1、2012届物理一轮复习课时作业10.29交变电流的产生和描述一、单项选择题1如图所示的线圈不能产生交变电流的是()解析：选A.当线圈绕垂直于磁场的轴转动，磁通量发生变化，才能产生交变电流，B、C、D均符合要求，A项中线圈的磁通量不发生变化，故不产生交变电流2(2011年黄山屯溪一中模拟)正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R10 ，交流电压表的示数是10 V图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则()A通过R的电流iR随时间t变化的规律是iRcos100t(A)B通过R的电流iR随时间t变化的规律是iRcos50t(A)CR两端的电压uR随时间t变化的规律是uR5co
2、s100t(V)DR两端的电压uR随时间t变化的规律是uR5cos50t(V)解析：选A.交流电压表示数为10 V，是有效值，故Um10V，电阻上的交变电流与交变电压的变化趋势相同，电阻R上电流的最大值为10/10 A A，又因t0时，uum，故iRcos100t(A)，uR10cos 100t(V)，故选A.3(2011年宣称联考)下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是()解析：选C.我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220 V，最大值为311 V，周期为0.02 s，所以只有C正确4(2011年湖南长沙模拟)一个阻值为2 的线圈在匀强磁场
3、中转动，产生的交变电动势为e10sin20tV，当该线圈与一阻值为8 的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是()At0时，线圈平面位于中性面Bt0时，穿过线圈的磁通量为0C电阻的热功率为16 WD用电压表测路端电压时读数为11.3 V答案：A5(2011年山东潍坊模拟)两只相同的电阻，分别通过正弦波形的交流电和方波形的交流电两种交变电流的最大值相等，波形如图所示在正弦波形交流电的一个周期内，正弦波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比等于()A31B12C21 D43答案：B6小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函
4、数关系，如图所示，此线圈与一个R10 的电阻构成闭合电路不计电路的其他电阻下列说法正确的是()A交变电流的周期为0.125 sB交变电流的频率为8 HzC交变电流的有效值为 AD交变电流的最大值为4 A解析：选C.由图象可以看出，此交变电流的周期为0.250 s，电压的最大值Um20 V所以交变电流的频率为4 Hz，A、B均错误；交变电流的最大值Im2 A，有效值I A，C正确，D错误7(2011年广东中山模拟)如图甲所示，电阻R的阻值为50 ，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中不正确的是()A电阻R的功率为200 WB电流表示数为2 AC产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3
5、.14 rad/sD如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍答案：C8(2009年高考福建理综卷)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则()A电压表V的示数为220 VB电路中的电流方向每秒钟改变50次C灯泡实际消耗的功率为484 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J解析：选D.电动势的有效值为E V220 V，所以电流的有效值I A2.2 A，所以电压表的示数为UIR2.295.0 V209 V，选项A错；交变电流的频率为f50 Hz，每个周期内电流方向改变2
6、次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项B错；灯泡实际消耗的功率为P灯I2R2.2295.0 W459.8 W，故选项C错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为QI2rt2.225.01 J24.2 J，选项D对9(2011年宿州灵璧一中模拟)内阻不计的交流发电机产生的电动势E10sin50t(V)，所接负载的电阻R10 ，现把发电机的转速提高一倍，则()A负载两端电压的有效值将变为28.2 VB交流电的频率将变为100 HzC负载消耗的功率将变为20 WD负载消耗的功率将变为40 W解析：选C.原来的电动势最大值为10 V，有效值为7.07 V，当发电机的转速提高一倍时，角速度增加一倍，频率也
7、增加一倍，电动势最大值和有效值均增加一倍，表达式可以写为E20 sin 100t(V)，由此可以看出提高转速后频率变为50 Hz，电动势有效值为14.14 V，负载消耗的功率将变为20 W故选项C正确10(2011年湖南娄底模拟)电阻为1 的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，所产生的正弦交流电的图象如图线a所示；当调整线圈转速后，该线圈中所产生的正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法不正确的是()A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量最大B线圈先后两次转速之比为32C交流电a的电动势的有效值为5 VD交流电b的电动势的最大值为5 V解析：选D.由图象可知，t0时
8、刻线圈中的感应电流为0，感应电动势为0，穿过线圈的磁通量的变化率为0，所以穿过线圈的磁通量最大，A正确；由图象可得线圈先后两次转动的周期之比为0.40.623，转速与周期成反比，所以线圈先后两次转速之比为32，B正确；由图象可得交流电a的电流的最大值为10 A，有效值为 A5 A，又矩形线圈的电阻为1 ，所以交流电a的电动势的有效值为5 V，C正确；由EnBS，可得电动势与周期成反比，所以交流电b的电动势的最大值为 V，D错误二、计算题11如图所示，间距为L的光滑水平金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻质量为m的导体棒放置在导轨上，其电阻为R0.在拉
9、力F作用下从t0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为vvmsint，不计导轨电阻求：(1)从t0到t时间内电阻R产生的热量(2)从t0到t时间内拉力F所做的功解析：(1)eBLvBLvmsintisint电流的有效值I在t0 t时间内在R上产生的热量为：QI2Rt2R.(2)由vvmsint知：当t0时，v0当t时，vvm由功能关系得WFmvI2(RR0)mv.答案：见解析12(2011年阜阳质检)电压u120sint V，频率为50 Hz的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为u060 V的霓虹灯的两端(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽
10、暗的现象？(已知人眼的视觉暂留时间约为 s)解析：(1)如图所示，画出一个周期内交变电流的ut图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1当uu060 V时，由u120sint V求得：t1 s再由对称性知一个周期内能发光的时间：tT4t1 s4 s s再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为：t s2400 s.(2)很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间间隔只有 s(如图中t2t3那段时间)，由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约为 s远大于 s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉答案：(1)2400 s(2)见解析