2020届高考物理总复习11.1交变电流的产生与描述针对训练（含解析）新人教版

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1、11.1交变电流的产生与描述图11－1－81．(2019年乌鲁木齐模拟)如图11－1－8所示，闭合金属线框曲线部分恰好是半个周期的正弦曲线，直线部分长度为0.4m，线框的电阻为1Ω，若线框从虚线位置开始以2m/s的速度匀速进入足够大的匀强磁场(线框直线部分始终与磁场右边界垂直)，这个过程中线框释放出的焦耳热为0.4J，线框中电流随时间变化的关系式为(　　)A．i＝2sin10πt(A)B．i＝sin10πt(A)C．i＝2sin5πt(A)D．i＝sin5πt(A)解析：由题意知，线框有效切割的长度作正弦规律变化，则线框中产生正弦式电流，设该正弦式电流有

2、效值为I，由题意可得Q＝I2Rt，其中t＝＝0.2s，解得I＝A，所以该正弦式交流电的最大值为Im＝I＝2A，金属线框从图示位置到完全进入磁场为半个周期，故T＝2＝0.4s，ω＝＝5πrad/s，所以正弦式交流电的表达式i＝2sin5πt(A)，C正确．答案：C2．(2019年南京、盐城一模)一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图11－1－9所示，则在相同时间内电阻产生热量最大的是(　　)图11－1－9解析：由A、B图象，对应正弦式交变电流，有效值：IA＝IB＝Im＝A，C选项对应恒定电流IC＝1.5A，D选项对应方波交变电流，其有

3、效值ID＝2A，由于ID最大，故D正确．答案：D3．(2019年临沂模拟)如图11－1－10甲所示是一种振动发电装置的示意图，一个半径r＝0.10m、匝数n＝20匝的线圈套在永久磁铁槽中，槽中磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右侧视图如图11－1－10乙所示)，线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B＝T，线圈的电阻R1＝0.50Ω，它的引出线接有R2＝9.50Ω的小灯泡L，A为理想交流电流表．当线圈框架的P端在外力作用下沿轴线做往复运动，便有电流通过灯泡．若线圈往复运动的规律如图11－1－10丙所示(v取向右为正)，则下列判断正确的是(　　)图11－1－

4、10A．电流表的示数为0.24AB．0.01s时回路中的电流最大C．回路中交流电的频率为50HzD．0.015s时灯泡L中电流的方向为从D→L→C解析：由E＝BLv及v－t图可知，线圈往复运动所产生的感应电流为正弦式交流电，则Em＝nB×2πrvm＝2.4V，电流的有效值I＝＝A，A错；t＝0.01s时，v＝0，所以I＝0，B错；由图象可知T＝0.02s，f＝50Hz，C正确；t＝0.015s时，由右手定则可知，电流方向C→L→D，D错．答案：C图11－1－114．(2019年河南洛阳一中周练)(多选)如图11－1－11所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中

5、，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，内阻为r，绕垂直磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动，从图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是(　　)A．通过电阻R的电荷量Q＝B．通过电阻R的电荷量Q＝C．外力做功平均功率P＝D．从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为e＝NBSωsinωt解析：从题图所示位置转过90°的过程中，磁通量变化ΔΦ＝BS，通过电阻R的电荷量Q＝IΔt＝Δt＝N＝，A错误，B正确；矩形线圈绕垂直磁感线的对称轴OO′以角速度ω匀速转动，产生的感应电动势的最大值Em＝NBSω，感应电动势的有效值E＝，Em＝E，外力做功平均功

6、率P＝＝，C正确；从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为e＝NBSωcosωt，D错误．答案：BC5．(2019年福建联考)如图11－1－12所示为交流发电机示意图，匝数n＝100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以50rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相连接，已知线圈绕OO′轴转动时产生的电动势最大值Em＝NBSω，求：图11－1－12(1)理想电压表和理想电流表示数？(2)电阻R上所消耗的电功率是多少？(3)由图示位置转过90°的过程中，通过R的电量是多

7、少？解析：(1)感应电动势最大值Em＝NBSω＝50V，有效值：E＝＝50V，I＝＝2.0AU＝IR＝40V.(2)电阻R上所消耗的电功率P＝IU＝80W.(3)通过R上的电量Q＝Δt＝＝＝0.04C.答案：(1)40V　2A　(2)80W　(3)0.04C