2020版高考大一輪復(fù)習(xí)：第11章2第1節(jié)交變電流的產(chǎn)生和描述

1、（建議用時(shí)：40 分鐘）一、單項(xiàng)選擇題1. （2019 合肥模擬）一單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng).在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程 中，線框中的最大磁通量為m最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em,下列說(shuō)法中正確的是（）A. 當(dāng)磁通量為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零B. 當(dāng)磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也減小C.當(dāng)磁通量等于 0.5m時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于 0.5Em解析：選 D.根據(jù)正弦式交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律，當(dāng)磁通量最大時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零；當(dāng)磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在增大，磁通量減為零時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，由此可知A、B 項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)從線框位于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，則有e = Emsin3t，式中 Em= BSw,因 m=

2、BS,故角速度w= ，D 項(xiàng)正確；設(shè) e=m2如圖甲所示，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的中心軸00 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) e 隨時(shí)間 t 的變化曲線如圖乙所示.若線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2 倍，而其他條件保持不變，從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò) 90。開(kāi)始計(jì)時(shí)，則能正確反映線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e 隨時(shí)間 t 的變化規(guī)律的圖象是（）解析：選 A.由題圖乙知，周期 T= 4 s，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em= 1 V，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值的表達(dá)QA式 Em= NBS3= NBS 2 二若僅把線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的2 倍，則周期變?yōu)樵瓉?lái)的刁即 T= 2 s，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em變?yōu)樵瓉?lái)的

3、2 倍，即 Em= 2 V，所以選項(xiàng) B、C 錯(cuò)誤；從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò) 90開(kāi) 始計(jì)時(shí)，也就是 t = 0 時(shí)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為0,所以選項(xiàng) A 正確，D 錯(cuò)誤.3.小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共 N 匝，每匝可簡(jiǎn)化為矩形線圈abed，磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂D.角速度等于Emm0.5Em,則解出nn31 = 6，此時(shí) =BScos6=BS= m,C 項(xiàng)錯(cuò)誤.直于線圈中心軸 00，線圈繞 00 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示.矩形線圈ab 邊和 ed 邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為 e。，不計(jì)線圈電阻，則發(fā)電機(jī)輸出電壓（）A.峰值是 eoC.有效值是-Neo解析： 選 D.因每匝矩形線圈 ab 邊和 c

4、d 邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值都是 eo,每匝中 ab 和 cd 串聯(lián)，故每 匝線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為 2eo.N 匝線圈串聯(lián)，整個(gè)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為2Neo,因線圈中產(chǎn)生的是正弦交流電，則發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值E= 2Neo,故選項(xiàng) D 正確.4如圖甲所示，一矩形線圈 abed 放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過(guò) ab、cd 中點(diǎn)的軸 00 以角速度 逆時(shí) 針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).若以線圈平面與磁場(chǎng)夾角0= 45時(shí)（如圖乙）為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自 a 流向 b 時(shí)電流解析：選 D.矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正弦式交變電流，在開(kāi)始計(jì)時(shí)（t = 0）時(shí)線圈為題圖乙所示的位置，據(jù)右手定則判斷

5、電流為負(fù)方向，首先排除A、B 選項(xiàng)；若在題圖甲所示的位置，Tn感應(yīng)電流為負(fù)向的峰值，可見(jiàn)t = 0 的時(shí)刻交變電流處于負(fù)半軸且再經(jīng)；到達(dá)中性面位置，或者$0=,84一2n nT瞬時(shí)值表達(dá)式 i = I Qn （31o），所以 0= Im sin t 丁 , t = ，故 D 選項(xiàng)正確.B.峰值是 2eoD.有效值是.2NeoAB5. （2019 沈陽(yáng)質(zhì)檢）如圖所示為一交流電壓隨時(shí)間變化的圖象每個(gè)周期內(nèi)，前三分之一周期電壓 按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得，此交流電壓的有效值為（）6.如圖所示，在 xOy 直角坐標(biāo)系中的第二象限有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第四象限有垂直

6、坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B.直角扇形導(dǎo)線框半徑為L(zhǎng)、總電阻為 R,在坐標(biāo)平面內(nèi)繞坐標(biāo)原點(diǎn) O 以角速度3逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)線框從圖中所示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，線框內(nèi)感應(yīng)電 流的有效值是（）T T1應(yīng)電流沿順時(shí)針?lè)较?；在轉(zhuǎn)過(guò)90至 180的過(guò)程中，即在 2？時(shí)間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍為E=?T 3TBL23，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?；在轉(zhuǎn)過(guò)180至 270的過(guò)程中，即在 2壬時(shí)間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)13T22R二、多項(xiàng)選擇題7.（2019 貴州貴陽(yáng)高三適應(yīng)性考試）有一種自行車，它有能向自行車車頭燈泡供電的小型發(fā)電機(jī),A.7.5 VC. 2 15 V解析：選 C.根據(jù)電流的熱效

