】选C。图(a)中，线圈在中性面位置，故穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，选项A错误；图(b)不是中性面，从线圈在中性面位置开始计时的表达式才是i＝Imsinωt，选项B错误；当线圈转到图(c)位置时，线圈在中性面位置，故穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电流最小为零，电流方向将改变，选项C正确；当线圈转到图(d)位置时，磁通量最小，磁通量变化率最大，故感应电动势最大，ab边感应电流方向为b→a，选项D错误。2．(2021·某某模拟)如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动可以产生交变电流，其电动势e随时间t变化的图象如图乙所示，则(

3、　　)-12-/12高考A．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大B．线圈转动一周，电流的方向改变一次C．线圈中电动势的有效值为311VD．线圈中交变电流的频率为100Hz【解析】选A。t＝0时，电动势为零，线圈平面处于中性面处，穿过线圈的磁通量最大，故A正确；根据图乙可知，线圈转动一周，电流的方向改变两次，故B错误；线圈中电动势的最大值为311V，有效值为V＝220V，故C错误；根据图乙可知T＝0.02s，线圈中交变电流的频率f＝＝50Hz，故D错误。故选A。3.如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°

4、的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为(　　)A．B．C．D．【解析】选D。线框的转动周期为T，而线框转动一周只有的时间内有感应电流，此时感应电流的大小为：I＝＝，根据电流的热效应有：()2R·＝IRT，解得I有＝，故D正确。-12-/12高考4．在匀强磁场中，一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则(　　)A．t＝0.005s时线框的磁通量变化率为零B．t＝0.01s时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势有效值为311V

5、D．线框产生的交变电动势频率为100Hz【解析】选B。由题图乙可知t＝0.005s时刻感应电动势最大，此时线圈所在平面与中性面垂直，所以线框的磁通量变化率最大，A错误；t＝0.01s时刻感应电动势等于零，所以穿过线框回路的磁通量最大，此时与中性面重合，B正确；产生的交变电动势有效值为E＝＝220V，C错误；周期为T＝0.02s，故频率为f＝＝50Hz，D错误。5．(多选)(2021·某某模拟)某闭合金属线圈，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示规律变化。已知线圈匝数为100，总电阻为1Ω，π2取10。则下列说

6、法正确的是(　　)A．t＝0时，线圈中的感应电动势为0B．t＝1s时，线圈中的电流方向改变-12-/12高考C．t＝3s时，线圈平面垂直于磁感线D．4s内，线圈中产生的焦耳热为125J【解析】选A、D。由图可知：t＝0时，穿过线圈的磁通量最大，线圈所在平面与中性面重合，线圈中感应电动势为0，A正确；t＝1s时，穿过线圈的磁通量为0，线圈所在平面垂直于中性面，线圈中感应电流最大，线圈中的电流方向不改变，B错误；t＝3s时，穿过线圈的磁通量为0，线圈所在平面垂直于中性面，线圈平面平行于磁感线，C错误；线圈中产生的感应电流为正弦交流电，T＝4s时，有E

7、m＝NBSω①Φmax＝BS②ω＝③E有＝④联立①②③④可得E有＝V⑤由闭合电路欧姆定律可得I有＝⑥由焦耳定律可得Q＝IRT⑦联立⑤⑥⑦可得Q＝125J，D正确；故选A、D。6．(创新题)(多选)如图甲的电路中，电阻R1＝4R2，和R1并联的D是理想二极管(正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大)，在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压(电压为正值时，uAB>0)。由此可知(　　)A.在A、B之间所加的交变电压的频率为50Hz-12-/12高考B．在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u＝220sin50πt(V)C．加在R1上电压的有效值为88

8、VD．加在R1上电压的有效值为88V【解析】选A、C。由图象可得在A、B之间所加交流电的周期为：T＝2×10－2s，频率为50Hz，故A