高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册3.2 交变电流的描述同步测试题

【优编】物理沪科版选择性必修第二册第2节交变电流的描述-1同步练习

一．单项选择

1．如图所示的区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一扇形闭合导线框，电阻为R．半径为L．圆心角为60°，绕顶点O（位于磁场边界）在纸面内匀速转动，角速度为。线框串有一理想交流电流表（未画出），则交流电流表的示数为（　 　）

A． B． C． D．

2．闭合线圈在磁场中做如下运动，不能产生正弦式交变电流的情景是（　　 ）

A． B．

C． D．

3．在离心浇铸装置中，电动机带动两个支承轮同向转动，管状模型放在这两个轮上靠摩擦转动，接触处不打滑，如图所示。铁水注入后，由于离心作用，铁水紧紧靠在模型的内壁上，从而可得到密实的铸件，浇铸时转速不能过小，否则铁水会脱离模型内壁，产生次品。已知管状模型内壁的半径为R，铁水与模型转动的角速度相同，铁水的厚度可忽略。则（　 　）

A．管状模型转动的最小角速度

B．管状模型转动的最小角速度

C．若发现产生次品，应增大浇铸时转动的周期

D．支承轮边缘转动的线速度大于模型外边缘转动的线速度

4．一台发电机产生的交变电流的图像如图所示，该交变电流（　　 ）

A．电动势有效值为

B．周期是

C．在时，穿过线圈的磁通量变化率最大

D．发电机所产生的交变电压的瞬时值表达式为

5．质量为m的物体随水平传送带一起匀速运动，A为传送带的终端皮带轮如图所示，皮带轮半径为r，要使物体通过终端时能水平抛出，皮带轮的转速至少为　　

A.  B.  C.  D.

6．某正弦式交流电的电压随时间变化的图象如图所示。由图可知（　 　）

A．该交流电的周期为

B．该交流电的频率为

C．电压的有效值为

D．电压的有效值为

7．一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时的图像如图所示，将此交变电流与R=4的电阻连接，R的功率为22（W），不计线圈的电阻，下列说法正确的是（　 　）

A．交变电流的频率50Hz

B．t=ls时，线圈中的电流改变方向

C．t=ls时，线圈的磁通变化率为4（V）

D．从t=0.5s到t=1.5s时间内，通过电阻的电荷量为2C

8．如图所示，一小型交流发电机中，矩形金属线圈的面积为S，匝数为n，转轴与线圈相交于a点，段线圈与滑环Q相接触，段线圈与滑环P相接触。金属线圈处在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴以角速度匀速转动，闭合断开时，交流电流表的示数为，额定功率为小灯泡恰好正常发光。假设小灯泡电阻不随温度变化，线圈．滑环．电刷．导线电流表总电阻为r。下列说法正确的是（　　 ）

A．线圈处于如图所示的平面时，电流最大，此时电流表的读数为

B．线圈从水平位置转过90°，通过小灯泡的电荷量为

C．同时闭合和，其他条件不变，则发电机的输出功率将增大

D．若仅将角速度减小为，则灯泡的功率将减小为原来的

9．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图甲所示；第二次灯泡两端的电压随时间变化规律如图乙所示（不考虑温度对灯泡电阻影响）。则以下说法正确的是（ 　　）

A．第一．第二次，灯泡两端的电压之比为

B．第一．第二次，通过灯泡的电流之比是

C．第一．第二次，灯泡电功率之比是

D．第一．第二次，灯泡在相等时间内产生的热量之比是

10．如图所示，固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上．磁感应强度大小为B的匀强磁场。长为l的金属棒，一端与圆环接触良好，另一端固定在竖直导电转轴上，随轴以角速度匀速转动。在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C．板间距为d的平行板电容器，有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g，不计其它电阻和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A. 棒产生的电动势为

B. 微粒的电荷量与质量之比为

C. 电阻消耗的电功率为

D. 电容器所带的电荷量为

11．如图甲所示是某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方向的匀强磁场,A 为理想交流电流表,面积为 S=1 m2 的线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO′沿逆时针方向匀速转动,从图甲所示位置开始计时,产生的交变电流 i随时间t变化的图像如图乙所示,已知线圈的等效电阻R =10Ω,线圈的匝数N = 10,下列说法正确的是（　　）

