新高考2021届高考物理小题必练26交变电流.doc

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1、高考小题必练26：交变电流(1)交变电流的产生；(2)交变电流的图像；(3)正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值等。例1．(2018·全国III卷·16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图所示。则Q方∶Q正等于(　　)A．1∶B.∶1C．1∶2D．2∶1【答案】D【解析】由有效值概念知，一个周期内产生的热量Q方＝·＋·＝T，Q正＝T＝T＝·T，故Q方∶Q正＝2∶1。【点睛】正弦式交流电的有效值是其峰值的1/，其他交流电的有效值和峰值一般不存在该关系。

2、11/11高考1.一边长为L的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示。已知匀强磁场的磁感应强度为B，则结合图中所给信息可判定(　　)A．t1时刻穿过线框的磁通量为BL2B．t2时刻穿过线框的磁通量为零C．t3时刻穿过线框的磁通量变化率为零D．线框转动的角速度为【答案】D【解析】t1时刻，感应电动势最大，穿过线框的磁通量应为零，A错误；t2时刻，穿过线框的磁通量最大为Φm＝BL2，B错误；t3时刻，感应电动势最大，则磁通量变化率也最大，C错误；交变电流的最大值为Em＝BL2ω，则ω＝，D正确。2．如图所示，一交流发电机的

3、矩形线圈共有10匝，其电阻r＝2Ω，面积是0.2m2，在磁感应强度B＝T的匀强磁场中，若线圈从中性面位置开始绕垂直于磁场方向的对称轴OO′以ω＝10πrad/s的角速度匀速转动，向R＝18Ω的电阻供电。则以下说法中正确的是(　　)11/11高考A．该线圈产生的是余弦式交变电流B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40VC．线圈开始转动s时流过电阻R的瞬时电流大小为AD．电阻R上消耗的电功率为9W【答案】D【解析】由法拉第电磁感应定律可知，其产生的感应电动势(感应电流)将按照正弦规律变化，A项错误；由于OO′为线圈的对称轴，所以线圈产生的感应电动势的最大值应为Em＝nBS

4、ω＝20V，B项错误；线圈在转动过程中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝20sin10πtV，所以其感应电流的瞬时值表达式为i＝sin10πtA，故当t＝s时，流经电阻R的瞬时电流大小为i＝sin(10π×)A＝A，C项错误；流经R的电流的有效值为I＝A，所以电阻R上消耗的电功率为P＝I2R＝9W，D项正确。3．如图所示，矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，转动的角速度ω＝100πrad/s。线圈的匝数N＝100匝，边长ab＝0.2m、ad＝0.4m，电阻不计。磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小B

5、＝T。电容器放电时间不计。下列说法正确的是(　　)11/11高考A．该线圈产生的交流电动势峰值为50VB．该线圈产生的交流电动势有效值为25VC．电容器的耐压值至少为50VD．电容器的电容C变大时，电流表的示数变小【答案】B【解析】该线圈产生的交流电动势峰值Em＝NBSω＝50V，A项错误；因为该线圈产生的交流电不是完整的正弦式交流电，只有一半，所以根据有效值的定义得×＝T，E＝，联立解得电动势有效值E′＝25V，B项正确；电容器的耐压值至少为50V，C项错误；电容器的电容C变大时，容抗变小，电容器的充放电电流增大，D项错误。4．(多选)如图所示，处在垂直于纸面向外、磁感应

6、强度为B的匀强磁场中的单匝矩形闭合线框MNPQ，以恒定的角速度ω绕对角线NQ转动。已知MN长为l1，NP长为l2，线框电阻为R。t＝0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是(　　)A．矩形线框产生的感应电动势有效值为Bl1l2ωB．矩形线框转过π时的电流为零C．矩形线框转动一周，通过线框任意横截面的电荷量为11/11高考D．矩形线框转过π过程中产生的热量为【答案】ABD【解析】矩形线框转动时产生正弦式交变电流，最大值为Bl1l2ω，所以有效值E＝Bl1l2ω，A项正确；转过π时，线框平面与磁场垂直，磁通量最大，感应电动势为零，电流为零，B项正确；转过一周，ΔΦ为零，通过横

7、截面的电荷量为零，C项错误；转过π过程中产生的热量Q＝t＝·＝，D项正确。5．如图xOy平面为光滑水平面，现有一长为d、宽为L的线框MNPQ在外力F作用下，沿x轴正方向以速度v做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度B＝2B0cosx(式中B0为已知量)，规定竖直向下为磁感应强度正方向，线框电阻为R，t＝0时刻MN边恰好在y轴处，则下列说法正确的是(　　)A．外力F为恒力B．t＝0时，外力大小F＝16BL2C．通过线框的瞬时电流I＝D．经过t＝，线框中产生的电热Q＝【答案】C11/11高考【解析】由于磁场