7、應(yīng)有V, C 項(xiàng)正確.9WV工A .；1 23同5；6ji1 11 1-6- 1 l!|iIiiiiiiD. 3 13 V1 T (9 V)1 22T U?22一R- -+R 三=解得 U2= (60 V)2,所以 U= 礪A. I =BL23RC. I = 0D.解析：選 B.從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò) 90的過(guò)程中，即在BL232RBL32R0右時(shí)間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=?BL3,感B. 8 V6 V2仍為 E= BL23，感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较?；在轉(zhuǎn)過(guò)270至 360的過(guò)程中，即在 T 時(shí)間內(nèi)，線框中的其原理示意圖如圖甲所示；圖中N、S 是一對(duì)固定的磁極，磁極間有一固定在絕緣轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈，轉(zhuǎn)

8、軸的一端有一個(gè)與自行車后輪邊緣接觸的摩擦輪.如圖乙所示，當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而使線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生電流給車頭燈泡供電關(guān)于此裝置，下列說(shuō)法正確的是（）IfCA. 自行車勻速行駛時(shí)線圈中產(chǎn)生的是交流電B. 小燈泡亮度與自行車的行駛速度無(wú)關(guān)C. 知道摩擦輪和后輪的半徑，就可以知道后輪轉(zhuǎn)一周的時(shí)間里摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)D. 線圈匝數(shù)越多，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率越大解析：選 AC.摩擦輪帶動(dòng)線圈在磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交流電，故A 正確；行駛速度會(huì)影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，所以影響燈泡的亮度，故B 錯(cuò)誤；摩擦輪和后輪屬于皮帶傳動(dòng)，具有相同的線速度，如果知道了半徑關(guān)系，就能知

9、道角速度關(guān)系，也就能知道轉(zhuǎn)速關(guān)系，故C 正確；線圈匝數(shù)不影響穿過(guò)線圈的磁通量的變化率的大小，故D 錯(cuò)誤.&如圖所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系則（）rv十4 “ K叭p儀W-U屮14aS-.hk4I|i 1 1A.兩種形式的交變電流最大值相冋U-1：21產(chǎn)戶產(chǎn)10乙B.兩種形式的交變電流有效值之比為1C.兩種形式的交變電流周期之比為2：3D.若使這兩種電流分別通過(guò)兩個(gè)完全相同的電阻， 則經(jīng)過(guò) 1min 的時(shí)間，兩電阻消耗的電能之比為 1：3解析：選 AD.由題圖甲和題圖乙分別表示的正弦脈沖波和方波的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系圖象可知，兩種形式的交變電流最

10、大值都是1 A，選項(xiàng) A 正確；題圖甲表示的正弦脈沖波周期為0.06 s，題圖乙表示的方波的周期為 0.04 s，兩種形式的交變電流周期之比為3 : 2,選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；設(shè)正弦脈沖波的電流有效11112T值為|1,根據(jù)有效值的定義，前 3 周期和后 3 周期的有效值都為一 A，根據(jù)有效值的定義有2A R +12T”3Q2 A R- 3=I1R T,解得丨1=A.題圖乙表示的方波交變電流大小不變，其有效值（跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值）等于最大值，12= 1 A.兩種形式的交變電流有效值之比為丨1：丨2= 1 ： 3，選項(xiàng) B錯(cuò)誤；由WUlt = l2Rt 可知，若使這兩種電流分別通過(guò)兩個(gè)

11、完全相同的電阻，則經(jīng)過(guò)1 min 的時(shí)間，兩電阻消耗的電能之比 W甲：Wi= 11: 12= 1 : 3,選項(xiàng) D 正確.9 如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速B. 曲線 a、b 對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為 2：3C.曲線 a 表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為 25 HzD.曲線 b 表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10 V解析：選 AC.從圖象可知，兩次轉(zhuǎn)動(dòng)都是從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)的，故A 正確；從圖象可知，曲線 a、b 對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期之比為2 : 3,則轉(zhuǎn)速之比為 3 : 2,故 B 錯(cuò)誤；由圖象可知曲線 a 的周期 Ta= 4X10_2s ,一 1 一 一 則

