高考物理一轮总复习课时规范练46 交变电流的产生及其描述 .docVIP

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课时规范练46交变电流的产生及其描述

《课时规范练》P442

一、基础对点练

1.(有效值的理解与计算)(天津卷)如图所示,闭合开关后,R=5Ω的电阻两端的交流电压为u=502sin10πt(V),电压表和电流表均为理想交流电表,则()

A.该交变电流周期为0.02s

B.电压表的读数为100V

C.电流表的读数为10A

D.电阻的电功率为1kW

答案:C

解析:该交变电流的周期T=2πω=2π10πs=0.2s,A错误;电压表的读数为交变电流的有效值,即U=

2.(交变电流的产生)(浙江卷)如图所示,图甲是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况,摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动;图乙是另一种手摇发电机及磁场分布情况,皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是()

甲

乙

A.图甲中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场

B.图乙中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场

C.图甲中线圈转动时产生的电流是正弦式交变电流

D.图乙中线圈匀速转动时产生的电流是正弦式交变电流

答案:A

解析:图甲中细短铁丝显示的磁场分布均匀,则线圈转动区域磁场可视为匀强磁场,故A正确;图乙中细短铁丝显示的磁场分布不均匀,则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场,故B错误;根据发电机原理可知图甲中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦式交变电流,故C错误;图乙中是非匀强磁场,则线圈匀速转动时不能产生正弦式交变电流,故D错误。

3.(交变电流“四值”的比较)(北京卷)一正弦式交变电流的i-t图象如图所示。下列说法正确的是 ()

A.在t=0.4s时电流改变方向

B.该交变电流的周期为0.5s

C.该交变电流的表达式为i=2cos5πt(A)

D.该交变电流的有效值为22

答案:C

解析:由题图可知t=0.4s时电流为正方向最大,电流方向没有发生变化,故A错误;由题图可知,该交变电流的周期为T=0.4s,故B错误;由题图可知,电流的最大值为imax=2A,角速度为ω=2πT=5πrad/s,故该交变电流的表达式为i=imaxcosωt=2cos5πt(A),故C正确;该交变电流的有效值为i=i

4.(交变电流的产生和“四值”的比较)如图所示,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦式交变电流的图象,当调整线圈转速后,其在同一磁场中匀速转动过程中所产生正弦式交变电流的图象如图线b所示。以下关于这两个正弦式交变电流的说法错误的是()

A.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零

B.线圈先后两次转速之比为3∶2

C.交变电流a的瞬时值为u=10sin5πt(V)

D.交变电流b电压的最大值为203

答案:A

解析:由题图可知,t=0时刻线圈均在中性面,穿过线圈的磁通量最大,所以A错误;由题图可知Ta∶Tb=2∶3,转速与周期成反比,故线圈先后两次转速之比为3∶2,故B正确;由题图可知,交变电流a的最大值为10V,角速度为ω=2πT=5πrad/s,所以交变电流a的瞬间值为u=10sin5πt(V),故C正确;交变电流最大值Um=NBSω,故Uma∶Umb=3∶2,故Umb=23Uma=

5.(交变电流“四值”的计算)(宁夏吴忠模拟)一个阻值为r=2Ω的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为T,从中性面开始计时,当t=112T时,感应电动势的瞬时值为52

A.电动势的有效值为102V

B.用交流电压表测R两端电压时读数为10V

C.电阻R的热功率为16W

D.矩形线圈的热功率为2W

答案:D

解析:根据交变电压的瞬时值u=Umsinωt得52V=Umsin2πT·T12,所以Um=102V,有效值U=10V,A错误;由闭合电路欧姆定律得U外=UR+rR=8V,B错误;电路中电流I=UR+r=1A,电阻R的热功率为PR=I

二、素养综合练

6.风速测速仪的简易装置如图甲所示,某段时间内线圈中感应电流的波形如图乙所示,下列说法正确的是()

甲

乙

A.若风速变大,图乙中感应电流的周期变大

B.若风速变大,图乙中感应电流的峰值变大

C.图乙中感应电流最大时,风速最大

D.图乙中感应电流随时间变化的原因是风速在变

答案:B

解析:若风速变大,则转速变大,角速度变大,根据T=2πω可知,周期变小,故A错误;若风速变大,则角速度变大,根据Em=NBSω可知,感应电动势峰值变大,再根据Im=E

7.(多选)如图所示,足够长的两平行光滑金属导轨MN、PQ水平放置,间距l=1m,导轨中间分布有磁感应强度为1T的匀强磁场,磁场边界为正弦曲线。一粗细均匀的导体棒以10m/s的速度向右匀速滑动,定值电阻R的阻值为1Ω,导体