2022屆高考物理總復習課時訓練卷16

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()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s，所以只有C正確．答案：C2．如圖中閉合線圈都在勻強磁場中繞虛線所示的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，能產(chǎn)生正弦式交變電流的是()解析：A、B選項中閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場且過線圈平面的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，滿足產(chǎn)生正弦式交變電流的條件，能產(chǎn)生正弦式交變電流；C選項中轉(zhuǎn)軸平行于磁場，轉(zhuǎn)動過程中，穿過線圈的磁通量始終為零，故C中不產(chǎn)生正弦式交變電流；D選項中雖然只有一半線圈在磁場中，但是始終有一邊切割磁感線按照正弦規(guī)律產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，且一邊出磁場時，另一邊恰好進入，保證轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢連續(xù)按照正弦規(guī)律變化，D選項正確．答案：ABD3．邊長為l的正方形閉合線框abcd，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，以角速度ω繞cd從下圖所示位置開始勻速運動，轉(zhuǎn)軸與磁場垂直，線框總電阻為R，一理想電壓表接在線框的c、d兩點之間，下列說法中正確的是()A．線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為eq\f(πB2l4ω,R)B．線框轉(zhuǎn)過90°的過程中感應(yīng)電動勢的最大值為Bl2ωC．線框轉(zhuǎn)過90°的過程中通過線框?qū)Ь€橫截面的電荷量為eq\f(Bl2,R)D．電壓表示數(shù)為eq\f(\r(2)Bl2ω,2)解析：線框在轉(zhuǎn)動過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值為E＝eq\f(\r(2)Bl2ω,2)，電流的有效值為I＝eq\f(\r(2)Bl2ω,2R)，T＝eq\f(2π,ω)，線框轉(zhuǎn)動一周，產(chǎn)生的熱量Q＝I2RT＝(eq\f(\r(2)Bl2ω,2R))2R·eq\f(2π,ω)＝eq\f(πB2l4ω,R)，外力做的功W＝Q，選項A正確；感應(yīng)電動勢的最大值Em＝Bl2ω，選項B正確；線框轉(zhuǎn)動90°的過程中，流過導體某一截面的電荷量q＝eq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(Bl2,R)，選項C正確；電壓表的示數(shù)等于cd端電壓的有效值：U＝I·eq\f(R,4)＝eq\f(\r(2)Bl2ω,2R)·eq\f(R,4)＝eq\r(2)eq\f(Bl2ω,8)，選項D錯誤．答案：ABC4．小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示．此線圈與一個R＝10Ω的電阻構(gòu)成閉合電路，不計電路的其他電阻，下列說法正確的是()A．交變電流的周期為s B．交變電流的頻率為8HzC．交變電流的有效值為eq\r(2)A D．交變電流的最大值為4A解析：由題圖可直接獲取的信息是：交變電流的周期是s，A錯；感應(yīng)電動勢的最大值為20V，線圈中產(chǎn)生的交變電流為正弦交變電流．從而可推出：交變電流的頻率f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,Hz＝4Hz，B錯；交變電流的最大值Im＝eq\f(Em,R)＝eq\f(20,10)A＝2A，D錯；交變電流的有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(2,\r(2))A＝eq\r(2)A．所以正確選項為C.答案：C5．(2022年安徽省皖南八校聯(lián)考)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間的變化關(guān)系．若使這兩種電流分別通過兩個完全相同的電阻，則經(jīng)過1min的時間，兩電阻消耗的電功之比W甲∶W乙為()A．1∶eq\r(2) B．1∶2C．1∶3 D．1∶6解析：電功的計算，I要用有效值計算，圖(甲)中，由有效值的定義得(eq\f(1,\r(2)))2R×2×10－2＋0＋(eq\f(1,\r(2)))2R×2×10－2＝I21R×6×10－2，得I1＝eq\f(\r(3),3)A；圖(乙)中，I的值不變I2＝1A，由W＝UIt＝I2Rt可以得到W甲∶W乙＝1/3.答案：C6．如圖甲所示，A、B為兩個相同的環(huán)形線圈，共軸并靠近放置．當A線圈中通有如圖乙所示的變化電流i時，則()A．在t1到t2時間內(nèi)A、B兩線圈相吸B．在t2到t3時間內(nèi)A、B兩線圈相斥C．t1時刻兩線圈間作用力為零D．t2時刻兩線圈吸引力最大解析：t1到t2時間內(nèi)，A線圈中電流減小，產(chǎn)生的磁場減弱，穿過B的磁通量減小，由楞次定律的第二種表述，B受到向左的磁場力以阻礙磁通量的減小，A對．同理，在t2到t3時間內(nèi)B受到向右的磁場力以阻礙磁通量的增大，B對．t1時刻，A中電流最大，但變化率為零；B中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使兩線圈間作用力為零，C對．t2時刻，A中電流變化率最大，B中感應(yīng)電流最大但A中電流為零，因而作用力為零．答案：ABC7．