2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)第44講交變電流的產(chǎn)生及描述作業(yè)(含詳解)_第1頁
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2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)及詳細(xì)解析:第44講交變電流的產(chǎn)生及描述eq\a\vs4\al\co1(基礎(chǔ)熱身)1.如圖K44-1所示的交流電圖象中,能正確反映我國居民日常生活所用交流電的是()圖K44-12.如圖K44-2甲所示為一種調(diào)光臺燈電路示意圖,它通過雙向可控硅電子器件實(shí)現(xiàn)了無級調(diào)節(jié)亮度.給該臺燈接220V的正弦交流電后,加在臺燈兩端的電壓如圖乙所示,則此時交流電壓表的示數(shù)為()圖K44-2A.220VB.110VC.110eq\r(2)VD.55eq\r(2)V3.給額定功率為60W、額定電壓為220V的白熾燈加上如圖K44-3所示的電壓,恰使燈泡正常發(fā)光,則所加電壓U0的大小最接近于()A.440VB.350VC.310VD.220V圖K44-3圖K44-44.2022·西城抽樣某正弦式交變電流的電流i隨時間t變化的圖象如圖K44-4所示,由圖可知()A.電流的最大值為10AB.電流的有效值為10AC.該交流電的周期為sD.該交流電的頻率為Hz5.2022·北師大附中模擬將阻值為5Ω的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上,該電源電動勢e隨時間t變化的規(guī)律如圖K44-5所示,下列說法正確的是()圖K44-5A.電路中交變電流的頻率為HzB.通過電阻的電流為eq\r(2)AC.電阻消耗的電功率為WD.電阻兩端的電壓是5Veq\a\vs4\al\co1(技能強(qiáng)化)6.2022·青島質(zhì)檢實(shí)驗(yàn)室里的交流發(fā)電機(jī)可簡化為如圖K44-6所示的模型,正方形線圈在水平勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的OO′軸勻速轉(zhuǎn)動.今在發(fā)電機(jī)的輸出端接一個電阻R和理想電壓表,并讓線圈每秒轉(zhuǎn)25圈,讀出電壓表的示數(shù)為10V.已知R=10Ω,線圈電阻忽略不計(jì),下列說法正確的是()圖K44-6A.線圈位于圖中位置時,線圈中的瞬時電流為零B.從中性面開始計(jì)時,線圈中電流瞬時值表達(dá)式為i=eq\r(2)sin50πtAC.流過電阻R的電流每秒鐘換向50次D.電阻R上的熱功率等于20W7.2022·煙臺模擬一臺小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖K44-7甲所示.已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5Ω,外接一只電阻為95Ω的燈泡,如圖乙所示,則()圖K44-7A.電壓表的示數(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)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為J8.如圖K44-8甲所示是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)圖和磁場分布圖,若磁極與圓柱間的磁場都是沿半徑方向,且磁場有理想的邊界,線圈經(jīng)過有磁場的位置處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.某同學(xué)用此種電流表中的線圈和磁體做成發(fā)電機(jī)使用,讓線圈勻速轉(zhuǎn)動,若從圖K44-8乙中水平位置開始計(jì)時,取起始電流方向?yàn)檎较?,圖K44-9中表示產(chǎn)生的電流隨時間變化關(guān)系的圖象正確的是()甲乙圖K44-8ABCD圖K44-99.2022·昆明月考如圖K44-10所示,圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的正弦交流電的圖象,當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后,所產(chǎn)生的正弦交流電的圖象如圖線b所示.以下關(guān)于這兩個正弦交流電的說法中正確的是()A.線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為1∶2B.交流電a的電壓瞬時值u=πtVC.交流電b的電壓峰值為eq\f(20,3)VD.在圖中t=0時刻穿過線圈的磁通量為零圖K44-10圖K44-1110.如圖K44-11所示,矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動,當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時()A.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動時的電流B.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電動勢小于繞P2轉(zhuǎn)動時的電動勢C.線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動時電流的方向相同,都是a→b→c→dD.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時dc邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動時dc邊受到的安培力11.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢e-t圖象如圖K44-12所示,則在()圖K44-12A.t1、t3時刻線圈通過中性面B.t2、t4時刻線圈中磁通量最大C.t1、t3時刻線圈中磁通量變化率最大D.t2、t4時刻線圈平面與中性面垂直12.在兩平行金屬板中央有一個靜止的電子(不計(jì)重力),當(dāng)兩板間加上如圖K44-13所示的交變電壓后,能使電子做往返運(yùn)動的電壓是()圖K44-13eq\a\vs4\al\co1(挑戰(zhàn)自我)13.如圖K44-14甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一種振動發(fā)電裝置的示意圖,它的結(jié)構(gòu)是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r=0.10m、匝數(shù)n=20匝的線圈,磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示).