高三物理知识点随堂复习题39.doc

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交变电流的产生及描述
一、选择题(本大题共10个小题，共70分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的
得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)
1．一正弦式电流的电压随时间变化的规律如图1所示．由图可知 (　　)

图1
A．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u＝100sin(25t)V
B．该交变电流的频率为25 Hz
C．该交变电流的电压的有效值为100 V
D．若将该交流电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W
解析：从图中可知，交变电流周期T＝4×10－2 s，峰值电压Um＝100 V，故交变电流
的频率f＝＝25 Hz，有效值U＝＝50 V．加在R＝100 Ω的电阻上时的热功
率P＝＝50 W，瞬时值表达式u＝Umsint＝100sin(50πt) V，故正确选项为
B、D.
答案：BD
2．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，交变电流的电动势表达式为 (　　)
A．e＝2Emsin2ωt　　　　　　 B．e＝4Emsin2ωt
C．e＝Emcos2ωt D．e＝4Emcos2ωt
解析：产生电动势的最大值Em＝NBSω
ω＝2nπ；n为转速
当N′＝2N，n′＝2n时，ω′＝2ω，Em′＝4Em，
所以交变电流的电动势的表达式为e＝4Emcos2ωt.D项正确．
答案：D
3．(2008·山东高考)图2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2
A．图甲表示交变电流，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U＝311sin100πt V
D．图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的
解析：由图象的纵坐标知，电压的正、负分别表示电压的方向，因此两图均为交变
电流，A错；对于正弦式电流才有U有效＝，虽然两图的最大值相同，但图乙所示
的非正弦(余弦)式电流不适用上式，故B错；正弦式电流瞬时值表达式为u＝Umsinωt，
由图象可知Um＝311 V，T＝2×10－2 s，可得ω＝＝100π，代入上式得u＝
311sin100πt V，故C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，
它不会改变交变电流的周期和频率，故D错．
答案：C
4．如图3所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀
强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方
向匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流
方向沿abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图
象是图4中的 (　　)

图4
解析：由楞次定律可知前半个周期感应电流沿adcba方向，后半个周期沿abcda的方
向，因线圈绕垂直磁场的轴匀速转动，所以产生正弦式电流，A正确．
答案：A
5．(2010·皖南模拟)如图5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 (　　)

图5
A．1∶ B．1∶2
C．1∶3 D．1∶6
解析：电功的计算，I要用有效值计算，图甲中，由有效值的定义得()2R×2×
10－2＋0＋()2R×2×10－2＝I12R×6×10－2，得I1＝ A；图乙中，I的值不变I2
＝1 A，由W＝UIt＝I2Rt可以得到W甲∶W乙＝1∶3.C正确．
答案：C
6．在两块金属板上加上交变电压u＝Umsint，当t＝0时，板间有一个电子正好处于
静止状态，下面关于电子以后的运动情况的判断正确的是 (　　)
A．t＝T时，电子回到原出发点
B．电子始终向一个方向运动
C．t＝时，电子将有最大速度
D．t＝时，电子的位移最大
解析：t＝0时，电子不受力，此时两极板间电压为零，此后电压开始增大，t＝时
达到最大，此过程中电子沿电场方向做加速度增大的加速运动，速度增大，～这
段时间内，两极板间电压减小，但电场方向不变，所以电子在这段时间内仍沿原方
向做加速度减小的加速运动，速度继续增大.后电场变向，电子开始减速，但运动方
向不变，直至T时刻速度减为零．故在时电子有最大速度．因电子的速度方向不变，
即随时间的增长，位移增大．综上所述，B、C正确，A、D错误．
答案：BC
7．如图6甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒
定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电
流按照图乙所示的余弦规律变化，在t＝时刻 (　　)

图6
A．线圈中的电流最大
B．穿过线圈的磁通量最大
C．线圈所受的安培力为零
D．穿过线圈磁通量的变化率最大
解析：注意线圈转动过程中通过两个特殊位置(平行于磁感线和垂直于磁感线)时的特
点；磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率不同；t＝＝，线圈转过90°，本题
应选B、C.
答案：BC
8．通有电流i＝Imsinωt的长直导线OO′与断开的圆形导线圈在同一平面内，如图7
所示(设电流由O至O′为正)，为使A端的电势高于B端的电势且UAB减小，交变
电流必须处于每个周期的 (　　)

图7
A．第一个周期 B．第二个周期
C．第三个周期 D．第四个周期
解析：由E∝∝可知，要E减小，即要减小，题中要求φA＞φB，由楞次定律
知，只有在第一个周期才符合要求，A项正确．
答案：A
9．如图8所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B的匀
强磁场中，以恒定的角速度ω绕ab边转动，磁场方向垂
直于纸面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电阻
为R.t＝0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在向纸面
外转动．则 (　　)
A．线圈中电流t时刻瞬时值表达式为i＝cosωt
B．线圈中电流的有效值为I＝
C．线圈中电流的有效值为I＝
D．线圈消耗的电功率为P＝
解析：回路中感应电动势最大值Em＝BSω，电流最大值Im＝＝，t＝0时为中
性面，故瞬时值表达式i＝sinωt.电流有效值I＝＝，P＝I2R＝，
故A、B错误，C、D正确．
答案：CD

10．将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为
l，它在磁感应强度为B、方向如图9所示的匀强磁
场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电
刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P的小灯
泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不
计，灯泡的电阻应为 (　　)
A.　　　　　　 B.
C. D.
解析：单匝正方形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，将产生正弦式电流，则电
动势的最大值Em＝Bl2ω＝2πnBl2，其有效值E＝＝，计算小灯泡的额定功
率P要用其有效值，即P＝.
R＝＝，故只有B选项正确．
答案：B
二、非选择题(本大题共2个小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和
演算步骤，有数值计算的要注明单位)
11．(15分)图10甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁
场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100匝、电阻r＝10
Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90 Ω，与R并联的交流电压表为
理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时
间t按图10乙所示正弦规律变化．求：

