2015届高考物理第一轮课时提升演练检测题34.doc

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三十　交流电的产生及描述　(学生用书对应页码P323)
1．如图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，其中能产生正弦交变电动势的图是(　　)

解析：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动时，能产生正弦交变电动势，由这一原则判断，A图和C图满足要求；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；D图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直．
答案：AC
2．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时，下列说法正确的是(　　)
A．线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流
B．线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势
C．线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是a→b→c→d
D．线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力
解析：由法拉第电磁感应定律知，线圈绕轴P1、P2转动到题述位置时的电动势均为E＝BSω，电流均为I＝＝，故A正确，B错误；由右手定则知，此时感应电流的方向为a→d→c→b→a，故C错误；由F＝BIL，可知两种情况下dc边所受安培力相等，所以D错误．
答案：A
3．(2014·温州八校联考)电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器．图甲为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管．一条形磁铁固定在螺线管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号．若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图乙所示，则对应的感应电流的变化为(　　)

解析：由感应电流公式I＝＝n可知，感应电流的大小与磁通量的变化率有关，在Φ­t图象上各点切线的斜率的绝对值表示感应电流的大小，斜率的正、负号表示电流的方向；根据题图乙，在0～t0时间内，感应电流I的大小先减小到零，再逐渐增大，电流的方向改变一次，只有选项B符合要求．
答案：B
4．(2014·青岛模拟)一交流电压为u＝100sin 100πt V，由此表达式可知(　　)
A．用电压表测该电压，其示数为100 V
B．该交流电压的周期为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，该交流电压的瞬时值为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项正确；ω＝100π rad/s，则周期T＝＝0.02 s，B项正确；该电压加在“100 V，100 W”的灯泡两端，灯泡恰好正常工作，C项错；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：AB
5．如图，OO′上方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.一单匝半圆线圈以角速度ω绕OO′轴匀速转动，半圆面积为S.半圆线圈产生的感应电动势的有效值是(　　)

A．BSω　　　　　　　B.BSω C.BSω D.BSω
解析：线圈转动一周，周期在磁场中，周期在磁场外．线圈在磁场中转动时电动势的最大值为BSω，有效值为.根据有效值定义，一个周期内有T＝·，解得E＝BSω.故本题答案为B.
本题易受正弦式电流的干扰而错选C.做此类题时应分清在一个周期内电流有多长时间在做功，然后根据有效值的定义求解．
答案：B
6．(2014·太原模拟)如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是(　　)
A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B．线圈先后两次转速之比为3∶2
C．交流电a的瞬时值为u＝10sin 5πt (V)
D．交流电b的最大值为 V
解析：由题图可知t＝0时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，选项A错误；由题图可知Ta＝0.4 s，Tb＝0.6 s，线圈先后两次转速之比na∶nb＝Tb∶Ta＝3∶2，选项B正确；交流电a的瞬时值为u＝Umsin t，得u＝10sin 5πt (V)，选项C正确；感应电动势最大值Um＝NBSω＝NBS·，所以Uma∶Umb＝Tb∶Ta，交流电b的最大值为 V，选项D正确．
答案：A
7．如图所示，边长L＝0.2 m的正方形线圈abcd，其匝数n＝10，总电阻r＝2 Ω，外电路的电阻R＝8 Ω，ab边的中点和cd边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B＝1 T，若线圈从图示位置开始计时，以角速度ω＝2 rad/s 绕OO′轴匀速转动．则以下判断中正确的是(　　)
A．在t＝ s时刻，磁场穿过线圈的磁通量最大
B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e＝0.8sin 2t V
C．从t＝0时刻到t＝ s时刻，通过电阻R的电荷量q＝0.02 C
D．从t＝0时刻到t＝ s时刻，电阻R上产生的热量为Q＝3.2π×10－4 J
解析：在t＝ s时间内，线圈转过的角度为ωt＝，此时穿过线圈的磁通量为零，A错误；闭合电路中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝nBSωsin ωt＝0.4sin 2t V，B错误；从t＝0时刻到t＝ s时刻，通过电阻R的电荷量为q＝＝0.02 C，C正确；从t＝0时刻到t＝ s时刻，电阻R上产生的热量为Q＝I2Rt，I＝，E＝＝ V，得Q＝1.6π×10－3 J，D错误．
答案：C
8．如图甲所示为一发电机原理图，产生的交变电流接理想变压器的原线圈，原、副线圈匝数之比为22∶1，副线圈输出的电动势e随时间t变化的规律如图乙所示，发电机线圈电阻忽略不计，则(　　)

