2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第1課時(shí)交表電流的產(chǎn)生及其規(guī)律練習(xí)人教大綱版

第十三章交變電流地磁場(chǎng)和電磁波第1課時(shí)交表電流的產(chǎn)生及其規(guī)律1．如下列圖中各圖面積均為S的線圈均繞其對(duì)稱(chēng)軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)e＝BSωinωt的圖是解析：線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸軸在線圈所在平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的正弦交變電動(dòng)勢(shì)為e＝BSωinωt，由這一原則判斷，A圖和C圖中感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)均為e＝BSωinωt；B圖中的轉(zhuǎn)動(dòng)軸不在線圈所在平面內(nèi)；D圖轉(zhuǎn)動(dòng)軸與磁場(chǎng)方向平行，而不是垂直．答案：AC圖13－1－122．如圖13－1－12所示，矩形線框置于豎直向下的磁場(chǎng)中，經(jīng)過(guò)導(dǎo)線與敏捷電流表相連，線框在磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中線框平面處于豎直面內(nèi)．下述說(shuō)法正確的是A．因?yàn)榫€框中產(chǎn)生的是交變電流，所以電流表示數(shù)始終為零B．線框經(jīng)過(guò)圖中地點(diǎn)瞬間，穿過(guò)線框的磁通量最大C．線框經(jīng)過(guò)圖中地點(diǎn)瞬間，經(jīng)過(guò)電流表的電流剎時(shí)值最大D．若使線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大一倍，那么經(jīng)過(guò)電流表電流的有效值也增大一倍解析：此題考察電磁感覺(jué)現(xiàn)象，基礎(chǔ)題．線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在中性面即線框與磁感線垂直時(shí)，磁通量最大感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)最小，而在題中圖示地點(diǎn)線框與磁感線平行時(shí)，磁通量最小感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)最大，A、B項(xiàng)錯(cuò)C項(xiàng)對(duì)；電流的有效值I＝錯(cuò)誤!，現(xiàn)在其余的量都不變，角速度增大一倍后，電流也增大一倍，D項(xiàng)正確．答案：CD3圖13－1－13如圖13－1－13所示，面積為S、匝數(shù)為N、電阻為r的線圈固定在圖示地點(diǎn)，線圈與阻值為R的電阻組成閉合電路，理想溝通電壓表并聯(lián)在電阻R的兩頭；U形磁鐵以線圈的中心軸線′為軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知U形磁鐵兩極間的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感覺(jué)強(qiáng)度為OOB，取磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示地點(diǎn)的時(shí)刻t＝0則A．在t＝0時(shí)刻，線圈處于中性面，流過(guò)電阻R的電流為0B．1內(nèi)流過(guò)電阻R的電流方向改變錯(cuò)誤!次C．線圈匝數(shù)減少為原來(lái)的一半，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)角速度增大到原來(lái)2倍，電壓表讀數(shù)不變D．在電阻R的兩頭再并聯(lián)一只阻值為R的電阻后，電壓表的讀數(shù)不變解析：在t＝0時(shí)刻，線圈中的磁通量最小，線圈處于垂直于中性面的地點(diǎn)，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)最大，流過(guò)電阻

R的電流為最大值，

A錯(cuò)；由于一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次，

1內(nèi)流過(guò)電阻R的電流方向改變的次數(shù)為n＝2f＝錯(cuò)誤!，B正確；線圈產(chǎn)生的感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NBSω，線圈匝數(shù)減少為原來(lái)的一半，磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)角速度增大到原來(lái)2倍，Em不變，由于產(chǎn)生的交變電流為正弦交變電流，因此其有效值為E＝錯(cuò)誤!也不變，則電壓表讀數(shù)不變，C正確；并聯(lián)一個(gè)電阻，電壓表讀數(shù)會(huì)減小，D錯(cuò)．答案：BC圖13－1－144．如圖13－1－14所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.2m的正方形線圈abcd，其匝數(shù)為n＝10、總電阻為r2Ω，外電路的電阻為R＝8Ω，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線OO′恰巧位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界限上，磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度B＝1T，若線圈從圖示地點(diǎn)開(kāi)始，以角速度ω＝2rad/繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則以下判斷中正確的選項(xiàng)是A．在t＝錯(cuò)誤!時(shí)刻，磁場(chǎng)穿過(guò)線圈的磁通量為零，但此時(shí)磁通量隨時(shí)間變化最快B．閉合電路中感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的剎時(shí)表達(dá)式e＝in2tVC．從t＝0時(shí)刻到t＝錯(cuò)誤!時(shí)刻，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q＝π×10－4JD．從t＝0時(shí)刻到t＝錯(cuò)誤!時(shí)刻，經(jīng)過(guò)R的電荷量q＝0.02C解析：線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，Em＝錯(cuò)誤!nBSω＝V，B項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)磁通量變化最快，A項(xiàng)正確；QR＝I2Rt＝錯(cuò)誤!2Rt＝π×10－3J，C項(xiàng)錯(cuò)；q＝n錯(cuò)誤!＝0.02C，D項(xiàng)正確．答案：AD圖13－1－155．在磁感覺(jué)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)面積為S的矩形線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的溝通電電壓隨時(shí)間變化的波形如圖13－1－15所示，線圈與一阻值R＝9Ω的電阻串連在一同，線圈的電阻為1Ω則A．經(jīng)過(guò)電阻