A. 电流表的示数约为14.1A

B. 该交变电流的有效值是 A

C. t=0.01s时,通过线圈的磁通量为零

D. 该磁场的磁感应强度大小T

12．风速测速仪的简易装置如图甲所示，某段时间内线圈中感应电流的波形如图乙所示，下列说法正确的是（　　 ）

A．若风速变大，图乙中感应电流的周期变大

B．若风速变大，图乙中感应电流的峰值变大

C．图乙中感应电流最大时，风速最大

D．图乙中感应电流随时变化的原因是风速在变

13．在地球表面上，除了两极以外，任何物体都要随地球的自转而做匀速圆周运动，当同一物体先后位于a和b两地时，下列表述正确的是（　　）

A．该物体在a．b两地所受合力都指向地心

B．该物体在a．b两地时角速度一样大

C．该物体在b时线速度较小

D．该物体在b时向心加速度较小

14．如图所示，右边两轮固定在一起，转轴为。左边轮子（转轴为）和右边小轮用皮带传动，皮带不打滑，图中．．三点分别为三个轮子边缘的点。当轮子匀速转动时，以下有关A．．三点的线速度大小，正确的是（　　）

A． B．

C． D．

15．如图所示，在直线MN上方空间有垂直于线框平面的匀强磁场，磁感应强度为B。顶角为60°．电阻为R．半径为L的扇形线框绕O点以角速度ω逆时针匀速转动，在连续转动过程中，线框中感应电流的有效值为（　　 ）

A． B． C． D．

参考答案与试题解析

1．【答案】D

【解析】【来源】2021届山东省日照市高三（下）第三次模拟物理试题

设线框转动周期为T，而线框转动一周只有的时间内有感应电流，此时感应电流的大小为

根据有效值的定义有

所以感应电流的有效值为

故选D。

2．【答案】B

【解析】【来源】黑龙江省哈尔滨市第六中学2020-2021学年高二（下）4月物理试题

ACD．线圈在匀强磁场内绕固定轴转动，磁通量发生变化，有感应电流，线圈中能产生正弦式交变电流，ACD正确，不符合题意；

B．线圈转动，磁通量不变，无感应电流，B错误，符合题意。

故选B。

3．【答案】A

【解析】

AB．要使经过最高点的铁水紧压模型内壁，临界情况是铁水的重力恰好提供向心力，根据牛顿第二定律，有

则

管状模型转动的最小角速度

故A正确，B错误；

C．若发现产生次品，应提高转速，减小转动的周期，故C错误；

D．支承轮边缘和模型外边缘相切，线速度大小相等，故D错误。

故选A。

4．【答案】A

【解析】【来源】山东省临沂市部分县区2020-2021学年高二（下）期中物理试题

A．电动势的有效值为

故A正确；

B．由图像可知，周期为0.02s，故B错误；

C．在时，感应电动势为0，穿过线圈的磁通量变化率最小，故C错误；

D．由图可知，周期为0.02s，交变电压的最大值Um=311V，交变电压的瞬时值表达式为，故D错误。

故选A。

5．【答案】A

【解析】

【详解】当物块恰好被水平抛出时，在皮带上最高点时由重力提供向心力，则由牛顿第二定律得：

解得：

设此时皮带转速为n，则有2πnr=v，得到：

故A正确，BCD错误．

故选A．

6．【答案】C

【解析】【来源】福建省泉州市永春第三中学2020-2021学年高二（下）4月期中物理试题

AB．由图像可知，该交流电的周期为T=0.02s，该交流电的频率为

故AB均错误；

CD．图像的最大值为，根据有效值的定义有

解得电压的有效值为

故C正确，D错误；

故选C。

7．【答案】D

【解析】【来源】安徽省合肥市肥东县第二中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

A．由图像可知交变电流的周期为

则交变电流的频率为

故A错误；

B．当线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，线圈中的电流改变方向，t=ls时，穿过线圈的磁通量为零，线圈与中性面垂直，线圈中的电流方向不变，故B错误；

