2019-2020年高考物理一轮总复习 10.1交变电流的产生和描述限时规范特训

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1、2019-2020年高考物理一轮总复习10.1交变电流的产生和描述限时规范特训一、选择题(本题共9小题，每小题8分，共72分)1.在匀强磁场中，一矩形金属线圈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时线圈平面与磁场方向平行B.t＝0.010s时线圈的磁通量变化率最大C.线圈产生的交变电动势频率为100HzD.线圈产生的交变电动势有效值为311V解析：t＝0.005s时线圈平面与磁场方向平行，感应电动势最大，选项A正确；t＝0.010s时线圈的磁通量最大，变化率最小，选项B错误；线圈产生的交变电动势周期0.02s，频率为50

2、Hz，选项C错误；线圈产生的交变电动势最大值为311V，选项D错误。答案：A2.交流发电机在工作时产生的电压的表达式为u＝Umsinωt，保持其他条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时电压的变化规律变为(　　)A.4Umsinωt　　　　　　　　　B.4Umsin2ωtC.2UmsinωtD.Umsinωt解析：线圈的转速和匝数同时增加一倍，则Um增加到原来的4倍，线圈的转速增加一倍，则ω为原来的两倍，故电压的变化规律变为4Umsin2ωt，选项B正确。答案：B3.[xx·浙江五校联考]如图甲所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈电阻为1Ω。在外力作用下矩形线圈在匀

3、强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R＝10Ω的电阻构成闭合回路。通过电阻R的交变电流如图乙所示，下列判断正确的是(　　)A.该发电机产生的交变电流的频率为100HzB.该发电机产生交流电的最大感应电动势为200VC.穿过线圈的最大磁通量约为0.01WbD.若线圈的转速增加一倍，电阻R的功率为32kW解析：由图乙知交流电的周期T＝0.02s，即f＝＝50Hz，A错误；最大感应电动势Em＝Im(R＋r)＝220V，B错误；且Em＝nBSω，而ω＝，解得Φm＝≈0.01Wb，C正确；由Em＝nBSω知线圈转速增加一倍，感应电动势增为原来的2倍，则通过

4、电阻的电流为40A，其功率P＝I2R＝16kW，D错误。答案：C4.(多选)如图所示，发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，两半边间的过渡区域宽度很小，可忽略不计。线圈的总匝数为N、总电阻为r，每匝线圈的面积为S，线圈所在位置的磁感应强度大小为B。当线圈以角速度ω匀速转动时，额定电压为U、电阻为R的小灯泡在电路中恰能正常发光，则发电机产生的感应电动势的有效值是(　　)A.NBSωB.NBSωC.UD.(1＋)U解析：根据题述线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，当线圈以角速度ω匀速转动时，产生的交变电流为矩形波，发电机产生的感应电动势的有效值为NBSω，故选项A正确，B

5、错误；由闭合电路的欧姆定律可得E＝U＋r＝(1＋)U，故选项C错误，D正确。答案：AD5.将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为(　　)A.B.C.D.解析：导线转动过程中产生正弦交流电，其最大值Em＝2πnBl2，小灯泡正常发光，则P＝()2，解得R＝，B项正确。答案：B6.[xx·宁波联考]如图所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零

6、，反向电阻可看作无穷大)，在A、B间加一正弦交流电u＝20sin(100πt)V，则加在R2上的电压有效值为(　　)A.10VB.20VC.15VD.5V解析：由二极管的单项导电性可知，若二极管导通，加在R2上的电压波形为半个周期最大值为20V，若二极管截止，R1、R2串联，则R2上的电压半个周期最大值为10V。由有效值的定义可得加在R2上的电压有效值为5V，选项D正确。答案：D7.[xx·合肥模拟]传统的自行车发电机内部电路如图甲所示，驱动轴一端与自行车车轮相连，另一端连接条形永磁铁，车轮转动过程中，驱动轴带动磁铁在铁芯之间匀速转动，发电机线圈两端产生的交变电压波形如图乙所示。已知波形

7、图中正负尖峰电压分别为Um和－Um。两个相邻正负尖峰电压所对应的时间差为Δt，发电机线圈匝数为n。以下判断正确的是(　　)A.驱动轴转动的角速度ω＝2π/ΔtB.线圈电压的有效值U＝Um/2C.穿过线圈磁通量变化率的最大值km＝Um/nD.相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值U＝Um/2解析：根据题述两个相邻正负尖峰电压所对应的时间差为Δt，可得交变电流周期T＝2Δt，驱动轴转动的角速度ω＝2π/2Δt＝π/Δt，选项A错误。由