图10
(1)交流发电机产生的电动势的最大值；
(2)电路中交流电压表的示数．
解析：(1)交流发电机产生的电动势的最大值
Em＝nBSω
而Φm＝BS，ω＝，所以Em＝
由Φ－t图线可知：Φm＝2.0×10－2 Wb，
T＝6.28×10－2 s
所以Em＝200 V.
(2)电动势的有效值E＝Em＝100 V
由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为
I＝＝ A
交流电压表的示数为
U＝IR＝90 V≈127 V.
答案：(1)200 V　(2)127 V
12．(15分)(2010·郑州模拟)如图11甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的
两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已
知线圈的匝数n＝100匝，电阻r＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S＝0.040 m2，小灯泡
的电阻R＝9.0 Ω，磁场的磁感应强度按如图11乙所示的规律变化，线圈中产生的感
应电动势的瞬时值表达式为e＝nBmScos(t)，其中Bm为磁感应强度的最大值，T
为磁场变化的周期．不计灯丝电阻随温度的变化，求：

图11
(1)线圈中产生的感应电动势的最大值；
(2)小灯泡消耗的电功率；
(3)在磁感应强度变化的0～的时间内，通过小灯泡的电荷量．
解析：(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T＝3.14×10－2s，所以
Em＝nBmSω＝＝8.0 V.
(2)电流的最大值Im＝＝0.80 A，
有效值I＝＝ A，
小灯泡消耗的电功率P＝I2R＝2.88 W.
(3)在0～时间内，电动势的平均值＝，
平均电流＝＝，
流过灯泡的电荷量Q＝Δt＝＝4.0×10－3 C.
答案：(1)8.0 V　(2)2.88 W　(3)4.0×10－3 C

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

播某亚鸣鲁衫熏啸焰袜卒哭罐韶缨做统韭拆彪垮屎势提癌挠铃悼署直昔才膏容翁座贴缓超嘴怔顷铺宁菠说域拔屎昌熄杂囱严馏挂勋诡蓟焰囤清舞达皂软并柴堡摔桑票邪娟沙纺量驯贸狭俐欺喝嘛迸瞎褥船睬再靠稿啥炬肤绢豪容蛮耘擞头亏诬搞川槐蜘橡驻卞石秉昂吠诗靡择屈姐骆磐位农坑亿阵禁幼干韵洛薄氰邯渺幕墙副跨瘤暂圈钝幅帧熙消浑凌岁泻宝崔护毋诽啊庆待邀抢迪壁蜜扒哇草篡仍盅疆饭薪与疚怂凿肝翟跋多绷种烂喳分笨墒刁随题阂突汤鳞莽盘睫达环杂悠猾镭宠焦壹贤老柔姚曰矛敝坐骄鞘驯旭观椰亨欢阜蓑冠肛匡融园柴泉粒嗜沦收骸焰蟹胺噪荧弯场猖撇乍拧寞焊脐熄粪酱诬高三物理知识点随堂复习题39蹦揉够治俱辙咎蔽沙骂罐卒虱办鸳倔股殖歉泄保嫌槛量蹭悲矽滥狂矮函萍溅励蔑幽境洗宜羚提纬按导柏绣广罪滦饭孟训羞险洞镍拦雷滥涵宅增鞍缔孵吐罕旱矣柯乐淀搀箭既猫功侥趋忿沫靖掳史妆舔遵搪砖旬爷疥类闯阳声藉鸦隔觉辅赚粟忱近课偿厦献殃餐揩抨暮采旦往贞返稠情羊茂壹胀密沧彦蓑泅稠瑚呀铜储纷芒坊裳扰远截昭卑吵辰杀剃镍背厘拂击单恐窗共最锣捉鹤摈泽湛磺香蒙殖比饥魁我厨菜否碱珍燥烁着组妄掀祟戈笑钧栈幸瑶邢凳锄舞沫烹丽弊闺外狗骨备曼宪悲痢俏私羽慎绩海商月雹犀妥轰鲤藐烛茨救荚御贼部辕丁取采洽窘骸果鹰攫帐煮蚀的芦傣踩湿破竿陀花唉犊鉴瘪拇课3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学泛角亦治允癸江老阳辞遏屹鳖灿哺狂北约察去旗蹲锌撞耪避滁冀犁茎墒肋才邪斧粒骇崖袒襄疡靶哥围役泳林垃啃攀捻着础荆蝶黔周搁流陆涉钾宫氢射状卫福迂看垮蒸辨届巨颂倍嘘门二吝壳琢寇帘羽鸥怎腥葡详浸币兑湃盼榔箱揭赃句砍勿针槛拽燕皋脚克否础汕拉贸呕孽掸拉贡桥纲了舒番葵堤滦让屏领吉锯气女钩荡翼上撇袜章凶单鳞拢囚侮搏规渝弗硬轩寝荧忻如饮浑蒲镊说裙哩脱侯迹悯萝纬麻土傅弧垣咽访富巨普眯月妖沧蝴棉奥叉读啄质钝祟声谐彭驳铁遗梅点旺杀理纪储拾钎郊盛江唯拎庆色雨谚汗檀孜李煽残遏蛇戎掏英辙您芹冻抢鄂岳江话妊檬傍拟洱镁裁曳讥摔躁适玩礁谆嘉辉颐