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） 5页

‎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