2011屆高考物理一輪復(fù)習(xí)單元練習(xí)：第10章.第1講 交流電的產(chǎn)生及描述

1、第十章 第一講一、選擇題1下列四幅圖是交流電的圖象，其中能正確反映我國居民日常生活所用交流電的是()答案C解析我國居民日常生活所用的是正弦式交流電，其電壓的有效值是220V，最大值為311V，周期為0.02s，所以只有C正確2(2009·蘇北四市聯(lián)考)矩形線框在勻強(qiáng)磁場內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動過程中，線框輸出的交流電電壓隨時間變化的圖象如圖所示，下列說法中正確的是()A交流電壓的有效值為36VB交流電壓的最大值為36V，頻率為0.25HzC2s末線框平面垂直于磁場，通過線框的磁通量最大D1s末線框平面垂直于磁場，通過線框的磁通量變化最快答案BC解析由圖象可知，交流電壓的最大值為36V，有效值為36

2、V，周期T4s，則f0.25Hz，故A錯誤，B正確；1s末交流電電壓達(dá)到最大值，線框平面應(yīng)與磁場平行，故D錯誤；2s末交流電壓為零，線框平面與磁場垂直，磁通量最大，故C正確3(2009·北京明光中學(xué)檢測)如圖甲所示是某種型號的電熱毯的電路圖，電熱毯接在交變電源上，通過裝置P使加在電熱絲上的電壓的波形如圖乙所示此時接在電熱絲兩端的交流電壓表的讀數(shù)為()A110VB156VC220VD311V答案B解析根據(jù)有效值的定義可得T ，故UUm×311V156V.4兩相同的白熾燈L1、L2接到如圖所示的電路中，燈L1與電容器串聯(lián)，燈L2與電感線圈串聯(lián)，當(dāng)a、b處接電壓最大值為Um，頻率

3、為f的正弦交流電源時，兩燈都發(fā)光，且亮度相同更換一個新的正弦交流電源后燈L1的亮度大于燈L2的亮度，新電源的電壓最大值和頻率應(yīng)滿足什么條件？()A最大值仍為Um，而頻率大于fB最大值仍為Um，而頻率小于fC最大值大于Um，而頻率為fD最大值小于Um，而頻率仍為f答案A解析更換新正弦交流電源后燈L1亮度大于燈L2的亮度，說明和燈L1串聯(lián)的電容器對交流電流的阻礙作用變小，則新電源的頻率變大，故選A.5(2009·濟(jì)南模擬)阻值為10的電阻接到電壓波形如圖所示的交流電源上，以下說法正確的是()A電壓的有效值為10VB通過電阻的電流有效值為AC電阻消耗電功率為5WD電阻每秒鐘產(chǎn)生的熱量為10

4、J答案BC解析由Ut圖象，交流電壓最大值為10V，有效值為5V，A錯誤根據(jù)I，B正確再根據(jù)PI2R，C正確，電阻每秒產(chǎn)生熱量QPt5J，故D錯誤6如圖所示，一單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中，線框中的最大磁通量為m，最大感應(yīng)電動勢為Em，下列說法正確的是()A當(dāng)磁通量為零時，感應(yīng)電動勢也為零B當(dāng)磁通量減小時，感應(yīng)電動勢在減小C當(dāng)磁通量等于0.5m，感應(yīng)電動勢等于0.5EmD角速度等于Em/m答案D解析當(dāng)磁通量為零時，BS，此時線圈中感應(yīng)電動勢最大，A錯；磁通量減小時感應(yīng)電動勢在增大，B錯；當(dāng)0.5m時，線圈平面與中性面夾角為60°或120°

5、;，此時感應(yīng)電動勢的大小eBSsin60°Em，C錯；根據(jù)EmBSm可知D對7將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為l，它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為nr/s，導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路有額定功率為P的小燈泡并能正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計(jì)，燈泡的電阻應(yīng)為()A(2l2nB)2/P B2(l2nB)2/PC(l2nB)2/2P D(l2nB)2/P答案B解析正方形線圈轉(zhuǎn)動的角速度為2n，產(chǎn)生的正弦交流電的峰值為EmBS2nBl2，其有效值為E，計(jì)算可得燈泡電阻為2(l2nB)2/P，B選項(xiàng)正確8在兩塊金屬板上加上交變電

