2015高考物理_00015.docVIP

计时双基练34　交变电流的产生和描述 (限时：45分钟　满分：100分) A级　双基达标 1．(多选题)(2013·山东卷)练图10－1－1①是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平的匀强磁场，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如练图10－1－1②所示，以下判断正确的是(　　) ① 　 ② 练图10－1－1 A．电流表的示数为10 A B．线圈转动的角速度为50π rad/s C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左 解析　从交变电流的图象可知交变电流的有效值为10 A，线圈转动的角速度ω＝＝100π rad/s，故A对、B错．因线圈转动的周期为0.02 s，故0.01 s时线圈平面与磁场方向平行，C对；0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右，D错． 答案　AC 2．先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电．第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如练图10－1－2①所示)；第二次灯泡两端的电压变化规律如练图10－1－2②所示．若图①、②中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是(　　) 练图10－1－2 A．第一次，灯泡两端的电压有效值是U0/2 B．第二次，灯泡两端的电压有效值是3U0/2 C．第一、第二次，灯泡的电功率之比是2:9 D．第一、第二次，灯泡的电功率之比是1:5 解析　电源①有效值U＝U0，A项错．电源②·T＝·＋·，U′＝ U0，B项错．P＝，则两次功率之比＝＝＝.即只有D项正确． 答案　D 3. 练图10－1－3 将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，边长为l，它在磁感应强度为B、方向如练图10－1－3所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路中有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除小灯泡外，其余部分的电阻不计，小灯泡的电阻应为(　　) A. B. C. D. 解析　单匝正方形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，将产生正弦式交流电，则电动势的最大值Em＝Bl2ω＝2πnBl2，其有效值E＝＝，计算小灯泡的额定功率P要用其有效值，即P＝，R＝＝，故只有B选项正确． 答案　B 4．(2013·福建高考)如练图10－1－4，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转动时，产生的电动势 e＝10 sin10πt(V)，则(　　) 练图10－1－4 A．该交变电流的频率为10 Hz B．该电动势的有效值为10 V 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A的示数为1.0 A 解析　由2πf＝10π，得频率f＝5 Hz，选项A错误；电动势的最大值为10 V，有效值为10 V，选项B错误；电流表示数为电流有效值，大小为I＝＝ A＝1 A，选项D正确；外接电阻R所消耗的功率为9 W，选项C错误． 答案　D 5．如练图10－1－5所示的电路中，A是熔断电流I0＝2 A的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝220sin314t V．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于(　　) 练图10－1－5 A．110 Ω B．110 Ω C．220 Ω D．220 Ω 解析　该交变电流电动势的有效值为U＝ V＝220 V，故电阻的最小阻值Rmin＝＝ Ω＝110 Ω. 答案　B 6．(多选题)如练图10－1－6所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′方向观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为l1，ad边的边长为l2，线圈电阻为R，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时(　　) 练图10－1－6 A．线圈中感应电流的方向为abcda B．线圈中的感应电动势为2nBl2ω C．穿过线圈磁通量随时间的变化率最大 D．线圈ad边所受安培力的大小为 解析　当线圈转到图示的位置时，由右手定则可知线圈中感应电流的方向为adcba，故A项错误；当转到图示的位置时产生的电动势最大，由法拉第电磁感应定律可得，穿过线圈的磁通量的变化率最大．此时电动势的大小为E＝2nBl2ω＝nBl1l2ω，B项错误，C项正确；线圈此时的感应电流大小为：I＝＝，所以ad边所受的安培力的大小为：F＝nBIl2，代入I可得：F＝，D项正确． 答案　CD 7. 练图10－1－7 如练图10－1－7所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝ T，当