在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B=eq\f,π)T,線圈的電阻為R1=Ω,它的引出線接有R2=Ω的小燈泡L.外力推動線圈框架的P端,使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動,便有電流通過小燈泡.當(dāng)線圈運(yùn)動速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(摩擦等損耗不計(jì)).求:圖K44-14(1)小燈泡中電流的峰值;(2)電壓表的示數(shù);(3)t=s時外力F的大??;(4)在不改變發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)的條件下,要使小燈泡的功率提高,可采取什么辦法?(至少說出兩種方法)課時作業(yè)(四十四)【基礎(chǔ)熱身】1.C[解析]我國居民日常生活所用交流電電壓的有效值為220V,頻率為50Hz,所以電壓峰值為Um=eq\r(2)U=311V,周期為s,故選項(xiàng)C正確.2.C[解析]交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的.當(dāng)如圖乙所示的電壓加在臺燈上時,設(shè)電壓的有效值為U,臺燈電阻為R,在一個周期內(nèi)放出的電熱為Q,則有Q=eq\f((220V)2,R)·eq\f(T,2)=eq\f(U2,R)·T,解得U=110eq\r(2)V,選項(xiàng)C正確.3.B[解析]由圖得T=20×10-1s,設(shè)白熾燈的電阻為R,則由P=eq\f(U2,R)和W=Pt得,eq\f(U\o\al(2,0),R)×8×10-1=eq\f(2202,R)×20×10-1,解得U0≈350V,故選項(xiàng)B正確.4.B[解析]由圖知此交流電的最大值為10eq\r(2)A,則有效值為I=eq\f(10\r(2)A,\r(2))=10A,選項(xiàng)A錯誤、B正確;周期為s,則頻率為f=eq\f(1,T)=50Hz,選項(xiàng)C、D錯誤.5.C[解析]由圖可知交流電周期為s,電源電動勢的峰值Em=5V,頻率f=eq\f(1,T)=Hz.因電源內(nèi)阻不計(jì),所以電阻兩端的電壓U=E=eq\f(Em,\r(2))=eq\f(5\r(2),2)V,通過電阻的電流為I=eq\f(U,R)=eq\f(\r(2),2)A,電阻消耗的電功率P=IU=W.只有選項(xiàng)C正確.【技能強(qiáng)化】6.BC[解析]線圈位于圖中位置時,線圈中的瞬時電流最大,A錯;電壓表的示數(shù)為10V,電壓的最大值為10eq\r(2)V,電流的最大值為eq\r(2)A,線圈每秒轉(zhuǎn)25圈,ω=2πn=50πrad/s,故線圈中電流瞬時值表達(dá)式為i=eq\r(2)sin50πtA,B對;線圈每秒轉(zhuǎn)25圈,每圈電流方向改變兩次,C對;因?yàn)殡娏鞯淖畲笾禐閑q\r(2)A,所以電流的有效值為1A,電阻R上的熱功率等于I2R=10W,選項(xiàng)D錯.7.D[解析]由圖甲知,電動勢峰值Em=220eq\r(2)V,周期T=s,所以電動勢有效值E=220V,電壓表的示數(shù)為UR=E·eq\f(R,R+r)=209V,電路中的電流方向每周期改變2次,每秒鐘改變100次;電路中電流I=eq\f(E,R+r)=2.2A,燈泡的功率為P=I2R=W,線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I2rt=J.

8.C[解析]由于線圈在磁場中切割磁感線,切割速度方向總是與磁場方向垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B、導(dǎo)線有效長度L和導(dǎo)線切割速率v等都不變化,由E=BLv可知,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小不變,感應(yīng)電流大小不變.根據(jù)右手定則,電流方向做周期性變化,選項(xiàng)C正確.9.C[解析]線圈轉(zhuǎn)速調(diào)整后Ta∶Tb=2∶3,線圈轉(zhuǎn)速之比為3∶2,選項(xiàng)A錯誤;由圖象知,交流電a線圈轉(zhuǎn)動的角頻率ωa=eq\f(2π,Ta)=5πrad/s,交流電a的電壓瞬時值u=10sin5πtV,選項(xiàng)B錯誤;交流電動勢的峰值Em=nBSω,所以電動勢峰值之比為3∶2,交流電b的電壓峰值為eq\f(20,3)V,選項(xiàng)C正確;由圖象知,t=0時刻線圈位于中性面,穿過線圈的磁通量最大,選項(xiàng)D錯誤.10.A[解析]線圈繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時,產(chǎn)生正(余)弦交流電;電動勢(電流)的大小與轉(zhuǎn)軸在線圈平面內(nèi)的位置無關(guān),選項(xiàng)B、D均不正確.由右手定則知選項(xiàng)C錯,正確答案為A.11.AD[解析]由圖象知,電動勢瞬時表達(dá)式為e=Emcosωt,t1、t3時刻電動勢為零,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知,此時eq\f(ΔΦ,Δt)=0,穿過線圈的磁通量最大,線圈位于中性面位置,選項(xiàng)A正確、C錯誤;t2、t4時刻電動勢最大,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知,此時eq\f(ΔΦ,Δt)最大,穿過線圈的磁通量為零,線圈平面與中性面垂直,選項(xiàng)B錯誤、D正確.12.ABC[解析]由A圖象可知,電子先做加速度減小的加速運(yùn)動,eq\f(1,4)T時刻速度最大,由eq\f(1,4)T到eq\f(1,2)T做加速度增加的減速運(yùn)動,eq\f(1,2)T時刻速度為零.從eq\f(1,2)T到eq\f(3,4)T電子反向做加速度減小的加速運(yùn)動,eq\f(3,4)T時刻速度最大,由eq\f(3,4)T到T做加速度增大的減速運(yùn)動,T時刻速度為零,回到原位置,即電子能做往復(fù)運(yùn)動,選項(xiàng)A正確;用同樣的方法知選項(xiàng)B、C也正確.【挑戰(zhàn)自我】13.(1)0.16A(2)V(3)N(4)增大線圈運(yùn)動的最大速度vm用變壓器升壓[解析](1)由圖丙得,線圈在磁場中做往復(fù)運(yùn)動,切割磁感線的有效長度L=2πr,切割速度v=vmsinωt=2sin5πtm/s由法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動勢e=nBLv=nBLvmsinωt即產(chǎn)生正弦交變電流,感應(yīng)電動勢的峰值Em=nBLvm=nB·2πr·vm=V小電珠

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