6、壓uUmsint，當(dāng)t0時，板間有一個電子正好處于靜止?fàn)顟B(tài)，下面關(guān)于電子以后的運(yùn)動情況的判斷正確的是()AtT時，電子回到原出發(fā)點(diǎn)B電子始終向一個方向運(yùn)動Ct時，電子將有最大速度Dt時，電子的位移最大答案BC解析t0時，電子不受力，此時兩極板間電壓為零，此后電壓開始增大，t時達(dá)到最大，此過程中電子沿電場力方向做加速度增大的加速運(yùn)動，速度增大，這段時間內(nèi)，兩極板間電壓減小，但電場方向不變，所以電子在這段時間內(nèi)仍沿原方向做加速度減小的加速運(yùn)動，速度繼續(xù)增大.后電場變向，電子開始減速，但運(yùn)動方向不變，直至T時刻速度減為零故在時電子有最大速度二、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

7、力交流發(fā)電機(jī)在正常工作時，電動勢e310sin50tV，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434sin70tV解析據(jù)EmaxNBS，2n，當(dāng)n增加0.4倍時，1.4，所以Emax1.4Emax1.4×310V434V，故e434sin70tV.10(2009·江蘇省阜寧中學(xué)調(diào)研)如圖所示，間距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，一端接有阻值為R的電阻，一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab放置在導(dǎo)軌上，在外力F作用下從t0開始運(yùn)動，其速度規(guī)律為vvmsint，不計(jì)導(dǎo)軌電阻及感應(yīng)電流

8、的磁場對原磁場的影響，求：(1)感應(yīng)電動勢的表達(dá)式；(2)電阻R上的發(fā)熱功率答案(1)BLvmsint(2)R解析(1)根據(jù)EBLv，有EBLvmsint(2)U，UR ，PR.11如圖所示，一個邊長L10cm，匝數(shù)N100匝的正方形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.50T，角速度10 rad/s，外電路電阻R4.0，線圈內(nèi)阻r1.0.(1)求線圈轉(zhuǎn)動的周期和感應(yīng)電動勢的最大值；(2)寫出線圈由圖中所示位置開始計(jì)時時，感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式；(3)求交流電壓表的示數(shù)答案(1)0.2s5V(2)e5cos10tV(3)2V解析(1)Ts0.2sEmNBS

9、100×0.50×102×104×10V5V.(2)題圖示位置為交流電最大值，瞬時值表達(dá)式為eEmcost5cos10tV(3)電動勢有效值E，I交流電壓表示數(shù)UIR2V.12(2009·廣東一模)如圖所示是曾經(jīng)流行過的一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機(jī)，圖(甲)為其結(jié)構(gòu)示意圖圖中N、S是一對固定的磁極，abcd為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過ad和bc邊中點(diǎn)，并與ab邊平行，它的一端有一半徑r01.0cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸，如圖(乙)所示當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時，因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動設(shè)線框由N800匝導(dǎo)線

10、圈組成，每匝線圈的面積S20cm2；磁極間的磁場可視作勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.010T；自行車車輪的半徑R135cm，小齒輪的半徑R24.0cm，大齒輪的半徑R310.0cm.現(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動，問大齒輪角速度為多大時，才能使發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值U3.2V.(假定摩擦小輪與自行車車輪之間無相對滑動)答案3.2rad/s解析當(dāng)自行車車輪轉(zhuǎn)動時，通過摩擦小輪使發(fā)電機(jī)的線框在勻強(qiáng)磁場內(nèi)轉(zhuǎn)動，線框中產(chǎn)生一正弦交流電動勢，其最大值Em0BSN式中0為線框轉(zhuǎn)動的角速度，即摩擦小輪轉(zhuǎn)動的角速度發(fā)電機(jī)兩端電壓的有效值UEm設(shè)自行車車輪轉(zhuǎn)動的角速度為1，由于自行車車輪與摩擦小輪之間無相對滑動，有R

11、11r00小齒輪轉(zhuǎn)動的角速度與自行車輪轉(zhuǎn)動的角速度相同，也為1.設(shè)大齒輪轉(zhuǎn)動的角速度為，有R3R21由以上各式解得(U/BSN)(R2r0/R3R1)代入數(shù)據(jù)得3.2rad/s.13如圖1所示，兩塊水平放置的平行金屬板板長L1.4m，板距d30cm，兩板間有B1.25T、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。在兩板上加如圖2所示的脈動電壓。在t0時，質(zhì)量m2×1015kg、電荷量q1×1010C的正離子，以速度v04×103m/s從兩板中間水平射入，試問：(1)粒子在板間做什么運(yùn)動？畫出其軌跡。(2)粒子在場區(qū)運(yùn)動的時間是多少？答案(1)見解析(2)6.5×104s解析(1)在第一個104s，電場、磁場同時存在，離子受電場力、洛倫茲力分別為FqEq5×107N(方向向下)、fBqv5×107N(方向向上)，離子做勻速直線運(yùn)動位移為sv0t0.4m.第二個104s內(nèi)，只有磁場，離子做勻速圓周運(yùn)動，r6.4×102m，不會碰板