2014年高考二轮复习专题训练之 交变电流的产生及描述(含答案解析,人教版通用)

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2014年高考二轮复习专题训练之 交变电流的产生及描述(含答案解析,人教版通用)

‎2014年高考二轮复习专题训练之交变电流的产生及描述 ‎1.一个小型电热器若接在输出电压为10 V的直流电源上,消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为。如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为(  )‎ A.5 V         B.5 V C.10 V D.10 V ‎2.某小型发电机产生的交变电动势为e=50 sin 100πt(V)。对此电动势,下列表述正确的有(  )‎ A.最大值是50 V B.频率是100 Hz C.有效值是25 V D.周期是0.02 s ‎3.如图1所示电路,电阻R1与电阻R2阻值相同,都为R,和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零,反向电阻可看作无穷大),在A、B间加一正弦交流电u=20sin(100πt) V,则加在R2上的电压有效值为(  )‎ A.10 V B.20 V 图1‎ C.15 V D.5 V[来源:学#科#网Z#X#X#K]‎ ‎4.矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中,线框输出的交流电压随时间变化的图象如图所示,下列说法中正确的是(  ) ‎ A.交流电压的有效值为36 V B.交流电压的最大值为36V,频率为0.25 Hz C. 2 s末线框平面垂直于磁场,通过线框的磁通量最大 D. 1 s末线框平面垂直于磁场,通过线框的磁通量变化最快 解析:由线框输出的交流电压随时间变化图象可知,交流电压的最大值为36 ‎ V,频率为0.25 Hz,B正确;有效值则为36 V,A错误;2 s末,线框产生的感应电动势为零,所以此时线框平面垂直于磁场,C正确;1 s末,线框产生的感应电动势最大,此时线框平面平行于磁场,通过线框的磁通量变化最快,D错误.‎ 答案:BC ‎5.在如下图甲所示的电路中,电阻R的阻值为50 Ω,在ab间加上图乙所示的正弦交流电,则下面说法中正确的是(  )‎ A.交流电压的有效值为100 V B.电流表示数为2 A[来源:Z§xx§k.Com]‎ C.产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/s D.在1分钟内电阻R上产生的热量为1.2×104 J 解析:从题图乙中可以看出,交流电压的峰值为100 V,所以有效值U=100 V,A项正确;通过电阻的电流I=U/R=‎2 A,B项正确;交流电的周期为T=0.02 s,故角速度ω==100π rad/s,C项错误;根据Q=t得,Q=1.2×104 J,D项正确.[来源:学科网ZXXK]‎ 答案:ABD ‎6.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如下图所示.由图可知(  )‎ A.该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin(25t)V B.该交流电的频率为25 Hz C.该交流电的电压的有效值为100 V D.若将该交流电压加在阻值为R=100 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率是50 W 解析:从题图中可知,交流电周期T=4×10-2 s,峰值电压Um=100 V,故交流电的频率f==25 Hz,有效值U==50 V.加在R=100 Ω的电阻上时的热功率P==50 W,瞬时值表达式u=Umsint=100sin(50πt) V,故正确选项为B、D.‎ 答案:BD ‎7.如图甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化,在时刻( )‎ A.线圈中的电流最大 B.穿过线圈的磁通量最大 C.线圈所受的安培力为零 D.穿过线圈磁通量的变化率最大[来源:Z+xx+k.Com]‎ ‎8.一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动,角速度为ω时,线圈中产生的交变电动势的最大值为E0,周期为T0,外力提供的功率为P0.若使线圈转动的角速度变为2ω,线圈中产生的交变电动势的最大值为E,周期为T,外力提供的功率为P.则E、T和P的大小为( )[来源:学#科#网]‎ A.E=2E0,T=T0,P=2P0‎ B.E=E0,T=T0,P=2P0‎ C.E=2E0,T=T0,P=2P0‎ D.E=2E0,T=T0,P=4P0‎ ‎9.如图12甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n=100 匝,总电阻r=1.0 Ω,所围成矩形的面积S=‎0.040 m2‎,小灯泡的电阻R=9.0 Ω,磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=nBmScos t,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期,不计灯丝电阻随温度的变化,求:‎ 图12‎ ‎(1)线圈中产生感应电动势的最大值;‎ ‎(2)小灯泡消耗的电功率;‎ ‎(3)在磁感应强度变化的0~时间内,通过小灯泡的电荷量。‎ ‎10.如右图所示,矩形线圈abcd在磁感应强度B=2 T的匀强磁场中绕轴OO′以角速度ω=10π rad/s匀速转动,线圈共10匝,电阻r=5 Ω,ab=‎0.3 m,bc=‎0.6 m,负载电阻R=45 Ω.求:‎ ‎(1)写出从图示位置开始计时线圈中感应电动势的瞬时值表达式;‎ ‎(2)电阻R在0.05 s内产生的热量;‎ ‎(3)0.05 s内流过电阻R上的电荷量(设线圈从垂直中性面开始转动).‎ 解析:(1)电动势的最大值为Em=nBSω=10×2×0.3×0.6×10π V≈113.04 V 故瞬时值表达式e=Emcosωt=113.04cos10πt V ‎(2)电流的有效值I===‎‎1.6 A 所以0.05 s内R上产生的热量Q=I2Rt=5.76 J ‎(3)平均感应电动势为=n=72 V 平均感应电流为==‎‎1.44 A 所以通过电阻R的电荷量为q=·t=‎0.072 C.‎ 答案:(1)e=113.04cos10πt V (2)5.76 J (3)‎‎0.072 C ‎11.如下图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,总电阻r=1.0 Ω,所围成矩形的面积S=‎0.040 m2‎,小灯泡的电阻R=9.0 Ω,磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=nBmScost,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期,不计灯丝电阻随温度的变化,求:‎ ‎(1)线圈中产生感应电动势的最大值;‎ ‎(2)小灯泡消耗的电功率;‎ ‎(3)在磁感应强度变化的0~时间内,通过小灯泡的电荷量.‎ 解析:(1)由图象知,线圈中产生的交变电流的周期T=3.14×10-2 s,所以Em=nBmSω==8.0 V.‎ ‎(2)电流的最大值Im==‎0.80 A,有效值I== A,小灯泡消耗的电功率P=I2R=2.88 W.‎ ‎(3)在0~时间内,电动势的平均值=,平均电流==,‎ 流过灯泡的电荷量Q=Δt==4.0×10-‎‎3 C 答案:(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10-‎‎3 C
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