（全國通用）高考物理一輪題復習 第十一章 交變電流 微專題70 交變電流的產(chǎn)生及描述.doc

交變電流的產(chǎn)生及描述1考點及要求：(1)交變電流、交變電流的圖象()；(2)正弦交變電流的函數(shù)表達式、峰值和有效值().2.方法與技巧：(1)線圈每經(jīng)過中性面一次，電流方向改變一次；從中性面開始轉(zhuǎn)動時，it圖象為正弦函數(shù)圖象；(2)交變電流的求解一般選擇一個周期，利用電流的熱效應來求解1(交變電流的產(chǎn)生)如圖1甲所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交流電如圖乙所示，設(shè)沿abcda方向為電流正方向，則()圖1a乙圖中oa時間段對應甲圖中至圖的過程b乙圖中c時刻對應甲圖中的圖c若乙圖中d等于0.02 s，則1 s內(nèi)電流的方向改變了50次d若乙圖中d等于0.02 s，則交流電的頻率為25 hz2(交變電流的瞬時值表達式和圖象)(多選)在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖2甲所示產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示則下列說法正確的是()圖2at0.01 s時穿過線框的磁通量最小b該交變電動勢的有效值為11 vc該交變電動勢的瞬時值表達式為e22sin(100t) vd電動勢瞬時值為22 v時，線框平面與中性面的夾角為45圖33(交變電流的有效值)一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖3所示，已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5 ，僅外接一只電阻為105 的燈泡，則()a線圈從垂直于中性面的位置開始轉(zhuǎn)動b電路中的電流方向每秒改變50次c燈泡兩端的電壓為220 vd發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為20 j圖44(交變電流的“四值”)如圖4所示，矩形線圈abcd與可變電容器c、理想電流表組成閉合電路線圈在有界勻強磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度100 rad/s.線圈的匝數(shù)n100，邊長ab0.2 m、ad0.4 m，電阻不計磁場只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應強度大小bt.電容器放電時間不計下列說法正確的是()a該線圈產(chǎn)生的交流電動勢的峰值為50 vb該線圈產(chǎn)生的交流電動勢的有效值為25 vc電容器的耐壓值至少為50 vd電容器的電容c變大時，電流表的示數(shù)變小5如圖所示，面積均為s的單匝線圈繞其對稱軸或中心軸在勻強磁場b中以角速度勻速轉(zhuǎn)動，能產(chǎn)生正弦交變電動勢ebssin t的圖是()6如圖5所示，單匝閉合金屬線框abcd在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸oo勻速轉(zhuǎn)動，設(shè)穿過線框的最大磁通量為m，線框中的最大感應電動勢為em，從線框平面與磁場平行時刻開始計時，下面說法不正確的是()圖5a當穿過線框的磁通量為的時刻，線框中的感應電動勢為b線框中的電流強度隨時間按余弦規(guī)律變化c線框轉(zhuǎn)動的角速度為d線框在垂直于磁場方向平面內(nèi)的投影面積隨時間按正弦規(guī)律變化7如圖6所示電路中，電源電壓u311sin (100t) v，a、b間接有“220 v440 w”的電暖寶、“220 v 220 w”的抽油煙機、交流電壓表及保險絲下列說法正確的是()圖6a交流電壓表的示數(shù)為311 vb電路要正常工作，保險絲的額定電流不能小于3 ac電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機發(fā)熱功率的2倍d1 min內(nèi)抽油煙機消耗的電能為1.32104 j8(多選)交流發(fā)電機電樞中產(chǎn)生的交變電動勢為eemsin t，如果要將交變電動勢的有效值提高一倍，而交變電流的周期不變，可采取的方法是()a將電樞線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，其他條件不變b將磁感應強度增加一倍，其他條件不變c將線圈的面積增加一倍，其他條件不變d將磁感應強度增加一倍，線圈的面積縮小一半，其他條件不變9調(diào)光燈、調(diào)速電風扇以前是用變壓器來實現(xiàn)的，該技術(shù)的缺點是成本高、體積大、效率低，且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或電風扇的轉(zhuǎn)速現(xiàn)在的調(diào)光燈、調(diào)速電風扇是用可控硅電子元件來實現(xiàn)的如圖7為經(jīng)過一個雙向可控硅調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓那么現(xiàn)在電燈上的電壓為()圖7aum b.c. d.10(多選)如圖8所示，面積為s、匝數(shù)為n、電阻為r的線圈與阻值為r的電阻構(gòu)成閉合回路，理想交流電壓表并聯(lián)在電阻r的兩端線圈在磁感應強度為b的勻強磁場中，繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)動軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動設(shè)線圈轉(zhuǎn)動到圖示位置的時刻為t0.