〔江蘇專用版〕2022版高考物理總復(fù)習(xí)第十章第1講交變電流的產(chǎn)生及其描述練習(xí)〔含解析〕PAGEPAGE13第1講交變電流的產(chǎn)生及其描述一、單項選擇題1.(2022無錫期末)如圖,單匝線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(按俯視沿逆時針的方向),某時刻磁感線與線圈平面所成銳角為30°,從此時開始計時,流過邊ab的電流隨時間變化的圖線是(以abcda為電流正向)()答案D線圈從圖示位置開始轉(zhuǎn)動時,磁通量增加,從左向右看,磁場方向向里,根據(jù)楞次定律,產(chǎn)生的感應(yīng)磁場方向向外,那么此時電流沿adcba方向,為負方向,線圈逐漸向中性面靠近,磁通量變化率不斷減小,即感應(yīng)電流不斷減小,D正確。2.一矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生交變電流的電動勢為e=2202sin100πt(V),對于這個交變電流的說法正確的選項是()A.此交變電流的頻率為100Hz,周期為0.01sB.此交變電流電動勢的有效值為220VC.耐壓為220V的電容器能夠在該交變電路中使用D.t=0時,線圈平面與中性面垂直,此時磁通量為零答案B由電動勢瞬時值表達式可知,此交變電流的頻率為50Hz,周期為0.02s,電動勢的有效值為220V,最大值為2202V,耐壓為220V的電容器不能使用,故A、C選項錯誤,B選項正確;當(dāng)t=0時,電動勢的瞬時值為零,說明t=0時線圈處于中性面位置,通過線圈的磁通量最大,故D選項錯誤。3.某線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的交變電流的圖像如下圖,由圖中信息可以判斷()A.在A、C時刻線圈處于中性面位置B.在B、D時刻穿過線圈的磁通量為零C.從A~D線圈轉(zhuǎn)過的角度為2πD.假設(shè)從O~D歷時0.02s,那么在1s內(nèi)交變電流的方向改變了100次答案D由題中交變電流的圖像可知,在A、C時刻產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大,對應(yīng)的感應(yīng)電動勢最大,線圈平面與中性面垂直,選項A錯誤;在B、D時刻感應(yīng)電流為零,對應(yīng)的感應(yīng)電動勢為零,即磁通量的變化率為零,此時磁通量最大,選項B錯誤;從A~D,經(jīng)歷的時間為34周期,線圈轉(zhuǎn)過的角度為32π,選項C錯誤;假設(shè)從O~D歷時0.02s,4.(2022東臺模擬)電感對交變電流有阻礙作用,以下說法正確的選項是()A.線圈的自感系數(shù)越大,感抗一定越大B.交流的頻率越小,感抗一定越小C.高頻扼流圈可以用來“通直流,阻高頻〞D.低頻扼流圈可以用來“通交流,阻直流〞答案C5.甲、乙圖分別表示兩種電壓的波形,其中甲圖所示的電壓按正弦規(guī)律變化。以下說法正確的選項是()A.甲圖表示交流電,乙圖表示直流電B.甲圖電壓的有效值為220V,乙圖電壓的有效值小于220VC.乙圖電壓的瞬時值表達式為u=2202sin100πt(V)D.甲圖電壓經(jīng)過匝數(shù)比為1∶10的變壓器變壓后,頻率變?yōu)樵瓉淼?0倍答案B由于兩圖中表示的電流方向都隨時間做周期性變化,因此都為交流電,A項錯誤;圖甲電壓的有效值為220V,由于對應(yīng)相同時刻,圖甲電壓大于或等于圖乙電壓,根據(jù)有效值的定義可知,圖甲有效值要比圖乙有效值大,故B項正確;圖乙電壓隨時間不是按正弦規(guī)律變化,C項錯誤;理想變壓器變壓后,改變的是電壓,而頻率不發(fā)生變化,D項錯誤。二、多項選擇題6.(2022常州一模)在圖甲所示電路中,流過二極管D的電流iD如圖乙所示,該電流可以看成是一個恒定電流和一個交變電流的疊加,流過電感和電容的電流分別為iL、iC。以下關(guān)于iL、iC隨時間t變化的圖像中,可能正確的選項是()答案BC電容通交流,隔直流,電感通直流通低頻,阻高頻,故B、C項可能正確。7.(2022江蘇四市一模)如圖甲所示為風(fēng)力發(fā)電的簡易模型圖,在風(fēng)力的作用下,風(fēng)葉帶動與其固定在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速與風(fēng)速成正比。某一風(fēng)速時,線圈中產(chǎn)生的正弦式電流如圖乙所示,那么()A.電流的表達式i=0.6sin10πt(A)B.磁鐵的轉(zhuǎn)速為10r/sC.風(fēng)速加倍時電流的表達式i'=1.2sin10πt(A)D.