高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.1 感应电流产生的条件课后练习题

这是一份高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册2.1 感应电流产生的条件课后练习题，共11页。试卷主要包含了如图，交流电源电压u=20sin，如图所示，a等内容，欢迎下载使用。
1．交流发电机发电的示意图如图所示，矩形线圈ABCD面积为S．匝数为N．整个线圈的电阻为r。在磁感应强度为B的磁场中，线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电阻为R，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路相连。关于发电过程中的四个状态，下列说法正确的是（ ）
A．线圈转到图甲位置时，通过线圈的磁通量为NBS
B．线圈转到图乙位置时，通过线圈的磁通量的变化率为NBSω
C．线圈转到图丙位置时，外电路中交流电流表的示数为
D．线圈转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B→C→D
2．将硬导线中间一段折成半径的半圆形，让它在磁感应强度大小．方向如图所示的匀强磁场中绕轴匀速转动，导线在a．b两处通过电刷与外电路连接，当导线转动的角速度大小时，恰好能使电阻的小灯泡正常发光，若电路中其余部分的电阻不计，取，则小灯泡的功率为（ ）
A．B．C．D．
3．如图（a）所示，阻值为R＝20Ω的定值电阻接在如图（b）所示的交流电上，交流电的前半个周期为正弦交流电，后半个周期为恒定电流。理想交流电压表的示数为（ ）
A．20VB．20VC．20VD．40V

4．交流电源电压u=20sin（100πt）V，电路中电阻R=10Ω。则如图电路中电流表和电压表的读数分别为（ ）
A．1.41A，14.1VB．1.41A，20VC．2A，20VD．2A，14.1V
5．一个电热器接在10V直流电源上消耗的电功率是P，当把它接到一正弦交变电压上时消耗的电功率为，则该交流电压的最大值为（ ）
A．5VB．VC．10VD．V
6．如图所示为一交变电压u随时间t而变化的图像，用该交变电压给一个电阻值电热丝加热，则其一分钟内产生的热量为（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，a．b．c三种交流电，分别通过同一电阻，在0.8s内，电阻产生的热量分别为．和，则（ ）
A．B．C．D．
8．如图所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长L1＝20 cm，ad边长L2＝25 cm，放在磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n＝3000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝9 Ω，t＝0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外．cd边转入纸里．则：（ ）
A. t＝0 时刻线圈感应电流方向为abcda
B. 交流电周期为0.01s
C. 感应电动势的瞬时值表达式e＝314cs (100πt) V.
D. 从t＝0起转过90°过程中，流过R的电荷量为0.2C
9．如图甲所示为一台发电机结构示意图，产生的交流电随时间变化的规律如图乙所示。已知发电机线圈电阻r=1Ω，外接电阻R=4Ω。则（ ）
A．安培表读数为7.07A
B．电阻R的热功率为100W
C．电流方向每1s改变50次
D．线圈经过如图甲所示位置时，线圈中瞬时电流为0
10．某发电机输出交流电的电压瞬时值表达式为u = 311sin100πt（V），以下说法正确的是（ ）
A．该交流电的频率为100Hz
B．该交流电的周期为0.04s
C．该交流电电压的有效值为311V
D．该交流电电压的最大值为311V
11．家庭用电的电压220V是指交变电压的（ ）
A．最大值B．瞬时值C．平均值D．有效值
12．某交流电源电压的瞬时值表达式为，下列判断正确的是（ ）
A. 该交流电压的频率为100Hz
B. 用电压表测该交流电压时，其示数为
C. 把标有“6V，2W”的小灯泡接在此电源上，小灯泡会被烧坏
D. 把标有“6V，1.0F”的电容器接在此电源上，电容器可能会被击穿
13．将阻值为5的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．电路中交变电流的频率为50Hz
B．通过电阻的电流为A
C．电阻消耗的电功率为2.5W
D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5V
14．图示为某正弦交变电流的电压随时间变化的关系图象，则由此可知（ ）
A．此交变电流的频率为25 Hz
B．前2s内的电压的有效值为0
C．前2 s内的电压的平均值为
D．该交变电流的电压的瞬时值表达式为
15．一个电热器接在10 V的直流电源上，消耗的功率是P；当把它接在一个正弦式交变电源上时，消耗的功率是，则该交变电压的峰值是
A. 5 VB. 12 VC. 7.1 VD. 10 V
参考答案与试题解析
