2020届高考物理人教版（天津专用）一轮复习考点规范练52　交变电流的产生与描述 WORD版含解析 (2).docx

1、考点规范练52交变电流的产生与描述一、单项选择题1.一交流电压为u=1002sin(100t) V,由此表达式可知()A.用电压表测该电压其示数为50 VB.该交流电压的周期为0.02 sC.将该电压加在“100 V100 W”的灯泡两端,灯泡的实际功率小于100 WD.t=1400 s时,该交流电压的瞬时值为50 V2.(2018江苏南京、盐城模拟)一只电阻分别通过四种不同形式的电流,电流随时间变化的情况如下图所示,在相同时间内电阻产生热量最多的是()3.如图所示区域内存在匀强磁场,磁场的边界由x轴和y=2sin2x曲线围成(x2 m),现把一边长为2 m的正方形单匝线框以水平速度v=10

2、m/s匀速地拉过该磁场区,磁场区的磁感应强度为0.4 T,线框电阻R=0.5 ,不计一切摩擦阻力,则()A.水平拉力F的最大值为8 NB.拉力F的最大功率为12.8 WC.拉力F要做25.6 J的功才能让线框通过此磁场区D.拉力F要做12.8 J的功才能让线框通过此磁场区二、多项选择题4.(2017天津卷)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 ,则()A.t=0时,线圈平面平行于磁感线B.t=1 s时,线圈中的电流改变方向C.t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大D.一个周期内,线圈产生的热

3、量为82 J5.如图所示,先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化,如图甲所示;第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相等的,则以下说法正确的是()A.第一次灯泡两端的电压有效值是22U0B.第二次灯泡两端的电压有效值是32U0C.第一次和第二次灯泡的电功率之比是29D.第一次和第二次灯泡的电功率之比是156.如图所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端。线框在磁感应强度为B的匀强磁场中,以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度匀速转

4、动,不计其他电阻,则下列说法正确的是()A.若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSsin tB.线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向将发生改变,1 s内流过电阻R的电流方向改变次C.线框从图示位置转过60的过程中,通过电阻R的电荷量为NBS2(R+r)D.电压表的示数跟线框转动的角速度大小无关三、非选择题7.如图甲所示,长、宽分别为l1、l2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度

5、B的大小随时间t的变化关系如图乙所示,其中B0、B1和t1均为已知。在0t1的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度匀速转动。求:(1)0t1时间内通过电阻R的电流大小;(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90的过程中,通过电阻R的电荷量。考点规范练52交变电流的产生与描述1.B解析 由交流电压瞬时值表达式可知电压的有效值为100 V,故用电压表测该电压其示数为100 V,选项A错误;=100 rad/s,则周期T=2=0.02 s,选项B正确;该电压加在“100

6、V100 W”的灯泡两端,灯泡恰好正常工作,选项C错误;t=1400 s代入瞬时值表达式得电压的瞬时值为100 V,选项D错误。2.D解析 选项A、B中交变电流的有效值都为2 A,选项C中恒定电流的大小为1.5 A,选项D中交变电流的有效值为2 A,根据热量的表达式Q=I2Rt得出选项D正确。3.C解析 线框通过磁场区,产生的感应电流先增大后减小,形成正弦式交变电流,周期为2lv=0.4 s,感应电动势最大值为Em=Blv=8 V,有效值为42 V,感应电流最大值为16 A,有效值为82 A,则水平拉力最大值为Fm=BIml=12.8 N,A选项错误;拉力的最大功率为Pm=Fmv=128 W,

7、B选项错误;线框匀速通过,拉力做的功等于焦耳热,Q=I2Rt=25.6 J,C选项正确,D选项错误。4.AD解析 t=0时,磁通量为零,故线圈平行于磁感线,故A正确;t=1 s时,由题图可知,磁通量为零,磁通量变化率最大,此时斜率方向不变,感应电流方向不变,故B错误;当t=1.5 s时,磁通量最大但磁通量变化率为零,感应电动势为0,故C错误;由题图可知,有效值E=22Em=22nm=22 V,在一个周期内产热Q=E2RT=82 J,故D正确。5.AD解析 第一次所加正弦交流电压的有效值为U1=22U0,A正确;设第二次所加交流电压的有效值为U2,则根据有效值的定义有U22RT=(2U0)2RT

8、2+U02RT2,解得U2=102U0,B错误;根据电功率的定义式P=U2R可知,P1P2=15,C错误,D正确。6.ABC解析 从图示位置开始计时,即从线框处于中性面位置开始计时,感应电动势瞬时值表达式e=NBSsin t,选项A正确;线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向发生改变,每转1周电流方向改变2次,1 s内线框转动圈数为1T=2,故流过电阻R的电流方向改变22=次,选项B正确;线框从图示位置转过60的过程中,通过电阻R的电荷量q=It=ER+rt=NR+r,而=BS=12BS,故q=NBS2(R+r),选项C正确;电压表的示数U=RER+r,而E=NBS2,故U,选项D错误。7.

9、解析 (1)0t1时间内,线框中的感应电动势E=nt=nl1l2(B1-B0)t1根据闭合电路欧姆定律可知,通过电阻R的电流I=ER+r=nl1l2(B1-B0)(R+r)t1。(2)线框匀速转动后产生感应电动势的最大值Em=nB1l1l2感应电动势的有效值E=22nB1l1l2通过电阻R的电流的有效值I=2nB1l1l22(R+r)线框转动一周所需的时间t=2此过程中,电阻R产生的热量Q=I2Rt=RnB1l1l2R+r2。(3)线框从图甲所示位置转过90的过程中,平均感应电动势E=nt=nB1l1l2t平均感应电流I=ER+r=nB1l1l2t(R+r)通过电阻R的电荷量q=It=nB1l1l2R+r。答案 (1)nl1l2(B1-B0)(R+r)t1(2)RnB1l1l2R+r2(3)nB1l1l2R+r