C．根据法拉第电磁感应定律可知

结合图像可知

t=ls时，线圈的磁通变化率为

故C错误；

D．因为此交变电流与R=4的电阻连接，R的功率为22（W），即

又

解得

因为

整理可得

从t=0.5s到t=1.5s时间内，磁通量的变化为

代入数据解得

即通过电阻的电荷量为2C，故D正确。

故选D。

8．【答案】D

【解析】【来源】2021届浙江省金丽衢十二校高三（下）第二次联考物理试题

A．线圈处于如图所示的平面时，电流最大，此时电流表的读数为，故A错误；

B．电流的最大值为

通过小灯泡的电荷量

线圈从水平位置转过90°，通过小灯泡的电荷量为

故B错误；

C．其他条件不变时，最大电动势不变，则

同时闭合和，外电阻变为，则电流的有效值为

电流变大，则发电机的输出功率

无法判断是增加还是减小，故C错误；

D．若仅将角速度减小为，电动势的最大值和有效值变为原来的，电流变为原来的，则灯泡的功率

减小为原来的，故D正确。

故选D。

9．【答案】D

【解析】【来源】安徽省宿州市十三所重点中学2020-2021学年高二（下）期中质量检测物理试题

A．甲图中交流电源的电压有效值为

乙图中交流电源的有效值满足

第一．第二次，灯泡两端的电压之比为

故A错误；

B．根据欧姆定律，有

可知

第一．第二次，通过灯泡的电流之比为

故B错误；

C．根据功率的表达式，有

第一．第二次，灯泡电功率之比为

故C错误；

D．根据焦耳定律，有

第一．第二次，灯泡在相等时间内产生的热量之比为

故D正确。

故选D。

10．【答案】B

【解析】

【详解】A．如图所示，金属棒绕轴切割磁感线转动，棒产生的电动势

A错误；

B．电容器两极板间电压等于电源电动势，带电微粒在两极板间处于静止状态，则

即

B正确；

C．电阻消耗的功率

C错误；

D．电容器所带的电荷量

D错误。

故选B。

11．【答案】C

【解析】

【详解】AB．由题图乙可知，交变电流最大值为

由于交变电流表的示数为交变电流的有效值，所以有

AB错误；

C．由题图乙可知，交变电流的周期为T=0.02s，所以在t=0.01s时，线圈中的交变电流值最大，即线圈平面与磁场方向平行，通过线圈的磁通量是零，C正确；

D．线圈在磁场中的角速度为

因此线圈中产生交流电动势的最大值为

则有磁感应强度大小为

D错误。

故选C。

12．【答案】B

【解析】

A．若风速变大，则转速变大，角速度变大，根据可知，周期变小，故A错误；

B．若风速变大，则角速度变大，根据可知，感应电动势峰值变大，再根据可知，感应电流的峰值变大，故B正确；

C．图乙中感应电流最大时，是穿过线圈的磁通量的变化率最大，并不是风速最大，故C错误；

D．图乙中感应电流随时变化的原因是穿过线圈的磁通量变化率随时在变化，故D错误。

故选B。

13．【答案】B

【解析】

A．物体要随地球的自转而做匀速圆周运动，使物体a．b绕地轴转动，而物体在a．b两地所受到的合力都指向地轴，A错误；

BC．a．b两点的角速度相等，根据

知，b的半径大，则b的线速度大，C错误B正确；

D．根据

b的半径大，则b的向心加速度大，D错误。

故选B。

14．【答案】B

【解析】

A．B点属于共速转动，速度大小相等。B．C点属于同轴转动，角速度相同，根据

可知，B点的速度小于C点的速度。则

故ACD错误，B正确。

故选B。

15．【答案】D

【解析】【来源】2021届辽宁省大连市高三（下）第二次模拟考试物理试题

线圈进入磁场或出离磁场时都会产生感应电流，大小为

线圈转动一周有感应电流的时间占，则由有效值的概念可知

解得

故选D。