2021高考物理（选择性考试）人教版一轮规范演练：46 交变电流的产生和描述

2021高考物理（选择性考试）人教版一轮规范演练：46 交变电流的产生和描述

www.ks5u.com 规范演练46　交变电流的产生和描述 ‎[抓基础]‎ ‎1．(多选)下面关于交变电流的说法中正确的是(　　)‎ A．交流电器设备上所标的电压值和电流值是交变电流的峰值 B．用交流电流表和电压表测定的数值是交变电流的瞬时值 C．给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值 D．和交变电流有相同热效应的直流电流的数值是交变电流的有效值 答案：CD ‎2．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，以下说法错误的是(　　)‎ A．线圈中的感应电动势为零 ‎ B．线圈平面与磁感线方向垂直 C．通过线圈的磁通量达到最大值 D．通过线圈的磁通量变化率达到最大值 解析：在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大．通过线圈的磁通量变化率为零，感应电动势为零，故A、B、C正确，D错误．‎ 答案：D ‎3．(2019·合肥模拟)一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是 (　　)‎ A．当磁通量为零时，感应电动势也为零 B．当磁通量减小时，感应电动势也减小 C．当磁通量等于0.5 Φm时，感应电动势等于0.5 Em D．角速度ω等于 答案：D ‎4．有A、B两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的交变电流，B通以图乙所示的交变电流，则两电热器的电功率之比PA∶PB等于(　　)‎ 甲　　　　　　　乙 A．2∶1　　　　 B．1∶1‎ C.∶1 D．1∶2‎ 解析：图甲是交变电流，但其有效值为I0，因为它的前半个周期与后半个周期的电流都是等大的；图乙是正弦交变电流，它的有效值为，则PA∶PB＝(I0)2R∶R＝2∶1，故选项A正确．‎ 答案：A ‎5．(2019·天水模拟)如图所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝10sin 10πt(V)则(　　)‎ A．该电动势的有效值为10 V B．该交变电流的频率为10 Hz C．外接电阻R所消耗的电功率为10 W D．电路中理想交流电流表的示数为1.0 A 解析：交变电流的频率f＝ Hz＝5 Hz，故B错误；该电动势的最大值为10 V，有效值是10 V，选项A错误；外接电阻R消耗的功率P＝＝ W＝ W，故C错误；电路中电流为I＝＝ A＝1 A，则理想交变电流表的示数为1.0 A，故D正确．‎ 答案：D ‎6．一交变电压为u＝100sin100πt(V)，由此表达式可知(　　)‎ A．用电压表测该电压其示数为50 V B．该交变电压的周期为0.02 s C．将该电压加在“100 V　100 W”的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100 W D．t＝ s时，该交变电压的瞬时值为50 V 解析：电压有效值为100 V，故用电压表测该电压其示数为100 V，A项错误；ω＝100π rad/s，则周期T＝＝0.02 s，B项正确；将该电压加在“100 V　100 W”的灯泡两端，灯泡恰好正常工作，实际功率等于100 W，C项错误；将t＝ s代入瞬时值表达式得电压的瞬时值为100 V，D项错误．‎ 答案：B ‎7．如图所示，表示一交变电流的电流随时间变化的图象，此交变电流的有效值是(　　)‎ A．5 A B．3.5A C．3.5 A D．5 A 答案：D ‎8．(多选)交变电动势瞬时值表达式e＝10sin 4πt (V)，下列说法正确的是(　　)‎ A．此交变电流的频率是4 πHz B．该交变电流的周期是0.5 s C．当t＝0时，产生此交变电流的线圈与中性面重合 D．当t＝0.5 s时，此交变电动势有最大值 解析：由表达式可知ω＝4π rad/s＝2πf，f＝2 Hz，故选项A错误；由T＝＝0.5 s，可知选项B正确；当t＝0时，由e＝10sin 4πt V＝0可知此时线圈与中性面重合，故选项C正确；当t＝0.5 s时，当e＝10 sin 4πt V＝0可知交变电动势最小，故选项D错误．