1、云南省新人教版物理2012届高三单元测试29交变电流的产生与描述(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题1.下面关于交变电流的说法中正确的是( )A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交流的最大值B.用交流电流表和电压表测定的读数值是交流的瞬时值C.给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D.对同一电阻且时间相同，则跟交流有相同的热效应的直流的数值是交流的有效值【答案】选C、D.【详解】交流电器设备上所标值及交流电表的测定值均为有效值，故A、B错；根据有效值的定义，D正确；通常情况，如果没有特别说明，给出的交流值均为有效值，故C正确.2.如图所示,面积均为S的线圈均绕其对称轴或中
2、心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动,能产生正弦交变电动势e=BSsint的图是( ) 【答案】选A.【详解】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动,产生的正弦交变电动势为e=BSsint,由这一原则判断,A图中感应电动势为e=BSsint;B图中的转动轴不在线圈所在平面内;C、D图转动轴与磁场方向平行,而不是垂直. 3.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产生的交流电动势的最大值为Em.设t=0时线圈平面与磁场平行，当线圈的匝数增加一倍，转速也增大一倍，其他条件不变时，交流电的电动势为( )A.e=2Emsin2t B.e=4Emsin2tC.e=Em
3、sin2t D.e=4Emcos2t【答案】选D.【详解】t=0时，线圈平面与磁场平行，此时磁通量为零，感应电动势达最大值，所以它应为余弦函数.当线圈的匝数和转速未增加时，e=Emcost当线圈的匝数和转速增加后，N=2N,=2感应电动势的最大值Em=NBS=4NBS=4Em4.某交变电流表串联一电阻构成交变电压表，总电阻R=2 k，然后将改装的电表接到u=311sin100t V的交流电源上，则( )A.通过电流表电流的瞬时值为0.11sin100t AB.作为改装的电压表，其两端电压的瞬时值为311sin100t VC.电流表的示数为0.11 AD.作为改装的电压表，其示数应为311 V所
4、以e=4Emcos2t.故正确答案为D.【答案】选B、C.【详解】交流电表接入交变电流电路后，其示数均为有效值，但通过的电流还是交变电流的瞬时值，两端的电压也是瞬时值，电压的最大值是311 V，有效值是220 V；电流最大值是A=0.156 A，而有效值为0.11 A，故选B、C.5电阻R1、R2与交流电源按照图所示甲方式连接，R110 ，R220 .合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示则 ()A通过R1的电流有效值是1.2 ABR1两端的电压有效值是6 VC通过R2的电流最大值是1.2 ADR2两端的电压最大值是6 V【答案】B【详解】由it图象可知，电流最
5、大值Im0.6 A，有效值I0.6 A，因R1与R2串联，则I1I0.6 A，U1IR16 V，I2mIm0.6 A，U2mImR212 V，故A、C、D错，B正确6.如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲W乙为()A1 B12 C13 D16【答案】C【详解】电功的计算，I要用有效值计算，图甲中，由有效值的定义得2R210202R2102I12R6102，解得I1 A；图乙中，I的值不变I21 A，由WUItI2Rt可以得到W甲W乙13.7如图所示，一单匝闭合线框在匀强磁
6、场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，在转动过程中，线框中的最大磁通量为m，最大感应电动势为Em，下列说法正确的是()A当磁通量为零时，感应电动势也为零B当磁通量减小时，感应电动势在减小C当磁通量等于0.5m时，感应电动势等于0.5EmD角速度等于【答案】D【详解】当磁通量为零时，线圈处在和中性面垂直的位置，此时感应电动势最大，A错误；当磁通量减小时感应电动势反而在增大，B错误；当磁通量等于0.5m时，线圈平面和磁场方向夹角为30或150，此时感应电动势的大小eBSsin60Em，C错误；根据BSmEm判断D正确8将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示下列
7、说法正确的是()A电路中交变电流的频率为0.25 HzB通过电阻的电流为 AC电阻消耗的电功率为2.5 WD用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V【答案】C【详解】由周期与频率的关系f知，f Hz25 Hz；电压的有效值U V V，通过电阻的电流I A，电阻消耗的电功率为P25 W，交流电压表所测电压为有效值故选C.9如图(甲)所示，为电热毯的电路图，电热丝接在u311sin100t V的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为图(乙)所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是()A110 V B156 VC220 V D311 V【答案】B解
8、析：V测的是交流电压的有效值，设为U，则有： T，解得U155.5 V，故B正确10一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是()At0时刻，线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻，的变化率最大Ct0.02 s时刻，交流电动势达到最大D该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示【答案】B【详解】由t图知，t0时，最大，即线圈处于中性面位置，此时e0，故A、D两项错误；由图知T0.04 s，在t0.01 s时，0，最大，e最大，则B项正确；在t0.02 s时，最大，0，e0，则C项错误二、非选择题11(16分)一矩形线圈abc
9、d放置在如图所示的有理想边界的匀强磁场中(OO的左边有匀强磁场，右边没有)，线圈的两端接一只灯泡已知线圈的匝数n100，电阻r1.0 ，ab边长L10.5 m，ad边长L20.3 m，小灯泡的电阻R9.0 ，磁场的磁感应强度B1.0102 T线圈以理想边界OO为轴以角速度200 rad/s按如图10122所示的方向匀速转动(OO轴离ab边距离为L2)，以如图所示位置为计时起点求：(1)在0的时间内，通过小灯泡的电荷量；(2)画出感应电动势随时间变化的图象(以abcda方向为正方向，至少画出一个完整的周期)；(3)小灯泡消耗的电功率【详解】(1)通过小灯泡的电荷量qItt0.01 C.(2)ab
10、边在磁场里切割磁感线时最大感应电动势为E1nBL1L2，代入数据得E120 V.cd边在磁场里切割磁感线时最大感应电动势为E2nBL1L2，代入数据得E210 V.图象如图所示(3)设线圈的感应电动势的有效值为U，则T，得U2125 V2，则小灯泡消耗的电功率P()2R，代入数据得P11.25 W.12如图所示，一个被x轴与曲线方程y0.2sin x(m)所围的空间中存在着匀强磁场磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B0.2 T正方形金属线框的边长是L0.2 m，电阻是R0.1 ，它的一边与x轴重合，在拉力F的作用下，以v10 m/s的速度水平向右匀速运动试求：(1)拉力F的最大功率是多少？(2)
11、拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区？(3)有位同学在老师的帮助下算出了曲线与x轴所围的面积为 m2.请你再帮他算出线框右边框通过磁场区域的过程中通过线框某一截面的电荷量(结果保留两位有效数字)答案：(1)1.6 W(2)4.8102 J(3)7.6102 C解析：(1)当线框的一条竖直边运动到x0.15 m处时，线圈的感应电动势最大EmBLv0.20.210 V0.4 V根据欧姆定律可得最大电流为Im4 A所以拉力F的最大值为FmImLB0.16 N拉力F最大功率为PmFmv0.1610 W1.6 W.(2)把线框拉过磁场区域时，因为有效切割长度是按正弦规律变化的，所以，线框中的电流也是按正弦规律变化的(有一段时间线框中没有电流)电动势的有效值是E0.2 V通电时间为t s0.06 s拉力做功Wt0.048 J4.8102 J.(3)通过线框截面的电荷量qt，而，所以q当磁场全部进入线框内部时，通过线框截面的电荷量最多，qm C7.6102 C.