1．【答案】D
【解析】【来源】2021届湖南省永州市高考冲刺押题卷物理试题（一）
A．线圈转到图甲位置时，通过线圈的磁通量为BS，与匝数无关，A错误；
B．线圈转到图乙位置时，感应电动势
Em=NBSω=N
解得磁通量的变化率
=BSω
B错误；
C．电流表示数为有效值
I==
C错误；
D．线圈转到图丁位置时，根据楞次定律可知线框中的电流方向为A→B→C→D，D正确。
故选D。
2．【答案】D
【解析】【来源】2021届青海省海东市高三（下）第二次模拟考试理综物理试题
根据法拉第电磁感应有感应电动势
有效值
则小灯泡的功率
故选D。
3．【答案】C
【解析】
由
I2RT＝（）2R＋Im2R·
得
I＝A
根据欧姆定律得
U＝IR＝20V
故选C。
4．【答案】A
【解析】【来源】甘肃省武威第十八中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题
电路中电流表和电压表的读数为有效值，则有
故选A。
5．【答案】B
【解析】【来源】宁夏银川市贺兰县景博中学2020-2021学年高二（下）期中考试物理试题
设电热器的电阻为R，一个阻值不随温度变化的电热器接在10V的直流电压上，消耗的电功率为P；根据电功率定义得
当把它接到一个正弦交流电压上时消耗的电功率为，则
解得
所以最大值为
故选B。
6．【答案】C
【解析】【来源】2021届广西贵港市高三（上）12月联考理科综合试题
由图像可知，交流电的周期是；将交流电与直流电通过阻值都是R的电阻，设直流电压为U，则根据有效值的定义有
解得
该电压通过R一分钟产生的热量
故C正确，ABD错误。
故选C。
7．【答案】A
【解析】【来源】2021届湖南省衡阳市第八中学高三（下）仿真物理试题
根据正弦交流的性质，可得正弦交流电a的有效值为
根据图象，交流电b在一个周期内电流大小不变，故有效值为为
设交流电c的有效值为，则根据等效热值法可得
解得
根据焦耳定律可得
BCD错误，A正确。
故选A。
8．【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．根据右手定则得出感应电流的方向是adcb，故A错误，
B．n=3000r/min 的转速匀速转动，所以线圈的角速度ω=100π rad/s，周期
故B错误；
C．感应电动势的最大值为
Em=nBSω=50×0.4×0.2×0.25×100π=314V
所以感应电动势的瞬时值表达式为
e=nBωScsωt=314cs100πt（V）
故C正确；
D．线圈由如图位置转过90°的过程中
△Φ=BSsin90°
通过R的电量为
故D错误
故选C。
9．【答案】B
【解析】【来源】浙江省衢州市温州市“衢温5 1”联盟2020-2021学年高二（下）期中联考物理试题
A．由图象可知，电流的最大值为，所以电流的有效值为
A错误；
B．根据功率的公式，电阻R的热功率为
B正确；
C．由图象可知，周期为0.02s，所以频率为50Hz，线圈转一圈，电流方向改变2次，所以1秒内流过小灯泡的电流方向改变100次，C错误；
D．线圈经过如图甲所示位置时，线圈中瞬时电流最大，D错误。
故选B。
10．【答案】D
【解析】【来源】安徽省黄山市屯溪第一中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题（文）
交流电压瞬时值表达式
B．该交流电的周期为0.02s，B错误；
A．由于
可知，该交流电的频率为50Hz，A错误；
D．该交流电电压的最大值为311V，D正确；
C．根据
可知，该交流电电压的有效值为220V，C错误。
故选D。
11．【答案】D
【解析】【来源】云南省砚山县第三高级中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题
家庭用电的电压220V是指交变电压的有效值，也就是说，用有效值为220V的交流电与220V的直流电在相同的时间内使相同的纯电阻产生的热量相同，故选D。
12．【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．该交流电压的频率为
A错误；
B．该交流电压的有效值为
故用电压表测该交流电压时，其示数为6V，B错误；
C．把标有“6V，2W”的小灯泡接在此电源上，额定电压与交流电压的有效值相等，小灯泡能正常发光，C错误；
D．把标有“6V，1.0F”的电容器接在此电源上，交流电压的最大值超过电容的耐压值6V，电容器可能会被击穿，D正确。
故选D。
13．【答案】C
【解析】【来源】贵州省贵阳市修文县北大新世纪贵阳实验学校2020-2021学年高二（下）6月物理试题
A．由图知周期为0.04s，则
故A错误；
B．电压最大值为5V，则有效值为
则电流为
故B错误；
C．电功率
故C正确；
D．电压表测量的为有效值，为，故D错误。
故选C。
14．【答案】D
【解析】【来源】安徽省滁州市2020-2021学年高二（下）期中联考物理试题
A．交流电的频率为
故A错误；
B．正弦交流电的电压有效值为
C．平均电动势不是电压的平均值，前2 s内的电压的平均值为不等于，故C错误；
D．根据图像可知，该交流电流的 电压瞬时值表达式为
故选D。
15．【答案】C
【解析】
【详解】当电热器接在10V的直流电源上时，有
当接到一正弦波形交流电源上时，设最大值为，则
联立解得
故选C。