【文档说明】2025届高三一轮复习物理试题（人教版新高考新教材）考点规范练41　交变电流的产生和描述 Word版含解析.docx，共(6)页，180.555 KB，由小赞的店铺上传

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考点规范练41交变电流的产生和描述一、单项选择题1.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图像如图所示。由图中信息可以判断()A.在A和C时刻,线圈处于中性面位置B.在B和D时刻

,穿过线圈的磁通量为零C.从A→D时间内,线圈转过的角度为32πD.1s内交变电流方向改变50次2.如图所示,在水平向右的匀强磁场中,一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路。t1、t2时刻线框分别转到图甲、乙所示的位置,下列

说法正确的是()A.t1时刻穿过线框的磁通量最大B.t1时刻电阻中的电流最大,方向从右向左C.t2时刻穿过线框的磁通量变化最快D.t2时刻电阻中的电流最大,方向从右向左3.如图所示的电路中,A是熔断电流I0=2A的保险丝,R是可变电阻,S是交流电源。

交流电源的内阻不计,其电动势随时间变化的规律是e=220√2sin314t(V)。为了不使保险丝熔断,可变电阻的阻值应该大于()A.110√2ΩB.110ΩC.220ΩD.220√2Ω4.如图甲所示,标有“220V40

W”的灯泡和标有“20μF300V”的电容器并联到交流电源上,V为交流电压表,交流电源的输出电压如图乙所示。闭合开关,下列判断正确的是()A.t=𝑇2时刻,V的示数为零B.灯泡恰好正常发光C.电容器不可能被击穿D.V的示数保持110√2V不变5.右图

为一交流电压随时间变化的图像,每个周期内,前三分之一周期电压按正弦规律变化,后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得,此交流电压的有效值为()A.7.5VB.8VC.2√15VD.3√13V6.如图甲所示,一圆形金属线圈放置于匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直,磁感应强度为B0。现让

线圈绕其一条直径以50Hz的频率匀速转动,较长时间t内产生的热量为Q;若线圈不动,让磁场以图乙所示规律周期性变化,要在t时间内产生的热量也为Q,图乙中磁场变化的周期T以s为单位,数值应为()A.150πB.√250πC.√225πD.125π二、多项选择题7.

如图所示,M为半圆形导线框,圆心为OM,N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON。两导线框在同一竖直面(纸面)内,两圆弧半径相等,过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t

=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面且过OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则()A.两导线框中均会产生正弦式交变电流B.两导线框中感应电流的周期都等于TC.在t=𝑇8时,两导线框中产生的感应电动势相等D.两导线框的电阻相等时,两导

线框中感应电流的有效值也相等8.图甲是一种振动发电装置的示意图,半径r=0.1m、匝数n=20的线圈位于辐向分布的磁场中,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。线圈所在位置的磁感应强度的大小均为B=0.20πT,线圈电阻为R1=0

.5Ω,它的引出线接有R2=9.5Ω的小灯泡L。外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示(摩擦等损耗不计),则()A.小灯泡中电流的峰值为0.16AB.小灯

泡中电流的有效值为0.16AC.电压表的示数约为1.5VD.t=0.01s时外力的大小为0.128N9.如图甲所示,串联一理想交流电流表的单匝圆形闭合导线框水平放置,半径为r,电阻为R。匀强磁场穿过线框,该磁场磁感应强度B随时间t按

正弦规律变化,如图乙所示。下列说法正确的是()A.t=𝑇4时线框中的感应电流最大B.t=𝑇2时电流表的示数为零C.在𝑇2<t<3𝑇4内线框有收缩趋势D.0~T时间内导线框中产生的焦耳热为2π4𝑟4𝐵02𝑇𝑅10.右图为一种直流发电机的结构示意图,直流

发电机由两块永磁体、线圈和换向器组成。永磁体N、S极相对,中间区域视为匀强磁场,磁感应强度为B。线圈由N匝导线缠绕而成,面积为S,可绕如图所示的轴线匀速转动,角速度为ω。换向器由两个半铜环和两个电刷构成,半铜环分别与线圈中导线的两端固连,线圈和半铜

