1、2012届高考一轮物理复习（人教版）课时训练第十章 交变电流 传感器第1讲 交变电流的产生和描述一、选择题（本题共10小题，共70分）图101181. 如图10118所示，矩形线圈abcd，面积为S，匝数为N，线圈电阻为R，在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，(P1以ab边为轴，P2以ad边中点为轴)当线圈平面从与磁场方向平行开始计时，线圈转过90的过程中，绕P1及P2轴转动产生的交流电的电流大小，电量及焦耳热分别为I1，q1，Q1及I2，q2，Q2，则下面判断正确的是()A线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是abcdBq1q2NBS/2RCI1I2
2、(NBS)/RDQ1Q2(NBS)2/2R解析：本题考查电磁感应中电量、热量、电流的计算和感应电流方向的判断绕P1、P2转动时电流的方向相同，但电流的方向为adcba，A错；电量q，与绕哪个轴转动没有关系，B项错；线圈绕两轴转动时产生的电动势相同，所以电流相同，发热也相同，C对，D错答案：C2一只“220 V100 W”的灯泡接在u311sin(314t)V的交变电源上，则下列判断错误的是 ()A在1 min内，电流通过灯泡做的功是22 000 JB与灯泡串联的电流表的示数为0.45 AC与灯泡并联的电压表的示数为220 VD通过灯泡的电流的表达式为i0.64sin(314t)A解析：在1 m
3、in内，电流通过灯泡做的功是WPt10060 J6 000 J，A错误；从电压瞬时值表达式知，电压有效值为220 V，通过灯的电流I0.45 A，也是与灯泡串联的电流表的示数，故B正确；电压表与灯泡并联，测得的也是灯泡的电压有效值，故示数为220 V，所以C正确；通过灯泡的电流的有效值为0.45 A，故其最大值Im0.45 A0.64 A，故D正确答案：A3图10119甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是 ()图10119A图甲表示交流电，图乙表示直流电B两种电压的有效值相等C图甲所示电压的瞬时值表达式为u311 sin 100t VD图甲所示电压经匝
4、数比为101的变压器变压后，频率变为原来的解析：因图象的纵坐标上电压的正负表示电压的方向，因此两图均为交流电，A项错；对于正弦交流电才有U有效，虽然两图的峰值相同，但图乙非正弦(余弦)交流电不适用上式有效值的求法，故B错；正弦交流电电压瞬时值的表达式为uUmsin t，由图象可知Um311 V，T2102 s，可得100 rad/s，代入上式得u311sin 100t V，故C项对；由变压器原理可知变压器只能根据匝数比改变电压和电流，它不会改变周期和频率，故D错答案：C4三个相同的电阻分别接入电压为U的恒压电路，电压峰值为U、频率为f的交流电路，电压峰值为U、频率为2f的交流电路中，在相同时间
5、内三个电阻上产生的热量之比为 ()A111 B112C211 D421答案：C5正弦交变电源与电阻R、交流电压表、交流电流表按照图10120甲所示的方式连接，R200 .图10120乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象则 ()图10120A交流电压表的读数是311 VB交流电流表的读数是1.1 ACR两端电压随时间变化的规律是uR311cos t VDR两端电压随时间变化的规律是uR311cos 100t V解析：由图乙可知，电源输出电压峰值为311 V，有效值为220 V，所以电压表示数为有效值220 V，电流表读数为电流的有效值I1.1 A，A错，B对，由图乙可知T2102 s，100
6、 rad/s，所以R两端电压随时间变化的规律为uR311cos 100t V，C错，D对答案：BD图101216. 如图10121所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间加上交变电压后，能使电子有可能做往返运动的电压是 ()解析：对A图象可知，电子先做加速度减小的加速运动，T时刻速度最大，由T到T做加速度增加的减速运动，T时刻速度为零从T到T电子反向做加速度减小的加速运动，T时刻速度最大，由T到T做加速度增大的减速运动，T时刻速度为零，回到原位置，即电子能做往复运动同样的方法可得B、C也对答案：ABC7某同学学了电学以后，为了了解调光灯的调光原理，将调光灯拆卸开，发现并没
7、有电阻的串并联现象实际调光灯是用可控硅电子元件来实现的一般调光灯有四个挡，调光灯上的旋钮可以控制截去多少，每个挡截去电流的四分之一周期在第三挡时，即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，从而改变电灯的功率如果调光灯最亮时功率为Pm，那么现在电灯的功率为 ()APm B. C. D.解析：根据每个二分之一周期中，前四分之一周期被截去，则在一个周期中有二分之一周期被截去，由有效值的定义可知，PmTT2TP2T，即P，故C正确答案：C图101228. 如图10122所示，交流发电机线圈的面积为0.05 m2共100匝该线圈在磁感应强度为 T的匀强磁场中，以10 rad/s的角速
