2019-2020年高中物理阶段验收评估三交变电流鲁科版

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1、2019-2020年高中物理阶段验收评估三交变电流鲁科版一、选择题(共8小题,每小题6分,共48分,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求,全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO′,线圈绕OO′匀速转动,如图1所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压(  )图1A.峰值是e0      B.峰值是2e

2、0C.有效值是Ne0D.有效值是Ne0解析:选D 发电机输出电压峰值是2Ne0,A、B错误;有效值是·2Ne0=Ne0,C错误,D正确。2.在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图2甲所示,产生的交变电动势的图像如乙所示,则(  )图2A.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311VD.线框产生的交变电动势频率为100Hz解析:选B t=0.005s时感应电动势最大,线框的磁通量变化率也最大,A错误。

3、t=0.01s时感应电动势为零,穿过线框磁通量最大,线框平面与中性面重合,B正确。感应电动势的最大值为311V,有效值则为V,C错误。所产生电动势的周期为0.02s,频率等于周期的倒数,为50Hz,D错误。3.三个相同的电阻,分别通过如图3甲、乙、丙所示的交变电流,三个图中的I0和周期T相同。下列说法中正确的是(  )图3A.在相同时间内三个电阻发热量相等B.在相同时间内,甲、乙发热量相等,是丙发热量的2倍C.在相同时间内,甲、丙发热量相等,是乙发热量的D.在相同时间内,乙发热量最大,甲次之,丙的

4、发热量最小解析:选C 甲图像电流的有效值为I0,乙图像电流的有效值为I0,丙图像根据电流有效值的定义有:I02R=I2RT,解得电流有效值I=I0,根据焦耳定律相同时间内产生的热量之比等于电流有效值的平方比,Q1∶Q2∶Q3=1∶2∶1,C对。4.在匀强磁场中,一电阻为R的单匝矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动,如图4所示,某时刻线框平面与磁感线垂直,穿过线框的磁通量为Φ。当线框再转过60°时,回路电流瞬时值为I,则线框转动的周期是(  )图4A.B.C.D.解析:选D 由题意可知Em=Ф,瞬

5、时值e=Emsinωt,故i=sinωt,当ωt=60°时,i=I,解得T=,选项D正确。5.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交流电的图像如图5所示,由图可以知道(  )图5A.0.01s时刻线圈处于中性面位置B.该交变电流有效值为0.2AC.0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零D.将该交变电流频率增大时,则接入电路中的电感线圈的感抗和电容器的容抗都增大解析:选C 由题图可知0.01s时刻,感应电流最大,线圈产生的感应电动势最大,线圈与磁感线平行,即与中性面垂直,穿过线圈的磁通量为零,A错,C对

6、。由正弦交变电流有效值与最大值的关系得I==A=4.45A,B错。该交变电流频率增大时,电感线圈的感抗增大,电容器的容抗减小,D错。6.矩形线圈的匝数为50,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图6所示,下列结论正确的是(  )图6A.在t=0.1s和t=0.3s时,电动势最大B.在t=0.2s和t=0.4s时,电动势改变方向C.电动势的最大值是157VD.在t=0.4s时,磁通量的变化率最大,其值为3.14Wb/s解析:选CD 在t=0.1s和t=0.3s时

7、,Φ最大,但磁通量的变化率为0,故电动势为0,选项A错误;在t=0.2s和t=0.4s时,Φ=0,磁通量的变化率最大,电动势的方向不变,选项B错误;根据ω=得ω=5πrad/s,根据Em=NΦmω得Em=157V,选项C正确;在t=0.4s时,磁通量为0,磁通量的变化率最大,m=Φmω,其值为3.14Wb/s,选项D正确。7.如图7所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴O1O2垂直于磁场方向,线圈电阻为2Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60°时的感应电流为1A。那么(

8、  )图7A.线圈消耗的电功率为4WB.线圈中感应电流的有效值为2AC.任意时刻线圈中的感应电动势为e=4costD.任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=sint解析:选AC 线圈转动角速度ω=,从线圈平面与磁场方向平行开始计时,当转过60°时,电流的瞬时值表达式为i=Imcos60°=1A⇒Im=2A,正弦式交变电流有效值I==A,B项错;线圈消耗的电功率P=I2R=4W,A项正确;由欧姆定律可知,感应电动势最大值Em=ImR=4V,所以瞬时值表达式为e=4cost,C项正确;通过线圈

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