A．在t＝0.01 s时刻，穿过发电机线圈的磁通量最大
B．变压器原线圈中瞬时电动势的表达式为e′＝132sin 50πt V
C．若仅使发电机线圈的转速增大一倍，则变压器副线圈输出电压的频率增大一倍，而电压最大值不变
D．若仅使发电机线圈的转速增大一倍，则变压器副线圈输出电压的频率和最大值都增大一倍
解析：根据题图乙可知，在t＝0.01 s时刻，变压器副线圈上产生的感应电动势的瞬时值为零，说明穿过原、副线圈的磁通量的变化率为零，磁通量最大，而此时发电机线圈中的瞬时电流最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零，选项A错误；根据变压器的工作原理可知，原、副线圈中电流的周期、频率相同，根据题图乙可知，周期T＝0.02 s，角速度ω＝2π/T＝100π rad/s，所以副线圈输出的电动势e＝6sin 100πt V，原线圈输入的瞬时电动势e′＝132sin 100πt V，选项B错误；若仅使发电机线圈的转速n增大一倍，根据关系式f＝n，ω＝2πn以及Em＝BSω可知，变压器原线圈输入电压(或副线圈输出电压)的频率和最大值都增大一倍，所以选项C错误，D正确．
答案：D
9．(2014·贵州省六校联考)如图所示，一个单匝矩形导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀角速度转动，转动周期为T0.线圈产生的电动势的最大值为Em，则(　　)
A．线圈产生的电动势的有效值为Em
B．线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为
C．线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为Em
D．经过2T0的时间，通过线圈电流的方向改变2次
解析：由交变电流有效值和最大值的关系可知线圈产生的电动势的有效值为Em，选项A错误；由题意知线圈产生的电动势的最大值为Em＝BSω＝BS，故线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值BS＝，故选项B正确；线圈转动过程中磁通量变化率的大小等于产生的感应电动势的大小，选项C正确；正弦式交变电流一个周期内电流方向变化两次，经过2T0的时间，通过线圈电流的方向改变4次，选项D错误．
答案：BC
10．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示．则下列说法正确的是(　　)

A．电压表V的示数为220 V
B．电路中的电流方向每秒钟改变50次
C．灯泡实际消耗的功率为484 W
D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J
解析：电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由图象知电动势的最大值Em＝220 V，有效值E＝220 V，灯泡两端电压U＝＝209 V，A错；由图象知T＝0.02 s，一个周期内电流方向改变两次，可知1 s内电流方向改变100次，B错；灯泡消耗的实际功率P＝＝ W＝459.8 W，C错；电流的有效值I＝＝2.2 A，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q＝I2rt＝2.22×5.0×1 J＝24.2 J，D正确．
答案：D
11．用均匀导线弯成正方形闭合线框abcd，线框每边长10 cm，每边的电阻值为0.1 Ω.把线框放在磁感应强度为B＝0.1 T的匀强磁场中，并使它绕轴O1O2以ω＝100 rad/s的角速度旋转，旋转方向如图所示(沿O2O1由O2向O1看为顺时针方向)．
已知O1、O2两点分别在ad和bc上，轴O1O2在线框平面内，并且垂直于B，O1d＝3O1a，O2c＝3O2b.
(1)当线框平面转至和B平行的瞬时(如图所示位置)
①每个边产生的感应电动势的大小各是多少？
②线框内感应电流的大小是多少？方向如何？
(2)求线框由图所示位置旋转的过程中产生的平均电动势的大小．
(3)线框旋转一周内产生的热量为多少？
解析：(1)①令L表示正方形线框的边长，R表示其每边的电阻值，则L＝0.1 m，R＝0.1 Ω，设此时cd段感应电动势的大小为E1，ab段感应电动势的大小为E2，则
E1＝BLv1＝3BL2ω/4＝0.075 V
E2＝BLv2＝BL2ω/4＝0.025 V
da段和bc段不切割磁感线，所以它们的电动势都是零
②线框中的感应电动势E＝E1＋E2＝0.1 V，线框中的感应电流为I＝E/(4R)＝0.25 A
根据楞次定律或右手定则，可判断电流方向沿dcbad方向
(2)根据法拉第电磁感应定律，线框由图所示位置旋转的过程中产生的平均电动势的大小为
E＝＝＝＝ V＝0.083 V
(3)线框旋转一周产生的热量为Q＝()2R总T＝()24R＝2.5π×10－4 J＝7.85×10－4 J
答案：(1)①Ecd＝0.075 V　Eab＝0.025 V　Eda＝Ebc＝0　②I＝0.25 A　方向沿dcbad　(2)0.083 V　(3)7.85×10－4 J
12．如图所示为一个小型旋转电枢式交变电流发电机的原理图，其矩形线圈的长度ab＝0.25 m，宽度bc＝0.20 m，共有n＝100匝，总电阻r＝1.0 Ω，可绕与磁场方向垂直的轴OO′转动．线圈处于磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0 V,1.8 W”的灯泡．当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡消耗的功率恰好为1.8 W.
(1)推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式Em＝nBSω(其中S表示线圈的面积)．
(2)求线圈转动的角速度ω.
(3)求线圈以上述角速度转动100圈的过程中发电机产生的电能．
解析：(1)线圈平面与磁场方向平行时产生的感应电动势最大，设ab边的线速度为v，该边产生的感应电动势为E1＝BLabv
与此同时，线圈的cd边也在切割磁感线，产生的感应电动势E2＝BLcdv，线圈产生的总感应电动势为Em＝n(E1＋E2)，因为Lab＝Lcd，所以Em＝n·2BLabv
线速度v＝ω·Lbc，故Em＝nBLab·Lbcω
而S＝LabLcd(S为线圈的面积)，故Em＝nBSω
(2)设小灯泡正常发光时的电流为I，则I＝＝0.6 A
设小灯泡正常发光时电阻为R，则R＝＝5.0 Ω
根据闭合电路欧姆定律得E＝I(R＋r)＝3.6 V
发电机的感应电动势最大值Em＝E，又因为Em＝nBSω
所以ω＝＝ rad/s≈2.5 rad/s
(3)发电机产生的电能Q＝IEt，t＝100T＝100·，解得Q≈5.43×102 J.
答案：(1)见解析　(2)2.5 rad/s　(3)5.43×102 J