环绕着轴线以相同角速度转动。电刷位置固定,作为输出端与外电路相连(图中未画出)。每当线圈转到中性面位置时,半铜环和电刷会交换接触,以保持输出电流方向不变,且交换时间极短可忽略。下列说法正确的是()A.当线圈按照图示的方向转动时,电刷a

的电势总是比b的电势低B.当线圈转到图示位置时,线圈中产生的电动势为零C.该发电机产生电动势的最大值为NBSωD.该发电机产生电动势的最大值是有效值的2倍三、非选择题11.如图所示,用均匀导线弯成一个单匝的正方形闭合线框abcd,线框每边长为8cm,每边的电阻为0.01Ω。把线框放在磁感

应强度为B=0.05T的匀强磁场中,并使它绕轴OO'以转速n=50πr/s匀速旋转,旋转方向如图所示,轴OO'垂直于磁感线方向且在线框平面内。已知lOb=3lOa,lO'c=3lO'd。(1)当线框平面转至与B平

行的瞬间,每条边产生的感应电动势的大小各是多少?(2)当线框平面转至与B平行的瞬间,感应电流大小是多少?在图中标出感应电流的方向。(3)如图所示计时开始,线圈转过π6的过程中,通过线框O点处导线横截面的电荷量是多少?12.

如图所示,位于竖直平面内的矩形金属线圈,边长l1=0.40m、l2=0.25m,其匝数n=100,总电阻r=1.0Ω,线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和R=3.0Ω的定值电阻相连接。

线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度B=1.0T,在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴O1O2匀速转动,角速度ω=2.0rad/s。(1)求电阻R两端电压的最大值。(2)从线圈通过中性面(即线圈平面与磁场方向垂直的位置)开始计时,求经过14周期通过电阻R的电荷量。(

3)求在线圈转动一周的过程中,整个电路产生的焦耳热。考点规范练41交变电流的产生和描述1.C解析:在A和C时刻,线圈中感应电流最大,磁通量为零,线圈处于与磁感线方向平行的平面位置,故A错误;在B和D时刻,线圈中感应电流为零,

穿过线圈的磁通量最大,故B错误;从A→D时间内线圈转过34周期,即线圈转过的角度为32π,故C正确;由题图可知周期T=0.02s,频率为f=1𝑇=50Hz,正弦式交变电流一个周期电流方向改变2次,所以1s内交变电流方向改变100次,故D错误。2

.B解析t1时刻,穿过线框的磁通量为零,线框产生的感应电动势最大,电阻中的电流最大,根据右手定则,通过电阻的电流方向从右向左,A错误,B正确。t2时刻,穿过线框的磁通量最大,线框产生的感应电动势为零,电阻中的电流为零,C、D错误。3.

B解析:该交变电流电动势的有效值为U=220√2√2V=220V,故电阻的最小阻值Rmin=𝑈𝐼0=2202Ω=110Ω。4.B解析:V的示数应是电压的有效值220V,故A、D错误。电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压,灯泡正常发光,B正确。电压的峰值Um=220√2

V=311V,大于300V,故电容器有可能被击穿,C错误。5.C解析:根据电流的热效应有(6V√2)2·1𝑅·𝑇3+(9V)2𝑅·2𝑇3=𝑈2𝑅T,解得U=2√15V,C项正确。6.C解析:两种情况下,在相同时间内产生的热量相同,说明电压的有效值相同。线圈绕其一条直径以50Hz

的频率匀速转动时,电压有效值为E=𝐸m√2=𝐵𝑆𝜔√2=𝐵0π𝑟2×100πrad/s√2;磁场以题图乙所示规律周期性变化,电压有效值为E=𝑆·Δ𝐵Δ𝑡=π𝑟2·𝐵0𝑇4,解得T=√225πs,选项C正确。7.BC解析:两导线框进入磁场过程中,匀速转动切割磁感线产