則()圖8a在t0時刻，線圈處于中性面，流過電阻r的電流為0，此時電壓表的讀數(shù)也為0b1秒內(nèi)流過電阻r的電流方向改變次c若線圈角速度增大，則電壓表示數(shù)變大d在電阻r的兩端再并聯(lián)一個電容器后，電壓表的讀數(shù)不變11(多選)如圖9所示，在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的圓形線圈周期為t，匝數(shù)為10匝，轉(zhuǎn)軸o1o2垂直于磁場方向，線圈電阻為2 ，從線圈平面與磁場方向垂直時開始計時，線圈轉(zhuǎn)過30時的電流為1 a，下列說法中正確的是()圖9a線圈中電流的最大值為 ab線圈消耗的電功率為4 wc任意時刻線圈中的感應電流為i2sin (t) ad任意時刻穿過線圈的磁通量為cos (t) wb12(多選)圖10甲為一臺小型發(fā)電機構(gòu)造示意圖，內(nèi)阻r5.0 ，外電路電阻r95 ，電路中其余電阻不計發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n100.轉(zhuǎn)動過程中穿過每匝線圈的磁通量隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，則()圖10at3.14102 s時，該小型發(fā)電機的電動勢為零b該小型發(fā)電機的電動勢的最大值為200 vc電路中電流最大值為2 ad串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)為2 a答案解析1a甲圖中的、兩圖中線圈所在的平面為中性面，線圈在中性面時電流為零，經(jīng)過個周期電流達到最大值，再由楞次定律判斷出電流的方向，可知圖甲中至圖的過程電流為正且從零逐漸增大到最大值，選項a正確；甲圖中的圖對應的電流為零，選項b錯誤；一個周期以內(nèi)電流方向改變兩次，若已知d等于0.02 s，則周期t0.02 s，故頻率為50 hz,1 s內(nèi)電流的方向?qū)⒏淖?00次，選項c、d錯誤2cdt0.01 s時，感應電動勢為零，則穿過線框的磁通量最大，故選項a錯誤；該交變電動勢的有效值e v22 v，故選項b錯誤；由題圖乙知該交變電動勢的瞬時值表達式為e22sin(100t)v，故選項c正確電動勢瞬時值為22 v時，代入瞬時值表達式，得sin t，故表明線框平面與中性面的夾角為45，故選項d正確3d由題圖知t0時刻發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢為0，此位置應在中性面，a錯誤；正弦交變電流在一個周期內(nèi)電流方向改變兩次，電流周期為0.02 s，故每秒應改變100次，b錯誤；電動勢有效值為220 v，由內(nèi)、外電路的電阻值可知燈泡兩端電壓為210 v，故c錯誤發(fā)電機線圈內(nèi)阻的熱功率為pr()2r20 w，每秒產(chǎn)生的焦耳熱qprt20 j，故d正確4b峰值emnbs1000.20.4100 v50 v，故a錯因為在一個周期內(nèi)，線圈只在半個周期內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢，設(shè)有效值為e，則有：t，解得：e25 v，故b正確電容器的耐壓值至少為50 v，故c錯c變大時容抗減小，電流表的示數(shù)應變大，故d錯5a線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸(軸在線圈所在平面內(nèi))勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的正弦交變電動勢為ebssin t，由這一原理可判斷，a圖中感應電動勢為ebssin t；b圖中的轉(zhuǎn)動軸不在線圈所在平面內(nèi)；c、d圖中的轉(zhuǎn)動軸與磁場方向平行，而不是垂直6a設(shè)線框轉(zhuǎn)動的角速度為，根據(jù)題意，線框中的感應電動勢的瞬時值表達式為eemcos t，其中emm，所以，選項b、c正確；當穿過線框的磁通量為的時刻，t45，所以線框中的感應電動勢為eemcos 45，選項a錯誤；計時開始時刻，線框在垂直于磁場方向平面內(nèi)的投影面積為零，所以以后該面積隨時間按正弦規(guī)律變化，選項d正確7d交流電壓表的示數(shù)為有效值為220 v，故選項a錯誤；由公式pui知電路要正常工作，干路中電流有效值為3 a，所以保險絲的額定電流不能小于3 a，故選項b錯誤；電暖寶是純電阻用電器，p熱p電，而抽油煙機是非純電阻用電器，p熱p電，故選項c錯誤；1 min內(nèi)抽油煙機消耗的電能為wpt1.32104 j，故選項d正確8bc交變電動勢的最大值emnbs，有效值uem/nbs/，只要線圈轉(zhuǎn)速不變，交變電流的周期就不變，可僅將磁感應強度增加一倍，其他條件不變；或僅將線圈的面積增加一倍，其他條件不變，就可將交變電動勢的有效值提高一倍，選項b、c正確，a、d錯誤9c電燈上的電壓值，如沒有特殊說明一般指電壓的有效值，設(shè)加在電燈上電壓的有效值為u，取一個周期，由電流的熱效應得t，所以可得u，故選項c正確10bc回路中電流的瞬時值表達式為isin t，t0時，i0，但電壓表讀數(shù)為有效值，不為零，故a錯一個周期內(nèi)電流的方向改變兩次，故1秒內(nèi)流過電阻r的電流方向改變的次數(shù)為2n，b正確增大時，感應電動勢最大值增大，則電壓表示數(shù)也變大，故c正確因為電容器通交流，所以在r兩端并聯(lián)電容器后，電壓表的讀數(shù)將改變，故d錯11bc從線圈平面與磁場方向垂直時開始計時，感應電動勢的表達式為eemsin t，則感應電流i sin t，由題給條件有：1 a，解得em4 v，則im2 a，i有效 a，線圈消耗的電功率pir4 w，選項a錯誤，選項b正確；iim sin t2sin (t) a，故選項c正確；由emnbsmn得m(wb