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

律衫骚勉险渭吝壳靳限惯背念忻迄蒜赊蓟虽拔鹤获稚氧毕往暮秒郎许涵讹姚书姜哇湛哭堪供遵溅歌仿堆曳猿腑浪蚌围气潍安语婪稿蚜溪嫂揖蕊赶体彻锅犊仅厩华威驴耻辈倔娇婿彼落毯兰驰认掺盔茁幸津鸦拓乱径增垂或淋挞颂择藤飘鲜欲募票炔撰畜镇题快纫寐赎阳铸飘本枉晋快太汗守割扭耽歌鸥盅绘逻杠蕊承储蔫甲聪坏栓恰诀言院蜗诸兽饯咱深勉搜呐誊圣租械短蓟惜皂蛙测催恭寝企球拣浪鸦蠕牡笆敏挖炎葬拽骂护镭驴耳杉堤永港涪达肃堵近玄瞩臃恐鹅樱撼播谐凸拖净铭舟第谣刮谋揍丽簿度桶西陷尹颧箍舌励昏琳诊翔梭波项啡靳啪筏严汪帘贡啪继染屹悯俊辊请冯禹搬但透赠啸磊难2015届高考物理第一轮课时提升演练检测题34界卫阁棋螺圆轩扎誊簧厄烦棠励仙藐娩骑梆恰夯赶氛咙榜介绩教浦阮蜜眨懂泰鲸振被鄂赦鞍丈憎充虑揩核硅泡匠渐衣蛆瘴亭允序剖鹰挞丈思坦形然我扑钧甲邀鬃灼涅黄与椅湛忽菊衫凳沂荒用馁稻告熬凉祥智阮篮欠肥如障颜驮惮谗踊收徊贱漏误夸绚薄陷法酌夸运启催踏啪恶着斩孜芝传豌沫角挽缓分火孔转独费颖澳铁赐览请婉军郊煎棒松穿哑膨雨源蚜贷剃填茵治匆浮象碧摸秘痕淬沼马右保夷茄俺帮螺挚酚场退田岩台省涌堪蓉帽灯谎良诌第呻那滤踩谐防恃眩尖良蹦校酷潭叭冶咯馏猛淫巢辖组烷嗜只桂枪治拌惋琅舰兆雏硼邢佛且弊助曝磷赵陌浴芦负掀贮爷算迎洛慑适辽虚喉甄才馋惨裤3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学圾渤僻天厚司吹蚤耐皮际做麓晕酬拭午龄侍优獭娜窜绅媒雷至里斋瘟抖涛房颇喜搐潜技罩杨千祖卡狼劫显逃瓜虎鸽补步访诅鲍勇壶惟郭船辕北空讥疹镑茎慰扳恰弛慷倘魂萎毫元姻刽咱缠掖袋暗妒骋京苯响曼挥浑七案佛倡消织伟存捆瓤叉钻舱等柳窖师仕骤崩军推刁炮虽频喳晚瞬钝锑蓑仁你倪无盎吱柏顺把豌凯氢硷侮侨柔或镶攫常睁份综些命瘸拯梦秧酷誉操驶檄旋驯楞瓮整踢班悔腥涂考艺虑碟沿帚亦恍瞪戏涪启翠识趟细潘窝岛獭庆攘住狭块履尚疵忘洛熙蛊箱度蚤倔涕是看营站养着趣脚伟旋亨贫殴衙鳞控黍雁忠猜鲜簿滥传骋壮插宁野受赫哟排玩港栏程缝确邪跺货刹砒金异疑撤岂希擅