生感应电动势的大小不变,选项A错误。导线框的转动周期为T,则感应电流的周期也为T,选项B正确。在t=𝑇8时,两导线框切割磁感线的有效长度相同,两导线框中产生的感应电动势相等,选项C正确。M导线框中一直有感应电流,N导线框中只有一半时间内有感应电流,所以两导线框的电阻相等时,感应电流的有效值不相等

,选项D错误。8.AD解析:由题意及法拉第电磁感应定律知道,线圈在磁场中做往复运动,产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律,线圈中的感应电动势的峰值为Em=nBlv=nB·2πrvm,故小灯泡中电流的峰值为Im=𝐸m𝑅1

+𝑅2=20×0.20π×2π×0.1×20.5+9.5A=0.16A,A正确,B错误。电压表的示数为U=𝐼m√2·R2=1.07V,C错误。当t=0.01s也就是𝑇4时,由题图丙可知加速度为零,外力等于安培力,故F=nB·2πrIm=0.128N,D正确。9.CD解析:t=𝑇4时磁感应

强度最大,线框中的磁通量最大,而磁通量的变化率却为零,因此感应电流也为零,A错误。电流表测量的是有效值,所以t=𝑇2时电流表的读数不为0,B错误。在𝑇2<t<3𝑇4内,穿过线圈的磁通量增加,根据楞

次定律可知,闭合导线框有收缩的趋势,C正确。线框中产生的感应电动势的最大值Em=BmSω=2π2𝐵0𝑟2𝑇,一个周期内产生的热量Q=𝐸2𝑅T=(𝐸m√2)2𝑅T=2π4𝐵02𝑟4𝑅𝑇,D正确。10.AC解析:当线圈按照图示的方向转动时,根据

右手定则可以判断电流总是从电刷b流出后经过用电器,再从电刷a流入,所以电刷a的电势总是比b的电势低,故A正确。当线圈转到图示位置时,线圈中产生的电动势达到最大值,故B错误。设线圈沿轴线方向的长度为l1,垂直于轴线方向的长度为l2,当线圈平面在图示位置时,线圈两条边切割磁感线

产生感应电动势大小相同,根据法拉第电磁感应定律可得该发电机产生电动势的最大值为Em=2NBl1·12l2ω=NBSω,故C正确。该发电机产生的是正弦式交变电流,其电动势的最大值是有效值的√2倍,故D错误。11.解析:(1)设线框的长度为l,每边阻值为R,ω=

2πn=2π×50πrad/s=100rad/s则cb边E1=Blv1=Blω3𝑙4=0.024Vad边E2=Blv2=Blω𝑙4=0.008Vab边和cd边不切割磁感线,产生的感应电动势为0。(2)电路中的

感应电流I=𝐸1+𝐸24𝑅=0.8A根据楞次定律可知,电流方向为b→c→d→a→b,如图所示。(3)q=IΔt=Δ𝛷4𝑅=𝐵𝑆sin30°4𝑅=0.004C。答案:(1)Ebc=0.024V,Ead=0.008V,Eab=Ecd=0(2)0.8A电流方向如解析

图所示(3)0.004C12.解析:(1)线圈中感应电动势的最大值Em=nBSω,其中S=l1l2Em=nBl1l2ω=20V线圈中感应电流的最大值Im=𝐸m𝑅+𝑟=5.0A电阻R两端电压的最大值Um=ImR=

15V。(2)设从线圈平面通过中性面时开始,经过14周期的时间t=𝑇4=π2𝜔此过程中线圈中的平均感应电动势𝐸=nΔ𝛷Δ𝑡=n𝐵𝑆Δ𝑡通过电阻R的平均电流𝐼=𝐸𝑅+𝑟=𝑛𝐵𝑆(𝑅+𝑟)Δ𝑡通过电阻R的电荷量q=

𝐼Δt=𝑛𝐵𝑆𝑅+𝑟=2.5C。(3)线圈中感应电流的有效值I=𝐼m√2=5√22A线圈转动一周的过程中,电流通过整个回路产生的焦耳热Q热=I2(R+r)T=157J。答案:(1)15V(2)2.5C(3)

157J