2022屆高考物理第十章交變電流傳感器第一節(jié)交變電流的產(chǎn)生和描述練習(xí)

課時(shí)作業(yè)43交變電流的產(chǎn)生和描繪一、單項(xiàng)選擇題（每題6分，共18分）1．（2022·福州模擬）小型溝通發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如下圖，此線圈與一個(gè)R＝10Ω的電阻組成閉合電路。不計(jì)電路的其他電阻。下列說法正確的選項(xiàng)是（）A．交變電流的周期為B．交變電流的頻次為

8HC．交變電流的有效值為

錯(cuò)誤!AD．交變電流的最大值為

4A2．一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為Ω，現(xiàn)外接一只電阻為Ω的燈泡，如圖乙所示，則（）A．電壓表V的示數(shù)為220VB．電路中的電流方向每秒鐘改變50次C．燈泡實(shí)際消耗的功率為484WD．發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為J3．電學(xué)元件的正確使用，對(duì)電路安全工作起著重要作用。某電解電容器上標(biāo)有“25V,450μF”字樣，下列說法中正確的選項(xiàng)是（）A．此電容器在溝通、直流電路25V的電壓時(shí)都能正常工作B．此電容器只有在不超過25V的直流電壓下才能正常工作C．當(dāng)工作電壓是直流25V時(shí)，電容才是450μFD．若此電容器在溝通電壓下工作，溝通電壓的最大值不能超過25V二、多項(xiàng)選擇題（每題8分，共24分）4．（2022·吉林二模）如下圖，閉合的矩形導(dǎo)體線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁ABCD感線的對(duì)稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著OO′方向察看，線圈沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度為，線圈匝數(shù)為n，邊的邊長為L1，邊的邊長為2，線圈電阻為，轉(zhuǎn)BABADLR動(dòng)的角速度為ω，則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示地點(diǎn)時(shí)（）A．線圈中感覺電流的方向?yàn)锳BCDAB．線圈中的感覺電動(dòng)勢(shì)為2nBL2ωC．穿過線圈的磁通量的變化率最大D．線圈AD邊所受安培力的大小為錯(cuò)誤!，方向垂直紙面向里5．如下圖，面積均為S的兩個(gè)電阻相同的線圈，分別放在如下圖的磁場(chǎng)中，甲圖中是磁感覺強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈在磁場(chǎng)中以周期變化規(guī)律為B＝B0co錯(cuò)誤!，從圖示地點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，則（

T繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，乙圖中磁場(chǎng)）A．兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同B．兩線圈中感覺電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值的時(shí)刻不同C．經(jīng)相同的時(shí)間t（t＞T），兩線圈產(chǎn)生的熱量相同D．此后時(shí)刻起，經(jīng)T/4時(shí)間，流過兩線圈橫截面的電荷量相同6．如下圖，線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，電容器兩極板水平放置。在兩極板間，不計(jì)重力的帶正電粒子Q在t＝0時(shí)由靜止釋放，若兩極板間距足夠?qū)?，則下列運(yùn)動(dòng)可能的是（）A．若t＝0時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)垂直，粒子一定能抵達(dá)極板B．若t＝0時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)平行，粒子在兩極板間往復(fù)運(yùn)動(dòng)C．若t＝0時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)垂直，粒子在兩極板間往復(fù)運(yùn)動(dòng)D．若t＝0時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)平行，粒子一定能抵達(dá)極板三、非選擇題（分值依次為18分、20分、20分）7．某集裝箱吊車的溝通電動(dòng)機(jī)輸入電壓為380V，則該溝通電壓的最大值為________V。當(dāng)?shù)踯囈?.1m/的速度勻速吊起總質(zhì)量為×103kg的集裝箱時(shí)，測(cè)得電動(dòng)機(jī)的電流為20A，電動(dòng)機(jī)的工作效率為________。（g取10m/2）8．如下圖，在真空中速度v＝×107m/的電子束，連續(xù)地射入兩平行極板間，極板長度為＝×10－2m，間距d＝×10－3m。兩極板不帶電時(shí)，電子束沿兩極板之間的中線經(jīng)過，在極板上加50H的交變電壓u＝0in，如果所加電壓的最大值0超過某一值U時(shí)，將c開始出現(xiàn)以下現(xiàn)象：電子束有時(shí)能經(jīng)過兩極板，有時(shí)中斷不能經(jīng)過。（1）求Uc的大小。（2）求0為何值時(shí)才能使經(jīng)過的時(shí)間t通跟中斷的時(shí)間t斷之比即t通∶Δt斷＝U2∶1。9．（2022·安徽理綜）圖1是溝通發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸′轉(zhuǎn)動(dòng)。由線圈引出的導(dǎo)線ae和OOdf分別與兩個(gè)跟線圈一同繞OO′轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓環(huán)相連結(jié)，金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就能夠保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖2是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來表示。已知ab長度為L1，bc長度為L2，線圈以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。（只考慮單匝線圈）（1）線圈平面處于中性面地點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感覺電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式；（2）線圈平面處于與中性面成φ0夾角地點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，如圖3所示，試寫出t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感覺電動(dòng)勢(shì)e2的表達(dá)式；（3）若線圈電阻為r，求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。（其他電阻均不計(jì)）參照答案1．C2．D3．D4．ACΦ甲＝B0Sco錯(cuò)誤!t，乙圖中磁通量的變化5．ACD解析：甲圖中的磁通量變化規(guī)律為規(guī)律為Φ乙＝B0Sco錯(cuò)誤!t。由于兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同，則兩線圈中感覺電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律相同，達(dá)到最大值的時(shí)刻也相同，有效值E也相同，又因兩線圈電阻相同，所以Q＝錯(cuò)誤!t也相同，經(jīng)過錯(cuò)誤!時(shí)間，流過兩線圈橫截面的電荷量q＝I·錯(cuò)誤!也相同，故A、C、D三項(xiàng)正確。6．AB解析：若t＝0時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)垂直，則開始時(shí)刻，兩極板間的電勢(shì)差為零，故在一個(gè)周期內(nèi)前錯(cuò)誤!加快，后錯(cuò)誤!減速，粒子將沿一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，故粒子一定能抵達(dá)極板，A正確；若t＝0時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)平行，由于開始時(shí)刻兩極板間的電勢(shì)差不為零，若帶電粒子在1/4個(gè)周期內(nèi)不能抵達(dá)另一極板，則帶電粒子將在兩極板間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，B正確。7．答案：380錯(cuò)誤!75%解析：關(guān)于正弦溝通電Um＝錯(cuò)誤!U＝380錯(cuò)誤!V電動(dòng)機(jī)的輸出功率為gv＝W電動(dòng)機(jī)的輸入功率為＝錯(cuò)誤!，所以Uc＝錯(cuò)誤!＝91V。從圖中所示交變電壓半個(gè)周期圖象可知，為使題設(shè)通斷關(guān)系建立，應(yīng)讓兩極電壓在t＝錯(cuò)誤!時(shí)達(dá)到兩極電壓Uc，ωt＝錯(cuò)誤!×錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!兩極電壓u＝Ucinωt，得U0＝105V。9．答案：（1）e1＝BL1L2ωinωt2）e2＝BL1L2ωin（ωt＋φ0）3）πRω錯(cuò)誤!2解析：（1）矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，只有ab和cd切割磁感線，設(shè)ab和cd的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為v，則v＝ω·錯(cuò)誤!①在t時(shí)刻，導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感覺電動(dòng)勢(shì)均為E＝BLv②12⊥由圖可知v⊥＝in③vωt則整個(gè)線圈的感覺電動(dòng)勢(shì)為e1＝2E1＝BL1L2ωinωt。④（2）當(dāng)線圈由圖3