高考物理試題分項解析專題29交變電流(第01期)

PAGEPAGE2內(nèi)部文件，版權追溯專題29交變電流一．選擇題1.（2019河南1月質(zhì)檢）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為1000和100，，，電容器的電容C=100μF。已知電容器上極板所帶電荷量q按圖乙所示的正弦規(guī)律變化，則下列判斷正確的是A.電阻R1的電功率為20WB.原線圈輸入電壓的有效值為100VC.變壓器原線圈中通過的電流的最大值為0.6AD.穿過變壓器原線圈的磁通量變化率的最大值為0.2Wb/s【參考答案】BD2．【漢陽區(qū)2019屆高中聯(lián)考】如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2＝10:1，原線圈輸入交變電壓u＝50sinl00πt(V)，在副線圈中接有理想交流電流表、阻值為25Ω的定值電阻R和電容器C。下列說法中正確的是()A．電阻R中電流方向1s內(nèi)變化100次B．電流表示數(shù)是2AC．電阻R消耗的電功率為1WD．電容器的耐壓值至少是V【答案】ACD3.(2018·南通模擬)如圖7所示為利用海流發(fā)電的磁流體發(fā)電機原理示意圖，矩形發(fā)電管道水平東西放置，整個管道置于方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場中，其上、下兩面是絕緣板，南、北兩側面M、N是電阻可忽略的導體板，兩導體板與開關S和定值電阻R相連，已知發(fā)電管道長為L、寬為d、高為h，海水在發(fā)電管道內(nèi)以恒定速率v朝正東方向流動。發(fā)電管道內(nèi)的海水在垂直流動方向的電阻為r，海水在管道內(nèi)流動時受到的摩擦阻力大小恒為f，不計地磁場的影響，則()圖7A.N側的電勢高B.開關S斷開時，M、N兩端的電壓為BdvC.開關S閉合時，發(fā)電管道進、出口兩端壓力差F＝f＋eq\f(B2d2v,R＋r)D.開關S閉合時，電阻R上的功率為eq\f(B2d2v2,R)【參考答案】BCA.a為電流表，b為電壓表B.a為電壓表，b為電流表C.線路輸送電功率是220kWD.輸電線路總電阻為22Ω【參考答案】BC二．計算題1.（2019山西呂梁期末）如圖所示，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道，管道寬為d，上、下兩面是絕緣板，前后兩側M、N是電阻可忽略的導體板，兩導體板與開關S和定值電阻R相連。整個管道置于勻強磁場中，磁感應強度大小為B、方向沿z軸正方向。管道內(nèi)始終充滿導電液體（有大量帶電離子），開關S閉合前后，液體均以恒定速率v0沿x軸正方向流動。（1）開關S斷開時，求M、N兩導體板間電壓U0；（2）開關S閉合后，設M、N兩導體板間液體的電阻為r，導電液體中全部為正離子，且管道中所有正離子的總電荷量為Q。求：a．通過電阻R的電流I及M、N兩導體板間電壓U；b．所有正離子定向移動時沿y軸方向所受平均阻力的大小Ff。【參考答案】(1)(2)a.b.【名師解析】（1）解法一：該發(fā)電裝置原理圖等效為如圖，管道中液體的流動等效為寬度為d的導體棒切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢E=Bdv0。則開關斷開時b．解法一：受力角度：正離子在y軸上沿y軸負方向運動，M板電勢高，運動過程中受力平衡。設一個正離子電荷量為q，沿y軸方向受到的平均阻力為f。如上圖所示，沿y軸方向離子共受三個力的作用，沿y軸正方向受阻力f和電場力，沿y軸負方向受洛倫茲力，所以。對管道中所有正離子則有，因此解法二：能量角度：正離子在y軸上定向移動時所受的阻力等效于導體中定向移動的自由電子與金屬離子（即金屬原子失去電子后的剩余部分）的碰撞所受的阻力。電子所受阻力做的功大小等于電流在導體電阻上產(chǎn)生的熱量，因此正離子在y軸方向移動過程中，阻力做的功等于電流在液體中產(chǎn)生的熱量。所有的正離子從N板（電源負極）移動到M板（電源正極）過程中，電場力做功大小，電流在液體中產(chǎn)生的熱量Q′。Q′，又，得2.(15分)(2018·江蘇省南京市、鹽城市高三模擬)旋轉磁極式發(fā)電機通過磁極的旋轉使不動的線圈切割磁感線而產(chǎn)生感應電流，其原理示意圖可簡化為：如圖7所示，固定不動的單匝矩形線圈abcd的電阻為r，外電阻為R，磁場繞轉軸OO′勻速轉動，角速度為ω。圖中的電壓表為理想電表，示數(shù)為U。求：圖7(1)發(fā)電機線圈內(nèi)阻消耗的功率；(2)從圖示位置開始計時，t＝0時，通過外電阻R的電流及方向；(3)從圖示位置開始計時，t＝eq\f(1,4)T時，穿過矩形線圈abcd的磁通量。答案(1)(eq\f(U,R))2r(2)eq\f(\r(2)U,R)方向自左向右(3)eq\f(\r(2)U\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R＋r)),Rω)3．（2019山西呂梁期末）如圖甲，兩條足夠長、間距為d的平行光滑金屬直軌道MN、PQ與水平面成θ角，EF上方存在垂直導軌平面的如圖乙所示的磁場，磁感應強度在0-T時間內(nèi)按余弦規(guī)律變化（周期為T、最大值為B0），T時刻后穩(wěn)定為B0．t=0時刻，正方形金屬框ABCD在平行導軌向上的恒定外力作用下靜止于導軌上。T時刻撤去外力，框?qū)⒀貙к壪禄?，金屬框在CD邊、AB邊經(jīng)過EF時的速度分別為v1和v2．已知金屬框質(zhì)量為m、邊長為d、每條邊電阻為R，框中磁場按余弦規(guī)律變化時產(chǎn)生的正弦式交變電流的峰值，求：（1）CD邊剛過EF時，A、B兩點間的電勢差