2016屆高三物理人教版一輪復(fù)習(xí)習(xí)題：第10章 第1講交流電的產(chǎn)生及描述

1、.第一部分第十章第1講一、選擇題(17題為單選題，8題為多選題)1(2014·北京西城區(qū)期末)一正弦式交變電流的瞬時電流與時間的關(guān)系式為i10sint(A)，其中314rad/s。它的電流的有效值為()A10AB10AC50AD314A答案A解析由題中所給電流的表達(dá)式i10sint(A)可知，電流的最大值為10A，對正弦式交變電流有I有，所以有效值為10A，選項A正確。2(2014·北京東城區(qū)期末)我國家庭照明電路用的交流電的電壓瞬時值隨時間變化的規(guī)律為u311sin100t(V)，關(guān)于此交流電下列說法中正確的是()A電壓的最大值是311VB電壓的有效值是311VC交流電的

2、頻率為100HzD交流電的周期為100s答案A解析閉合線圈從中性面開始計時，其正弦交流電三角函數(shù)表達(dá)式的標(biāo)準(zhǔn)形式uUmsint與題中表達(dá)式比較可知，最大值Um311V，選項A正確；有效值U有V220V，選項B錯誤；周期T0.02s，頻率f50Hz，選項CD錯誤。3(2014·北京朝陽區(qū)一模)一正弦交變電流的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知該交變電流()A周期為0.125sB電壓的有效值為10VC電壓的最大值為20VD電壓瞬時值的表達(dá)式為u10sin8t(V)答案B解析由圖象可知，交變電流的周期為0.250s，A錯誤；電壓的有效值UV10V，B正確；電壓的最大值為20V，C錯誤；

3、電壓瞬時值的表達(dá)式為u20sin8t(V)，D錯誤。4(2014·沈陽模擬)在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動。如圖乙所示，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化規(guī)律的圖象如圖甲所示，已知線框內(nèi)阻為1.0，外接一只電阻為9.0的燈泡，則()A電壓表V的示數(shù)為20VB電路中的電流方向每秒改變5次C燈泡實(shí)際消耗的功率為36WD電動勢隨時間變化的瞬時值表達(dá)式為e20cos 5t(V)答案C解析電壓表測量的是路端電壓，由閉合回路歐姆定律可知，電動勢有效值為20V，路端電壓為18V，選項A錯誤；由電動勢變化規(guī)律可知，該交流電的周期為0.2秒，每個周期電流方向改變兩次，所以每秒電流改變

4、10次，選項B錯誤；由題意知燈泡兩端電壓有效值為18V，因此燈泡實(shí)際消耗功率為36W，選項C正確；由圖象可知，電動勢瞬時值表達(dá)式為e20cos10t(V)，選項D錯誤。答案選C。5(2014·大慶質(zhì)量檢測)如圖所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生正弦交流電的圖象，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個正弦交流電的說法錯誤的是()A交流電b電壓的有效值為10/3VB在圖中t0時刻穿過線圈的磁通量均為零C交流電a的瞬時值為u10sin5t(V)D線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32答案B解析由圖象可知：交流電a的周期Ta0.4s，Tb0.6s，線圈的轉(zhuǎn)速n，

5、則線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32，選項D正確；交流電a的瞬時值表達(dá)式為uUmsint，即u10sin5t(V)，選項C正確；在t0時，交流電產(chǎn)生的電動勢為零，由法拉第電磁感應(yīng)定律，可知此時穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，故選項B錯誤；由正弦交流電a最大值UmnBSnBS10V，則交流電b的最大值UmnBS，兩方程相比可得：UmV，交流電b電壓的有效值UV，選項A正確。6(2014·貴陽監(jiān)測)某正弦交流電的電壓隨時間變化的圖象如圖所示，由圖中信息可知()A該交流電電壓的瞬時值表達(dá)式為u100sin25t(V)B該交流電的頻率為4HzC該交流電電壓的有效值為100VD若將該交流電

6、加在阻值為100的定值電阻兩端，則該電阻消耗的功率為50W答案D解析由題圖可知，該交流電電壓的最大值為100V，則有效值為50V，選項C錯誤；阻值為100的定值電阻消耗的功率PW50W，選項D正確；由題圖可知，該交流電的周期為0.04s，頻率為25Hz，角速度50rad/s。選項B錯誤；該交流電電壓的瞬時值表達(dá)式為uUmsint100sin50t(V)，選項A錯誤。7(2014·浙江溫州一模)某家用電路如圖所示，A、B間接有保險絲、交流電壓表、“220V、880W”的電飯鍋及“220V、220W”的抽油煙機(jī)?，F(xiàn)接入電壓U311sin100t(V)的交流電，以下說法正確的是()A交流電

7、壓表的示數(shù)為311VB電飯鍋發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的4倍C電路要正常工作，保險絲的額定電流不能小于5AD1min抽油煙機(jī)和電飯鍋消耗的電能共為6.6×103J答案C解析交流電壓表的示數(shù)為有效值，若不考慮保險絲的電阻，交流電壓表的示數(shù)為V220V，A錯誤；由公式PUI知電路要正常工作，干路中電流為5A，所以保險絲的額定電流不能小于5A，C正確；電飯鍋是純電阻元件，抽油煙機(jī)是非純電阻元件，B錯誤；1min抽油煙機(jī)消耗的電能為WPt1.32×104J，D錯誤。8(2014·忻州聯(lián)考)如圖所示，一個“U”形線框處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，OO為磁場的邊界。現(xiàn)使