家用電子調(diào)光燈的調(diào)光原理是用電子線路將輸入的正弦交流電壓的波形截去一部分來實現(xiàn)的，由截去部分的多少來調(diào)節(jié)電壓，從而實現(xiàn)燈光的可調(diào)，比過去用變壓器調(diào)壓方便且體積較小，某電子調(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后的電壓波形如圖所示，若用多用電表測燈泡的兩端的電壓，多用電表示數(shù)為()\f(\r(2),2)Um \f(\r(2),4)Um\f(1,2)Um \f(1,4)Um解析：多用電表測得的電壓值為有效值，根據(jù)電流的熱效應(yīng)Q＝eq\f(\f(Um,\r(2))2,R)×eq\f(T,2)＝eq\f(U\o\al(2,有),R)T，得U有＝eq\f(1,2)Um，C正確．答案：C8．如圖甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化．下列說法正確的是()A．圖甲表示交流電，圖乙表示直流電B．兩種電壓的有效值相等C．圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u＝311sin100πtVD．圖甲所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為10∶1的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,10)解析：圖甲、圖乙均表示交流電，故A錯；圖甲是正弦交流電，周期為2×10－2s，所以ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，所以電壓的瞬時值表達式為u＝311sin100πtV，故C選項對；圖甲和圖乙的有效值并不相同，B錯；變壓器只能改變交流電的電壓，不能改變交流電的頻率，故D錯．答案：C9．如圖所示，在兩平行金屬板中央有一個靜止的電子(不計重力)，當兩板間加上如圖所示的交變電壓后，能使電子有可能做往返運動的電壓是()解析：由A圖象可知，電子先做加速度減小的加速運動，eq\f(1,4)T時刻速度最大，由eq\f(1,4)T到eq\f(1,2)T做加速度增加的減速運動，eq\f(1,2)T時刻速度為零，從eq\f(1,2)T到eq\f(3,4)T電子反向做加速度減小的加速運動，eq\f(3,4)T時刻速度最大，由eq\f(3,4)T到T做加速度增大的減速運動，T時刻速度為零，回到原位置，即電子能做往復運動，同樣的方法可得B、C也對．答案：ABC10．圖(甲)為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻速磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n＝100、電阻r＝10Ω，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R＝90Ω，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表．在t＝0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間t按圖(乙)所示正弦規(guī)律變化．求：(1)交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢最大值；(2)電路中交流電壓表的示數(shù)．解析：(1)交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大值Em＝nBSω而Φm＝BS，ω＝eq\f(2π,T)，所以Em＝eq\f(2nπΦm,T)由Φ-t圖線可知：Φm＝×10－2Wb，T＝×10－2s所以Em＝200V.(2)電動勢的有效值E＝eq\f(\r(2),2)Em＝100eq\r(2)V由閉合電路的歐姆定律，電路中電流的有效值為I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\r(2)A交流電壓表的示數(shù)為U＝IR＝90eq\r(2)V＝127V.答案：(1)200V(2)127V11．如圖所示，間距為L的光滑水平金屬導軌，水平地放置在豎直方向的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，一端接阻值為R的電阻．質(zhì)量為m的導體棒放置在導軌上，其電阻為R0.在拉力F作用下從t＝0的時刻開始運動，其速度隨時間的變化規(guī)律為v＝vmsinωt，不計導軌電阻．求：(1)從t＝0到t＝eq\f(2π,ω)時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量．(2)從t＝0到t＝eq\f(π,2ω)時間內(nèi)拉力F所做的功．解析：(1)導體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝BLv＝BLvm·sinωt，是正弦交變電流．其有效值：E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(BLvm,\r(2))在Δt＝eq\f(2π,ω)＝T的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝I2RT＝(eq\f(E,R＋R0))2Req\f(2π,ω)＝eq\f(πRB2L2v\o\al(2,m),ωR＋R02)(2)從t＝0到t＝eq\f(π,2ω)的時間是eq\f(1,4)周期，這段時間內(nèi)棒的速度由0增至vm，外力F做的功轉(zhuǎn)化為棒的動能和R及R0上產(chǎn)生的熱量，由能量守恒定律得：W外＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＋Q′Q′＝eq\f(E2,R＋R0)·eq\f(π,2ω)＝eq\