2022届高考物理一轮复习 课时作业（三十七）交变电流的产生和描述（含解析）新人教版.docx

1、交变电流的产生和描述 双基巩固练12020武汉模拟矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示，下列结论正确的是()A在t0.1s和t0.3s时，电动势最大B在t0.2s和t0.4s时，电动势最小C电动势的最大值是157VD在t0.4s时，磁通量变化率为零2(多选)匀强磁场中有一长方形导线框，分别以相同的角速度绕图所示的固定转轴旋转，用Ia、Ib、Ic、Id表示四种情况下线框中电流的有效值，则()AIaIdBIaIbCIbIcDIcId32020陕西商洛期末一交流电压的瞬时值表达式为u200sin50t(V)，下列判断正确的是()A该

2、交流电压的频率为50HzBt0.01s时，该交流电压的瞬时值为50VC直接用电压表测该交流电压，其示数为200VD若将该交流电压加在阻值为2k的电阻两端，则电阻的发热功率为20W42020惠州市高三调研考试某交流发电机给灯泡供电，产生交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是()A交变电流的频率为100HzB交变电流的瞬时表达式为i5cos50t(A)C该交流电的电压有效值为5VD在t5103s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大5人教版选修32P34T5改编如图，匀强磁场中，一单匝矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，线框中产生的交变电动势瞬时值随时间变化的规律为e20sin100t (V

3、)下列说法正确的是()A该线框转动的频率是100HzB该线框产生的交变电动势最大值是20VCt0.005s时刻，线框平面与中性面重合Dt0.05s时刻，穿过线框的磁通量变化率为06某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图象是图中的()7如图所示，OO是磁感应强度大小为B的匀强磁场的左边界，也是一面积为S的n匝矩形金属线框的对称轴，若线框以角速度绕与磁感线垂直的转轴OO匀速转动，并从图示位置(线框与磁感线平行)开始计时，则()At时，线框中的感应电流最小Bt时，穿过线框

4、的磁通量变化率最大C线框中产生的交变电动势的最大值为nBSD线框中产生的交变电动势的有效值为nBS82020河南平顶山质检(多选)如图所示，边长为L的正三角形金属线框处于匀强磁场中，开始时线框平面与磁场垂直，磁场的磁感应强度为B，让线框以AB边为轴以角速度在磁场中匀速转过180，则有()A通过线框导线截面的电荷量为0B线框中的感应电流方向先沿ACBA后沿ABCAC线框中的平均感应电动势为D线框中感应电动势的有效值为9(多选)面积都为S且电阻相同的正方形线圈和圆形线圈，分别放在如图所示的磁场中，图甲中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO轴做匀速转动，图乙中磁场变化规律为BB0

5、cos，从图示位置开始计时，则()A两线圈的磁通量变化规律相同B两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C经相同的时间t(tT)，两线圈产生的热量相同D从图示位置时刻起，经时间，流过两线圈横截面的电荷量相同综合提升练102020武汉模拟如图所示，在磁极和圆柱状铁芯间形成的两部分磁场区域的圆心角均为，磁感应强度B均沿半径方向，单匝矩形线圈abcd的宽abL，长bc2L，线圈绕中轴以角速度匀速转动时对外电阻R供电，若线圈电阻为r，电流表内阻不计，则下列说法正确的是()A线圈转动时将产生正弦式交流电B从图示位置开始转过90角时，电流方向将发生改变C线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的变化率不变D电流表的示

6、数为11(多选)海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图甲所示浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中，该线圈与阻值R15的灯泡相连，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成，如图乙所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数N200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B0.2T，线圈直径D0.4m，电阻r1.取重力加速度g10m/s2，210.若浮桶随波浪上下运动的速度为v0.4sin(t) m/s.则()A灯泡中电流i的瞬时表达式为i4sin(t) AB波浪发电产生电动势e的瞬时

7、表达式为e0.32sin(t) VC灯泡的电功率为120WD灯泡两端电压的有效值为V12图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中受电线圈示意图，已知线圈匝数n100匝、电阻r1、横截面积S1.5103m2，外接电阻R7.线圈处在平行于线圈轴线的磁场中，磁场的磁感应强度随时间如图乙变化，设水平向左为磁场的正方向，则()A在t0.005s时通过电阻R的电流大小为零B在t0.005s时通过电阻R的电流方向由a流向bC在00.01s内通过电阻R的电荷量q1.5103CD在0.02s0.03s内电阻R产生的焦耳热为Q1.8103J13甲图所示的正弦交流电通过乙图所示的数字触发器后会输出丙图所示的数字信号，丙图

8、中数字信号对应两种电压状态，分别为0和2.0V，触发器的转换规则是：交流电压数值小于时输出为0，交流电压数值大于时输出为2.0V以下说法正确的是()A丙图中的电压有效值为2.0VB丙图中的电压有效值约为1.6VC丙图中的电压有效值约为1.4VD丙图中的电压有效值约为1.3V课时作业(三十七)1解析：由t图象可知maxBS0.2 Wb，T0.4 s，又因为N50，所以EmaxNBSNmax157 V，C正确；t0.1 s和0.3 s时，最大，e0，变向；t0.2 s和0.4 s时，0，eEmax最大，故A、B错误，根据线圈在磁场中转动时产生感应电动势的特点知当t0.4 s时，最大， Wb/s3.