風(fēng)速加倍時線圈中電流的有效值為32答案AD通過圖乙可知Im=0.6A,T=0.2s,ω=2πT=10πrad/s,故電流的表達式為i=0.6sin10πt(A),A項正確;磁體的轉(zhuǎn)速為n=1T=5r/s,B項錯誤;風(fēng)速加倍時,根據(jù)Em=nBSω可知感應(yīng)電動勢加倍,形成的電流加倍,故電流表達式變?yōu)閕'=1.2sin20πt(A),C錯誤;風(fēng)速加倍時,Im=1.2A,有效值I=Im8.如圖,M為半圓形導(dǎo)線框,圓心為OM,N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框,圓心為ON,兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi),兩圓弧半徑相等;過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場,磁場方向垂直于紙面。現(xiàn)使線框M、N在t=0時從圖示位置開始,分別繞垂直于紙面且過OM和ON的軸,以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動,那么()A.兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電B.兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC.在t=T8D.兩導(dǎo)線框的電阻相等時,兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等答案BC兩導(dǎo)線框進入磁場過程中,勻速轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的大小不變,選項A錯誤;導(dǎo)線框的轉(zhuǎn)動周期為T,那么感應(yīng)電流的周期也為T,選項B正確;在t=T89.(2022淮安八校聯(lián)考)如下圖,甲為一臺小型交流發(fā)電機構(gòu)造示意圖,線圈逆時針轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的電動勢隨時間按余弦規(guī)律變化,其圖像如圖乙所示,電機線圈內(nèi)阻為2Ω,匝數(shù)為1000匝,外接燈泡的電阻為18Ω,那么()A.在t=2.0×10-2s時,電流表的示數(shù)為0.3AB.發(fā)電機的輸出功率為3.24WC.在1s內(nèi),回路中電流方向改變25次D.在t=4.0×10-2s時刻,穿過線圈的磁通量變化率為32答案AD線圈相當(dāng)于電源,產(chǎn)生的電動勢為E=em2=622V=6V,內(nèi)阻r=2Ω,電表顯示的是有效值,根據(jù)閉合電路歐姆定律可得電路中的電流為I=ER+r=618+2A=0.3A,A正確;發(fā)電機的輸出功率為P輸出=EI-I22×2W=1.62W,B錯誤;從圖乙中可知交流電周期為T=4×10-2s,故在1s內(nèi),回路中電流方向改變n=1T×2=14×10-2三、非選擇題10.(2022南京、鹽城一模)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機通過磁極的旋轉(zhuǎn)使不動的線圈切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流,其原理示意圖可簡化為:如下圖,固定不動的單匝矩形線圈abcd的電阻為r,外電阻為R,磁場繞轉(zhuǎn)軸OO'勻速轉(zhuǎn)動,角速度為ω。圖中的電壓表為理想電表,示數(shù)為U。求:(1)發(fā)電機線圈內(nèi)阻消耗的功率;(2)從圖示位置開始計時,t=0時,通過外電阻R的電流及方向;(3)從圖示位置開始計時,t=T4答案(1)UR2r(2)(3)2解析(1)根據(jù)熱功率公式可知,Pr=UR(2)旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機產(chǎn)生正弦式交變電流,根據(jù)正弦式交變電流的最大值與有效值的關(guān)系可知,Um=2U,所以電流I=2UR,根據(jù)“楞次定律(3)從圖示位置開始計時經(jīng)過T4,線圈處在中性面位置,所以有Em=BSω,磁通量Φ=BS,由以上各式可解得Φ=211.(2022南京、鹽城二模)如圖甲所示,正方形閉合線圈abcd邊長為10cm,總電阻為2.0Ω,匝數(shù)為100匝,放在垂直于紙面向里的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。求:(1)在0~2s內(nèi)線圈中感應(yīng)電動勢的大小;(2)在t=1.0s時線圈的ad邊所受安培力的大小和方向;(3)線圈中感應(yīng)電流的有效值。答案(1)1V(2)5.0N方向向右(3)22解析(1)設(shè)在0~2s內(nèi)線圈中感應(yīng)電動勢的大小為E1=nΔΦΔt(2)在t=1