12、曲線 a 表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率 fa= = 25 Hz,故 C 正確；交變電動(dòng)勢(shì)的最大值Em= nBSo,則曲線 a、bIa一 2 一 表示的交變電動(dòng)勢(shì)的峰值之比為Ema：Emb=Wa:Wb= 3 : 2, 即卩 Enb= 3 呂玄=10 V，故曲線 b 表示的交變電動(dòng)10廠勢(shì)的有效值為 E有=V = 5：2 V , D 錯(cuò)誤.10. （2019 石家莊模擬）如圖所示的正方形線框abcd 邊長(zhǎng)為 L,每邊電阻均為 r,在垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞 cd 軸以角速度W勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，c、d 兩點(diǎn)與一阻值為 r 的電阻相連，各表均 可視為理想電表，導(dǎo)線電阻不計(jì)，則下列說(shuō)法中正確的是

13、（）A.線框 abed 產(chǎn)生的電流為交變電流B.當(dāng)當(dāng) S 斷開(kāi)時(shí)， 電壓表的示數(shù)為零C.當(dāng)當(dāng) S 斷開(kāi)時(shí)， 電壓表的示數(shù)為毎D.當(dāng)當(dāng) S 閉合時(shí)， 電流表的示數(shù)為-2BWL214r解析：選 ACD 線框 abed 繞著垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，故產(chǎn)生的電流為交變電流，故A 項(xiàng)正確;產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢(shì)最大值為BL2，有效值為 E= ，當(dāng) S 斷開(kāi)時(shí)，電壓表測(cè)量的電壓為ed 間A.圖示位置線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，為B.閉合電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為D線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q= 4（2解析：選 BD.題圖所示位置，線圈中通過(guò)的磁通量最大，但感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,生的熱量應(yīng)利用有

14、效值求解，即轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量:D 正確.12面積為 S、阻值為 R 的金屬框放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與金屬框平面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí) 間的變化規(guī)律 B= Bsin3t，則（）A.金屬框中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為B0S33,故 B 項(xiàng)錯(cuò)誤，C 項(xiàng)正確；s 閉合時(shí)，電路總電阻為3r+ 2,ab中電流為1= 7=尋BL2，電流表讀數(shù)為214r2 _BoL, 故 D 項(xiàng)正確.11. （2019 湖南十二校聯(lián)考）如圖所示，邊長(zhǎng)為 L 的正方形單匝線圈abed，其電阻為 r,外電路的電阻為 R，ab 的中點(diǎn)和 ed 的中點(diǎn)的連線OO恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線上,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.若線圈從圖示位

15、置開(kāi)始以角速度3繞軸 0 0 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則以下判斷正確的是C.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180。的過(guò)程中，流過(guò)電阻R 的電荷量為2BL2R+ r閉合電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為Em=1BL23，故對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)值表達(dá)式為12e=2BL3sin3t,B正確;由 q=苛可得線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)呃的過(guò)程中，流過(guò)電阻R的電荷量q=R+7BL, C 錯(cuò)誤；電阻R 上產(chǎn)A 錯(cuò)誤；線圈所圍成的Em22n nB23L4RQ=RX=2V2( R+r)34(R+r)B.金屬框中電流的有效值為B0S31的電壓，故 U= &E=B0EmBL23c.在一個(gè)周期內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為B 字c.在一個(gè)周期內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為

16、B 字1BSD.在第一個(gè) 4 周期內(nèi)流過(guò)某截面的電荷量為-R解析：選 AD.金屬框中的磁通量變化與該框在磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B0的磁場(chǎng)中以3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況相同.因此最大Em= B0S3, A 正確；電流的有效值為1=養(yǎng)際B 錯(cuò)誤；在一個(gè)周期內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為:2Q= I2RT=2B0S3R 2B0S2T兀 兀R, C 錯(cuò)誤；在第 1 個(gè) 4 內(nèi)，=B0S,則 q = I tBoS“ t R t R , D 正確.三、非選擇題13.電壓 u= 120 2sin31 V、頻率為V 的霓虹燈的兩端.50 Hz 的交變電流，把它加在激發(fā)電壓和熄滅電壓均為U0= 60:; 2(1)求在一個(gè)小時(shí)內(nèi)，霓虹燈發(fā)光時(shí)間有多長(zhǎng)?(2)試分析為什么人眼不能感到這種忽明忽暗的現(xiàn)象已知人眼的視覺(jué)暫留時(shí)間約為 s解析：(1)如圖所示，畫出一個(gè)周期內(nèi)交變電流的u t 圖象，其中陰影部分對(duì)應(yīng)的時(shí)間t1表示霓虹燈不能發(fā)光的時(shí)間，根據(jù)對(duì)稱性，一個(gè)周期內(nèi)霓虹燈不能發(fā)光的時(shí)間為當(dāng) u = uo= 60 2 V 時(shí),由 u = 120 2sin3t V 求得:11=600c.在一個(gè)周期內(nèi)金屬框產(chǎn)生的焦耳熱為B 字 很明顯霓虹燈在工作過(guò)程中是忽