高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册3.1 交变电流的产生课时训练

【优质】物理沪科版选择性必修第二册第1节感应电流产生的条件-1课堂练习

一．单项选择

1．关于正弦式交变电流的周期和频率，下列说法正确的是（　 　）

A．周期是0.15s   电流的峰值时10A

B．周期是0.2s   电流的峰值时10A

C．频率是5 Hz   电流的有效值是10A

D．频率是0.2Hz

2．如图所示，皮带传动装置中右边B．C两轮粘在一起且同轴，半径，皮带不打滑，下列说法正确的是（　　）

A．A．B．C三轮轮边缘的线速度相等

B．A．B．C三轮的角速度相等

C．A．B．C三轮轮边缘的线速度之比为1:1:2

D．A．B．C三轮的角速度之比为2:1:1

3．一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

4．将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B．方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a．b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为（　　 ）

A． B． C． D．

5．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

6．如图所示，一阻值为的单匝矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的关系式为。下列说法正确的是（　　）

A. 每经过，通过线框的感应电流方向变化一次

B. 时，线框中产生的感应电动势最大

C. 内，线框中产生的焦耳热为

D. 通过线框的感应电流的有效值为

7．图甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈的内阻不计，外接灯泡的电阻为12Ω，则（　 　）

A．在t＝0.1s时刻，穿过线圈的磁通量为零

B．电压表的示数为6V

C．灯泡消耗的电功率为3W

D．若其他条件不变，仅将线圈的转速提高一倍，则线圈电动势的表达式e＝12sin100πt（V）

8．在如图所示的传动装置中，内轮a和外轮b的转轴分别过各自圆心O．O？且垂直纸面。轮a通过摩擦带动轮b做无相对滑动的转动，则两轮（　 　）

A．转动方向相同，周期相等

B．转动方向相反，周期相等

C．转动方向相同，周期不等

D．转动方向相反，周期不等

9．一交变电压随时间变化的图像如图所示已知横轴下方为正弦曲线的一半，则该交变电压的有效值为（　 　）

A．5V B．2V C．10V D．10V

10．一交变电流的图象如图所示，由图可知（　 　）

A．用电流表测该电流，其示数应为

B．该交变电流的频率为

C．该交变电流通过电阻时，电阻消耗的电功率为

D．该交变电流的瞬时值表达式

11．如图所示，单匝线框在匀强磁场中匀速转动，周期为 T，转轴 O1O2垂直于磁场方向，线框电阻为 2 Ω。若线框从图示位置转过 60°时感应电流的瞬时值为 1A。则下列说法正确的是（　 　）

A．线框匀速转动过程中消耗的电功率为 8W

B．线框中感应电流的有效值为 2A

C．线框在图示的位置磁通量变化率为零

D．从图示位置开始计时，在任意时刻穿过线框磁通量的表达式为（Wb）

12．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．

13．某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 1s内线圈中电流方向改变50次

B. t=0时，线圈平面与中性面重合

C. t=0.01s时，磁通量变化率的绝对值为40πWb/s

D. t=0.015s时，线圈中的感应电流最大

14．若某正弦式交变电流电压的有效值为100V，能加在电容为10μF的电容器上，则该电容器的耐压值应不小于（　　 ）

A．100V B．100V C．200V D．200V

15．如图是一交变电流随时间变化的图象，则此交变电流电流的有效值为（　　）

A. 1A B. 5A C. A D. A

参考答案与试题解析

1．【答案】B

【解析】【来源】吉林省吉林市江城中学2020-2021学年高二（下）4月物理试题

由图象知周期是T=0.2s，频率是

电流的峰值是Im=10A，电流有效值为

故选B。

2．【答案】C

【解析】

AC．AB两轮用皮带传动，线速度相等，对B．C则有

又根据角速度与线速度的关系，即

所以可得

所以，可得

A错误，C正确；

BD．AB两轮用皮带传动，则有

又根据角速度与线速度的关系，即

所以可得

因为BC两轮同轴转动，所以有

所以，可得

BD错误。

故选C。

3．【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。

4．【答案】B

【解析】【来源】青海省西宁市湟中区田家寨中学2020-2021年高二（下）第一次月考物理试题

电路中感应电动势最大值为

电动势的有效值为

根据公式

联立，解得

R=

故选B。

5．【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。

6．【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．因为

线圈的转动的角速度

则转动的周期

每经过，通过线框的感应电流方向变化2次，A错误；

B．图示的位置电动势最大，则在转动半周时，线圈和磁场平行，电动势在此最大，则需经过0.05s，B错误；

CD．产生电动势的最大值

则电动势的有效值

通过线圈的电流的有效值

内，线框中产生的焦耳热

D错误，C正确。

故选C。

7．【答案】C

【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（理）

A．在t=0.1s的时刻，电动势为0，则为中性面，穿过线圈磁通量最大，故A错误；

B．电动势的最大值为，电压表测量的为有效值，又发电机线圈的内电阻不计，故示数为

故B错误；

C．灯泡消耗的功率

故C正确；

D．周期为0.02s，则瞬时电动势的表达式为

由公式可知，转速提高一倍后，角速度变为原来的2倍，最大值也增大一倍，则

故D错误。

故选C。

8．【答案】C

【解析】

轮a通过摩擦带动轮b做无相对滑动的转动，则两轮转动线速度相同，转动方向相同，由

可知，转动半径不等，故周期不等，故选C。

9．【答案】A

【解析】【来源】江西省抚州市黎川县第一中学2020-2021学年高二（下）期末物理试题

设电压的有效值为U，根据有效值定义可得

解得

V

故A正确，BCD错误。

故选A。

10．【答案】A

【解析】【来源】安徽省宣城六校2020-2021学年高二（下）期中物理试题

A．该交变电流的有效值

可知用电流表测该电流，示数为10A，故A正确。

B．该交变电流的周期T=0.01s，则交流点的频率

故B错误；

C．该交变电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率

P=I2R=100×10W=1000W

故C错误。

D．根据

ω=2πf=200πrad/s

则交变电流的瞬时值表达式为

i=Imsinωt=sin200πt（A）

故D错误。
故选A。

11．【答案】D

【解析】【来源】湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟2020-2021学年高二（下）期中联考物理试题

B．从垂直中性面开始其瞬时表达式为

转过 60°时感应电流的瞬时值为 1A，则

有效值为

B错误；

A．线框匀速转动过程中消耗的电功率

A错误；

C．线圈在如图所示的电动势最大，线框在图示的位置磁通量变化率最大，C错误；

D．任意时刻穿过线圈的磁通量为

根据公式

感应电动势的最大值为

可得

故

D正确。

故选D。

12．【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。

13．【答案】C

【解析】

【详解】A．交变电流的周期为0.02s，频率为50Hz，每个周期电流方向变化两次，1s内线圈中电流方向改变100次，A错误；

B．t=0时，磁通量等于零，线圈平面与磁感线平行，与中性面垂直，B错误；

C．根据法拉第电磁感应定律

又因为

解得

C正确；

D．t=0.015s时，磁通量最大，线圈与磁感线垂直，线圈中的感应电流等于零，D错误。

故选C。

14．【答案】C

【解析】【来源】福建省莆田第七中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

正弦式交变电流电压的有效值为100V，则最大值为200V，则该电容器的耐压值应不小于200V。

故选C。

15．【答案】D

【解析】

【详解】设此交变电压的有效值为I，通过阻值为R的电阻，根据有效值的定义有

代入数据

解得

故选D。