专题12.1 交变电流的产生与描述【练】-2022年高考物理一轮复习讲练测

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1．（2021·北京朝阳区高三一模）如图所示，（甲）→（乙）→（丙）→（丁）→（甲）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已知线圈转动的角速度为ω，转动过程中电路中的最大电流为Im。下列选项正确的是（ ）
A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零
B．从图（乙）位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为
C．在图（丙）位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率也最大
D．在图（丁）位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为c→d
2．(2021·安徽合肥三模)已知某交变电流在一个周期内的波形如图所示，则该电流通过一阻值为10 Ω的电阻时的发热功率是( )
A．16 W B．18 WC．22.5 W D．28 W
3．(2021·南京、盐城一模)一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如下图所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是( )
4．（2021·山东济南市历城二中高三模拟）某国产手机充电器将电压（V）的交变电流转变成5V和9V两种恒定电压，将充电器看作是理想变压器与理想转换器组成，转换器将交变电流转换为恒压直流电，则下列说法正确的是（ ）
A．变压器原线圈与两个副线圈的匝数比分别为和
B．变压器原线圈与两个副线圈的匝数比分别为和
C．变压器副线圈输出频率为100Hz的交变电流
D．变压器5V和9V副线圈匝数比为
5．（2021·辽宁葫芦岛市高三一模）一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动，内阻不计。转轴位于线圈平面内，并与磁场方向垂直。产生的电动势随时间变化的规律如图所示，则（ ）
A．该交变电流频率是0.4Hz B．计时起点，线圈恰好与中性面重合
C．t＝0.1s时，穿过线圈平面的磁通量最大 D．该交变电动势瞬时值表达式是e＝cs5πt（V）
6．（2021·北京丰台区高三一模）由交流发电机、定值电阻R、交流电流表组成的闭合回路如图所示。线圈ABCD逆时针方向转动，下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动过程中AD、BC边产生感应电动势 B．线圈转动到图中位置时，感应电流方向为ADCBA
C．线圈匀速转动时，交流电流表指针左右摆动 D．线圈转动到中性面的瞬间，电路中的电流最大
7．(2021·福州质检)某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示，现用该电源对标称值为“5 V 10 W”的电动机供电，电源内阻不计，下列说法正确的是
A．电动机的内阻为2.5 Ω B．电动机的发热功率为10 W
C．通过电动机的电流为2 A D．通过电动机的电流为2eq \r(2) A
8．（2021贵州遵义模拟）图甲所示电压按正弦规律变化，图乙所示电压是正弦交流电的一部分，则下列说法正确的是( )
A．图乙所示的电压也是正弦交流电压
B．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝10sin(50πt) V
C．图乙所示电压的周期与图甲所示电压周期相同
D．图甲所示电压的有效值比图乙所示电压的有效值小
9．.(2021·河北省衡水一模)(多选)如图所示，线圈ABCD匝数n＝10，面积S＝0.4 m2，边界MN(与线圈的AB边重合)右侧存在磁感应强度B＝eq \f(2,π) 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
C．线圈转动eq \f(1,60) s时瞬时感应电动势为40eq \r(3) V D．线圈产生的感应电动势的有效值为40 V
二、练能力
10．（2021·辽宁丹东市高三一模）图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为，外接灯泡的电阻为，下列说法正确的是（ ）
A．线圈是从垂直中性面位置开始计时的 B．电动势表达式为
C．电流方向每秒改变50次 D．理想电压表示数为
11．(2021·江苏苏北四市模拟)一交流发电机与电阻、电感线圈(电阻不计)、电压表及开关组成如图甲所示电路，交流发电机的线圈abcd(电阻不能忽略)在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。图乙是开关S断开的情况下，电阻R两端的电压u随时间t变化的图象。下列说法正确的是( )
A．t＝1×10－2 s时，电压表的读数为零
B．t＝1×10－2 s时，线圈abcd中的磁通量变化率最大
C．电阻R两端电压的表达式为u＝50sin(100πt) V
D．开关闭合前后，电压表的示数相同
12． (2021·忻州模拟) (多选)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A。那么下列说法正确的是（ ）
A．线圈消耗的电功率为4 W
B．线圈中感应电流的有效值为2 A
C．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cseq \f(2π,T)t
D．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝eq \f(T,π)sineq \f(2π,T)t
13．(2021·石家庄二模)(多选)如图所示的正方形线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在垂直于纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω匀速转动，c、d两点与一阻值为r的电阻相连，各表均可视为理想表，导线电阻不计，则下列说法中正确的是( )
A．线框abcd产生的电流为交变电流 B．当S断开时，电压表的示数为零
C．当S断开时，电压表的示数为eq \f(\r(2),8)BωL2 D．当S闭合时，电流表的示数为eq \f(\r(2)BωL2,14r)
三、练真题
14.（2021河北卷，T8）如图，发电机的矩形线圈长为、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和，两个副线圈分别接有电阻和，当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（ ）
A. 通过电阻的电流为B. 电阻两端的电压为
C. 与的比值为D. 发电机的功率为
15.（2020·山东卷,T5）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=22：3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω，额定电压为24 V。定值电阻R1=10 Ω、R2=5 Ω， 滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（ ）
A. 1 ΩB. 5 ΩC. 6 ΩD. 8 Ω
16.（2018年全国Ⅲ卷）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图所示。则Q方: Q正等于
A. B. C. 1:2 D. 2:1