R的電流剎時(shí)值表達(dá)式為

i

＝10in200

π

tAB．電阻

R兩頭的電壓有效值為

90VC．1

內(nèi)電阻

R上產(chǎn)生的熱量為

450JD．圖中

t＝1×10

－2

時(shí)，線圈位于中性面解析：經(jīng)過(guò)電阻R的電流最大值為Im＝錯(cuò)誤!＝10A，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!rad/＝100πrad/，故電流的剎時(shí)值表達(dá)式為i＝10in100πtA，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電阻R兩頭的電壓有效值為U有效＝錯(cuò)誤!R＝錯(cuò)誤!×9V＝45錯(cuò)誤!V，B項(xiàng)錯(cuò)誤；1內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q＝錯(cuò)誤!t＝450J，C項(xiàng)正確；t＝×10－2時(shí)感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為零，此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大，線圈位于中性面，D項(xiàng)正確．答案：CD圖13－1－161．如圖13－1－16甲所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電流按照?qǐng)D13－1－16乙所示的余弦規(guī)律變化，在t＝錯(cuò)誤!時(shí)刻A．線圈中的電流最大B．穿過(guò)線圈的磁通量為零C．線圈所受的安培力為零D．穿過(guò)線圈磁通量的變化率最大解析：注意線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)兩個(gè)特殊地點(diǎn)平行于磁感線和垂直于磁感線時(shí)的特點(diǎn)；磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率不同；t＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!，線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°，此題應(yīng)選C項(xiàng)．答案：C2．一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為T(mén)從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)t＝錯(cuò)誤!T時(shí)，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)的剎時(shí)值為2V，則此交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為A．2錯(cuò)誤!VB．2VVV解析：根據(jù)溝通電電動(dòng)勢(shì)的剎時(shí)值表達(dá)式e＝minωt，當(dāng)t＝錯(cuò)誤!時(shí)，m＝4V，則U有＝UU錯(cuò)誤!Um答案：A圖13－1－173．如圖13－1－17所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的閉合正方形線框共有n匝，′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中心軸OO′與磁場(chǎng)方向垂直，線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，從線框平面平行于磁感線的地點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則2①線框中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的剎時(shí)值表達(dá)式為nBLωcoωt②t＝0時(shí)，線框中感覺(jué)電流值為nBL2ω/R③線框中電流的有效值為錯(cuò)誤!nBL2ωcoωt④線框中電流的頻次為錯(cuò)誤!A．①②B．②③C．③④D．①④答案：A4．一單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，線框中的最大磁通量為Φm，最大感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為Em，下列說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A．當(dāng)磁通量為零時(shí)，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)也為零B．當(dāng)磁通量減小時(shí)，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)也減小C．當(dāng)磁通量等于Φm時(shí)，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)等于D．角速度ω等于Em/Φm解析：根據(jù)正弦式電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律：當(dāng)磁通量最大時(shí)，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)為零；當(dāng)磁通量減小時(shí)，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)在增大；磁通量減為零時(shí)，感覺(jué)電動(dòng)勢(shì)最大．由此可知A、B項(xiàng)錯(cuò)誤．設(shè)從線框位于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，則有e＝Eminωt，式中Em＝＝BS，故角速度ω＝錯(cuò)誤!，D項(xiàng)正確．設(shè)e＝，則解出ωt＝π/6此時(shí)Φ＝B·Sco錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!BS＝錯(cuò)誤!Φ，所以C項(xiàng)m錯(cuò)．答案：D圖13－1－185．某溝通發(fā)電機(jī)給燈泡供電，產(chǎn)生正弦式交變電流的圖象如圖13－1－18所示，下列說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A．交變電流的頻次為HB．交變電流的剎時(shí)表達(dá)式為i＝5co50πtAC．在t＝時(shí)，穿過(guò)溝通發(fā)電機(jī)線圈的磁通量最大D．若發(fā)電機(jī)線圈電阻為Ω，則其產(chǎn)生的熱功率為5W解析：由圖象知，溝通電的周期為，故頻次為50H，A項(xiàng)錯(cuò)；轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝錯(cuò)誤!＝100π，故電流剎時(shí)表達(dá)式為i＝5co100πtA，B項(xiàng)錯(cuò)；t＝時(shí)，電流最大，此時(shí)線圈磁通量應(yīng)為0，C項(xiàng)錯(cuò)；溝通電電流的有效值I＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!A，故1.1A1.1Aa＝BSω，則回路中電流的有效值為I＝錯(cuò)誤!；當(dāng)線圈從中性面轉(zhuǎn)過(guò)錯(cuò)誤!時(shí)，由＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!、＝錯(cuò)誤!及q＝It可求得qEI＝錯(cuò)誤!答案：錯(cuò)誤!錯(cuò)誤!圖13－1－2310．如圖13－1－23所示，一臺(tái)模型發(fā)電機(jī)的電樞是矩形導(dǎo)線框abcd，其ab和cd邊長(zhǎng)＝0.4m，1ad和bc邊長(zhǎng)2＝0.2m，匝數(shù)n＝100匝，它在磁感覺(jué)強(qiáng)度＝T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞經(jīng)過(guò)線框B對(duì)稱(chēng)中心線且垂直于磁場(chǎng)方向的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電壓表的示數(shù)為10錯(cuò)誤!V，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，外電路上標(biāo)有“10V、10W”的燈泡恰巧正常發(fā)光，求：1導(dǎo)線框abcd在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度2S閉合后，當(dāng)導(dǎo)線框從圖示地點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)θ＝60°時(shí)的過(guò)程中經(jīng)過(guò)燈泡的電荷量解析：

1E＝10錯(cuò)誤!V

Em＝20V＝nBωSω＝錯(cuò)誤!＝錯(cuò)誤!rad/＝r