‎ 答案：BC ‎[提素养]‎ ‎9．一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知(　　)‎ A．该交变电流的电压的瞬时值表达式为u＝100sin 25t(V)‎ B．该交变电流的频率为4 Hz C．该交变电流的电压的有效值为100 V D．若将该交变电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W 解析：由题图可知，该交变电压的周期T＝4×10－2 s，则频率f＝＝25 Hz，电压的最大值Um＝100 V，则有效值U＝＝50 V，瞬时值表达式u＝Umsin t＝100sin 50πt(V)，选项A、B、C错误；将该交变电压加在R＝100 Ω的电阻两端时，电阻消耗的功率P＝＝50 W，选项D正确．‎ 答案：D ‎10．(2019·江西南昌模拟)两矩形线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势E随时间t的变化关系分别如图中甲、乙所示，则下列说法正确的是(　　)‎ A．两交变电流的频率之比f甲∶f乙＝1∶2‎ B．两交变电流电动势的有效值之比E甲∶E乙＝3∶1‎ C．t＝1 s时，两线圈中的磁通量的变化率均为零 D．t＝1 s时，两线圈均处在与中性面垂直的位置上 解析：由题图可见T乙＝2T甲，则f甲∶f乙＝2∶1，A错误；E甲∶E乙＝E甲m∶E乙m＝1∶3，B错误；e∝，t＝1 s时E＝0，故＝0，C正确；E＝0说明线圈处在中性面的位置上，D错误．‎ 答案：C ‎11．(2019·辽宁沈阳模拟)如图所示，磁感应强度分别为B和2B 的匀强磁场区域是紧邻的，磁场方向垂直于纸面向里，单匝矩形线圈的ab边刚好位于两个磁场的分界处，线圈以ab边为转轴按图示方向匀速转动．已知线圈转动的角速度为ω，ab边长为l1，ab边长为l2，则线圈中产生的感应电动势的有效值为(　　)‎ A.Bl1l2ω B.Bl1l2ω C.Bl1l2ω D.Bl1l2ω 解析：从图示位置开始，线圈在磁场中转动过程中产生交变电流的电压随时间变化的图象如图所示，两部分最大瞬时电压分别为Em1＝Bl1l2ω，Em2＝2Bl1l2ω，根据有效值定义可知：·＋·＝·T，解得U＝Bl1l2ω，B正确．‎ 答案：B ‎12．(2019·陕西黄陵高三考前模拟)如图甲所示，匝数n＝100，边长L＝0.1 m的正方形线框置于匀强磁场中，现让线框垂直磁场方向的轴匀速转动，如图乙为计时开始后，通过线框的磁通量随时间变化的图象，则 (　　)‎ 甲　　　　　　乙　　　　‎ A．线框中感应电动势有效值为10π V B．线框两端电压瞬时值为u＝20π sin 50πt (V)‎ C．匀强磁场的磁感应强度为4×10－3 T D．t＝0时刻线框恰好位于中性面处 解析：由Φm＝BS，得4×10－3＝B×0.1×0.1，故B＝0.4 T，选项C错误；线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴转动时产生正弦式交变电流，电动势最大值Em＝nBSω＝nΦ·＝100×4×10－3× V＝20π V，有效值为E＝＝10π V，故A正确；如题图所示，线圈应是从垂直于中性面位置开始计时，故电压瞬时值应为u＝20π cos 50πt(V)，B、D错误．‎ 答案：A ‎13.一个交变电动机的内电阻r＝2 Ω，与R＝8 Ω的电阻串联接在线圈上，如图所示．已知线圈面积为 m2，共100匝，线圈的电阻为2 Ω，线圈在B＝ T的匀强磁场中绕OO′以转速n＝600 r/min匀速转动时，在合上开关S后电动机正常工作时，电压表的示数为100 V，求：‎ ‎(1)感应电动势的最大值；‎ ‎(2)电动机正常工作时的输出功率．‎ 解析：(1)线圈转动时产生的电动势的最大值为 Em＝NBSω＝100×××2π× V＝200 V.‎ ‎(2)因为是正弦交变电流，故有效值为E＝＝200 V.‎ 设线圈的电阻为r，‎ 则电路中的电流I为I＝＝10 A，‎ 电动机正常工作时的输出功率为 P＝UI－I2r＝800 W.‎ 答案：(1)200 V　(2)800 W