9、14 Wb/s，D错误答案：C2解析：对正弦交流电而言，最大值EmNBS，而有效值E，IE/R.得线框中电流的有效值：I.线框中电流的有效值只与N、B、S、R有关，与固定转轴所处的具体位置无关选A、D.答案：AD3解析：本题考查交变电流的相关物理量的计算问题由交流电压的瞬时值表达式可知50 rad/s，由2f可得该交流电压的频率为f25 Hz，选项A错误；在t0.01 s时，该交流电压的瞬时值为200 V，选项B错误；直接用电压表测量交流电压，测量的结果为有效值，示数为U200 V，选项C错误；若将该交流电压加在阻值为2 k的电阻两端，由P可知发热功率为20 W，选项D正确答案：D4解析：根据

10、图象知交流电的周期为0.02 s，因此交流电的频率为50 Hz，A错误；由100 rad/s，交变电流的最大值为5 A可得，交变电流的瞬时值表达式为i5cos 100t (A)，B错误；因为电阻未知，故电压不能确定，C错误；t5103 s时，交变电流的瞬时值为零，磁通量最大，D正确答案：D5解析：根据题述线框中产生的交变电动势瞬时值随时间变化的规律为e20sin 100t (V)，可知2f100，解得该线框转动的频率f50 Hz，选项A错误；该线框产生的交变电动势最大值是20V，有效值为20 V，选项B错误；t0.005 s时刻，线框中产生的交变电动势瞬时值为e120sin 0.5(V)20

11、V，此时线框平面与中性面垂直，选项C错误；t0.05 s时刻，线框中产生的交变电动势瞬时值为e220sin 5(V)0，可知此时穿过线框的磁通量变化率为0，线框平面与中性面重合，选项D正确答案：D6解析：转子转速为正常时的一半，根据2n知，周期变为正常时的2倍，根据EmNBS知，最大值变为正常时的一半，结合我国电网交变电流的实际情况可知，B正确答案：B7解析：当t时，即t2时线框中的感应电流最大，A错误；当t时，即t时，线框处于中性面位置，感应电流为零，此时磁通量的变化率最小，B错误；线框中产生的交变电动势的最大值为EmnBnBS，C错误；线框中产生的交变电动势的有效值为EnBS，D正确答案：

12、D8解析：由楞次定律可知，线框转过180的过程中，感应电流方向始终沿ACBA，通过线框导线截面的电荷量不为零，故A、B错误；由法拉第电磁感应定律可知，平均感应电动势，故C正确；感应电动势峰值EmBSBLLsin 60，线框匀速转动产生正弦式交变电流，电动势的有效值E，故D正确答案：CD9解析：图甲中通过线圈的磁通量变化规律为甲B0Scost，图乙中通过线圈的磁通量变化规律为乙B0Scost.由于两线圈的磁通量变化规律相同，则两线圈中感应电动势的变化规律相同，达到最大值的时刻也相同，有效值E也相同又因两线圈电阻相同，所以Qt也相同经过时间，流过两线圈横截面的电荷量q也相同，故A、C、D三项正确答

13、案：ACD10解析：bc、ad边的运动速度为：v，感应电动势为：Em4BLv，解得：Em2BL2，根据欧姆定律得电流为：Im，bc边向左切割时，感应电流方向为cb，bc边向右切割时，感应电流方向为bc，线圈切割磁感线时穿过线圈的磁通量变化率不变且不为零，线圈在磁场外不切割磁感线时磁通量变化率为零，线圈连续转动，流过电阻R的电流方向周期性变化，属于交流电，电流的大小不变，故产生的不是正弦式交流电，一个周期内，通电时间为：tT，R上产生的焦耳热为：QIRt，且有：QI2RT，解得线圈上电流的有效值为：I，故D正确，A、B、C错误答案：D11解析：线圈在磁场中切割磁感线产生的电动势为EmaxNBlv

14、max，其中lD，联立得EmaxNBDvmax2000.20.40.4 V64 V；则波浪发电产生电动势e的瞬时表达式eEmaxsin t64sin(t) V；根据闭合电路欧姆定律有I，得i4sin(t) A，故A正确，B错误通过灯泡电流的有效值为I A，则灯泡的电功率为PI2R15 W120 W，故C正确灯泡两端电压的有效值为UIR15 V30 V，故D错误答案：AC12解析：本题考查电磁感应中的功能关系和能量问题由图乙可知，线圈中磁场的磁感应强度按照余弦函数规律变化，周期为T0.02 s，100 rad/s，由BS可知线圈中磁通量按照余弦规律变化，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势

15、和感应电流按照正弦规律变化，在t0.005 s时感应电动势和感应电流最大，选项A错误；由楞次定律可判断出在t0.005 s时通过电阻R的电流方向为由b流向a，选项B错误；在00.01 s内，线圈内磁通量变化2BS，由qn可得在00.01 s内通过电阻R的电荷量q100 C1.5103 C，选项C正确；产生的感应电动势最大值为EmnBS10041021.5103100 V0.6 V，有效值为E，电阻R中电流I A，在0.020.03 s内电阻R产生的焦耳热为QI2Rt1.9103 J，选项D错误答案：C13解析：本题考查交变电流的瞬时值和交变电流图象问题正弦交变电流的交流电压数值对应于正弦的30，对应的时间为，如图甲所示，则一个周期内电压小于的时间为，对应于题图丙一个周期电压为2 V的时间为，如图乙所示，根据有效值的定义可得T，将U12 V代入，解得U1.63 V，即电压有效值约为1.6 V，B正确答案：B