8、線框以角速度繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動，線框通過金屬轉(zhuǎn)軸和電刷與阻值為R的外電阻相連。已知線框各邊的長均為L，總電阻為r，不計轉(zhuǎn)軸與電刷的電阻。則()A圖示時刻線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為BL2B線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為BL2C電路中電阻R兩端電壓的有效值為D電路中電流的有效值為答案BD解析本題考查交變電流的產(chǎn)生以及交變電流的四值，意在考查考生對交變電流四值的理解及綜合分析問題的能力。由法拉第電磁感應(yīng)定律知，題圖所示時刻，磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零，A項錯；由交變電流電動勢的最大值表達(dá)式EmNBS可知B項正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，C項中表達(dá)式為R兩端電壓的最大值，C項錯；由題圖可知，線框轉(zhuǎn)動一圈的

9、過程中，只有半個周期為正弦式交變電流，另半個周期電流為零，由有效值的定義得T·，解得E，由閉合電路歐姆定律可知，D項正確。二、非選擇題9我國南方山區(qū)的小水庫有豐富的水力資源，有一個水力交流發(fā)電機(jī)在正常工作時，電動勢e310sin50t(V)，由于洪澇，水庫水位暴漲，為加快泄洪，水輪帶動發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速增加0.4倍，若其他條件不變，則電動勢e_。答案434sin70t(V)解析據(jù)EmaxNBS，2n當(dāng)n增加0.4倍時，1.4所以Emax1.4Emax1.4×310V434V故e434sin70t(V)10.(2014·鄭州模擬)如圖所示，勻強(qiáng)磁場B0.1T，所用矩形線圈

10、的匝數(shù)N100，邊長ab0.2m，bc0.5m，以角速度100rad/s繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動。當(dāng)線圈平面通過中性面時開始計時，試求：(1)線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式；(2)由t0至t過程中的平均電動勢的大小；(3)該交變電流的電動勢有效值是多少？答案(1)e314sin100t(V)(2)200V(3)222V解析(1)感應(yīng)電動勢的瞬時值eNBSsint，由題意可知：S·0.2×0.5m20.1m2EmNBS100×0.1×0.1×100V314V所以e314sin100t(V)。(2)用N計算t0至t過程中的平均電動勢NN即NBS代入數(shù)值得2

11、00V。(3)電動勢有效值E，又EmNBS代入數(shù)據(jù)得E222V。11.如圖所示，一個小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)，其矩形線圈的長度為a，寬度為b，共有n匝，總電阻為r，與線圈兩端相接觸的集流環(huán)上接有一個阻值為R的定值電阻，線圈以角速度在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞與磁場方向垂直的對稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動，沿轉(zhuǎn)軸OO方向看去，線圈轉(zhuǎn)動沿逆時針方向，t0時刻線圈平面與磁感線垂直。(1)表示出線圈經(jīng)過圖示位置時，通過電阻R的感應(yīng)電流的方向。(2)寫出線圈轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式。(3)求線圈從t0位置開始到轉(zhuǎn)過90°的過程中的平均電動勢。(4)求線圈從t0位置開始到轉(zhuǎn)過60°時的

12、瞬時電流。答案(1)自下而上(2)nBabsint(3)(4)解析(1)根據(jù)右手定則或楞次定律判斷可知，線圈中電流方向是badcb。故流過R的電流是自下而上。(2)從中性面開始計時，感應(yīng)電動勢隨時間按正弦規(guī)律變化，且最大感應(yīng)電動勢EmnBab，所以感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為enBabsint。(3)nn。(4)i12如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計的一種振動發(fā)電裝置的示意圖，它的結(jié)構(gòu)是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r0.10m、匝數(shù)n20匝的線圈，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)。在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為BT，線圈的電阻為R10.50，它的引出線接有R29.5的小電

13、珠L。外力推動線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動，便有電流通過小電珠。當(dāng)線圈運(yùn)動速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(摩擦等損耗不計)。求：(1)小電珠中電流的最大值；(2)電壓表的示數(shù)；(3)t0.1s時外力F的大小；(4)在不改變發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)的條件下，要使小電珠的功率提高兩倍，可采取什么方法(至少說出兩種方法)?答案(1)0.16A(2)1.07V(3)0.128N(4)提高vm用變壓器解析(1)由題意及法拉第電磁感應(yīng)定律知道，由于線圈在磁場中做往復(fù)運(yùn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小符合正弦曲線變化規(guī)律，線圈中的感應(yīng)電動勢的最大值為：EmnBlvnB2rvm，電路總電阻為：R1R2，那么小電

14、珠中電流的最大值為ImA0.16A(2)電壓表示數(shù)為有效值UImR2×0.16×9.5V0.76V1.07V(3)當(dāng)t0.1s也就是T/4時，外力F的大小為FnB2rImvm0.128N。(4)提高vm用變壓器13.(2014·成都實(shí)驗中學(xué)模擬)如圖所示的是一個匝數(shù)n10的線圈在勻強(qiáng)磁場中沿垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動時，通過線圈平面的磁通量隨時間變化的圖象。根據(jù)圖象回答下列問題：(1)線圈中的最大感應(yīng)電動勢多大？(2)在t10.1s時刻和t20.2s時刻，線圈中磁通量的變化率各是多少？(3)設(shè)t0時感應(yīng)電動勢為正值，畫出感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖象，并寫出感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式。答案(1)10V(2)0Wb/s(3)見解析圖e10cos 5t(V)