8、度匀速转动，电阻R1和R2的阻值均为50 ，线圈的内阻忽略不计，若从图示位置开始计时，则 ()A线圈中的电动势为e50 sin 10t VB电流表的示数为 AC电压表的示数为50 VDR1上消耗的电功率为50 W解析：由于线圈从图示位置(即磁场方向平行于线圈平面)开始计时，所以eEmcos t，其中E mNBS50 V，故线圈中的电动势e50cos 10t V，故A选项错误；线圈产生的电动势的有效值为E V25 V，由于线圈的内阻不计，故电压表的示数为UE25 V，故C选项错误；电流表的示数I，其中R并25 ，所以I A，故B选项正确；电阻消耗的电功率为PU2/R125 W，故D选项错误图10
9、123答案：B9. 一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36 .磁感应强度B随时间t的变化关系如图10123所示，则线框中感应电流的有效值为 ()A.105 A B.105 AC.105 A D.105 A解析：由法拉第电磁感应定律和欧姆定律ES，I可得03 s内，I1 A2105 A3 s5 s内，I2 A3105 A.于是可作出i随时间变化的图象如图所示由有效值的定义，Q直Q交，IRt1IRt2I2Rt，121010R181010R5RI2，I105 A，故B选项正确答案：B图1012410. 如图10124所示，半径为r的半圆形金属导线(CD为
10、直径)处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，有关导线中产生的感应电动势的大小的说法正确的是 ()A导线从图示位置开始绕CD以角速度匀速转动时er2Bsin tB导线在纸面内沿与CD成45角以速度v斜向下匀速运动时ErBvC导线不动，匀强磁场以速度v水平向左匀速运动时E0D导线在纸面内以速度v水平向右运动，同时匀强磁场以速度v沿CD方向向上匀速运动时E2Brv解析：半圆形导线CAD在匀强磁场中以角速度绕CD匀速转动时，eBSsin tr2Bsin t，A正确；半圆形导线的长度等效为2r，当它在纸面内沿与CD成45角以速度v斜向下匀速运动时其切割磁感线的有效长度为r，则感应电动势
11、的大小ErBv，B正确；导线不动，匀强磁场以速度v水平向左匀速运动时，等效为导线在纸面内沿垂直CD方向以速度v向右匀速运动，则E2Brv，C错误；导线在纸面内以速度v水平向右运动，同时匀强磁场以速度v沿CD方向向上匀速运动，等效为导线在纸面内以大小为v、方向与CD成45斜向下匀速运动，则感应电动势的大小E2rBv，D正确答案：ABD一、非选择题（第11题12分，第12题18分）图1012511. 如图10125所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I_.线框从中性面
12、开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q_.解析：由题意可知EmaxBS，则回路中电流的有效值为I；当线圈从中性面转过时，由E，及qt可求得q.图10126答案：12. 如图10126所示，一小型发电机内有n100匝的矩形线圈，线圈面积S0.10 m2，线圈电阻可忽略不计在外力作用下矩形线圈在B0.10 T的匀强磁场中，以恒定的角速度100 rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，发电机线圈两端与R100 的电阻构成闭合回路求：(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值；(2)从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90角的过程中通过电阻R横截面的电荷量；(3)线圈匀速转动10 s，电流通过电阻R产生的焦耳热解析：(1)线圈中感应电动势的最大值EmnBS3.14102 V.(2)设从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90角所用时间为t，线圈中的平均感应电动势n通过电阻R的平均电流在t时间内通过电阻横截面的电荷量Qt1.0102 C.(3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，电阻两端电压的有效值UEm经过t10 s电流通过电阻产生的焦耳热Q热t解得Q热4.9103 J.答案：(1)3.14102 V(2)1.0102 C(3)4.9103 J
