2020年高考物理100考点最新模拟题精练专题5.1 交变电流的产生和描述(基础篇)(解析版)

2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练(选修3-2)

第五部分 交变电流

专题5.1 交变电流的产生和描述(基础篇)

一.选择题

1.(6分)(2019广西桂林、崇左二模)图甲是小型交流发电机的示意图,线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴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图乙所示,以下判断正确的是( )

A.交流电的频率是100Hz B.0.02s时线圈平面与磁场方向平行 C.0.02s时穿过线圈的磁通量最大 D.电流表的示数为20A 【参考答案】B

【命题意图】本题考查交变电流的产生、对交变电流图像的理解及其相关知识点。 【解题思路】根据图乙,交变电流周期T=0.02s,频率f=1/T=

Hz=50Hz,选项A错误;0.02s时,

电流最大,线圈平面与磁场方向平行,穿过线圈的磁通量为零,磁通量变化率最大,选项B正确,C错误;根据图乙,Im=10

A,电流的有效值I=

A=10A,选项D错误。

2.(2019·北京市顺义区高三第二次统练)如图所示,边长为L、匝数为N,电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕转轴OO′匀速转动,轴OO′垂直于磁感线且位于线圈平面内,在线圈外接一含有理想变压器的电路,变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2,保持线圈以恒定角速度ω转动,下列判断正确的是( )

A.交流电压表V1的示数等于NBωL2

B.变压器的输入功率与输出功率之比为n1: n2 C.交流电压表V2的示数为副线圈两端电压的有效值 D.在图示位置时线圈中磁通量为零,感应电动势最小 【参考答案】C

2NB?L【名师解析】交流电压的最大值等于NBωL,电压表V1示数为有效值,A错误;理想变压器的输

22

入与输出功率之比为1:1,故B错误;交流电压表V2的示数为副线圈两端电压的有效值,选项C正确;在图示位置时线圈平面与磁场平行,线圈中磁通量为零,感应电动势最大,故D错误。

3.(2018·河北省衡水金卷模拟一)如图所示,线圈ABCD匝数n=10,面积S=0.4 m2,边界MN(与线圈的AB2

边重合)右侧存在磁感应强度B= T的匀强磁场,若线圈从图示位置开始绕AB边以ω=10π rad/s的角速度

π匀速转动.则以下说法正确的是( )

A.线圈产生的是正弦交流电 B.线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为80 V 1

C.线圈转动 s时瞬时感应电动势为403 V D.线圈产生的感应电动势的有效值为40 V

60【参考答案】 BD

【名师解析】 线圈在有界匀强磁场中将产生正弦半波脉动电流,故A错误;电动势最大值Em=nBSω=80 1ππ

V,故B正确;线圈转动 s、转过角度,瞬时感应电动势为e=Emsin =40 V,故C错误;在一个周期

6066时间内,只有半个周期产生感应电动势,根据有效值的定义有(=40 V,故D正确.

4.(2018·安徽省宣城市第二次调研)图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴OO′(OO′沿水平方向)匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与电阻R=10 Ω连接,与电阻R并联的交流电压表为理想电压表,示数是10 V.图乙是矩形线圈中磁通量随时间t变化的图象.线圈内阻不计,则( )

Em2TE2Em)R·=()RT,可得电动势有效值E=

2R22R

A.此交流发电机的电动势平均值为102 V B.t=0.02 s时R两端的电压瞬时值为零

C.R两端的电压u随时间t变化的规律是u=102cos (100πt) V D.当ab边速度方向向上时,它所受安培力的方向也向上 【参考答案】 C

【名师解析】 矩形线圈绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生正弦交流电,外电阻R=10 Ω,电压表示数为10 V,说明

Em=10 V,即电动势最大值为Em=102 V,所以平均值一定比Em=102 V小,选项A错.根据2

题图乙知t=0时磁通量等于0,可判断t=0时电动势最大,所以电动势随时间变化的规律为u=Emcos ωt=102cos(100πt) V,选项C对.将t=0.02 s代入电动势瞬时值表达式,得U=102 V,选项B错.根据楞次定律,感应电流总是阻碍线圈的转动,所以当ab边速度方向向上时,它所受安培力的方向向下,选项D错. 5.(多选)(2018·河北省张家口市上学期期末)如图所示,处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中的矩形线框MNPQ,以恒定的角速度ω绕对角线NQ转动.已知MN长为l1,NP长为l2,线框电阻为R.t=0时刻线框平面与纸面重合,下列说法正确的是( )

A.矩形线框产生的感应电动势有效值为B.矩形线框转过π时的电流强度为零

Bl1l2C.矩形线框转动一周,通过线框任意横截面的电荷量为 RπB2l12l22ω

D.矩形线框转过π过程中产生的热量为

2R【参考答案】 ABD

【名师解析】 产生正弦式交变电流,最大值为Em=Bl1l2ω,所以有效值为:E=

2Bl1l2ω

,故A正确;转2

2

Bllω 212

过π时,线圈平面与磁场垂直,磁通量最大,感应电动势为零,电流为零,故B正确;线框转过一周通过

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