高考物理一轮复习课时分层作业29交变电流的产生及描述含答案

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1．(2023·广西柳州市柳江中学模拟)甲、乙图分别表示两种电压的波形，其中甲图所示的电压按正弦规律变化。下列说法正确的是( )
甲 乙
A．甲图表示交流电，乙图表示直流电
B．甲图电压的有效值为220 V，乙图电压的有效值小于220 V
C．乙图电压的瞬时值表达式为u＝220eq \r(2)·sin 10πt V
D．甲图电压经过匝数比为1∶10的变压器变压后，频率变为原来的10倍
2．如图所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A、B间加一正弦交流电，u＝60eq \r(2)sin 100πt(V)，R2上的电压有效值为( )
A．30 VB．60 V
C．30eq \r(2) VD．15eq \r(10) V
3．(2022·辽宁省葫芦岛市高考一模)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0.4 Hz
B．计时起点，线圈恰好与中性面重合
C．t＝0.1 s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＝10eq \r(2)cs 5πt(V)
4．(多选)(2023·广西柳州市模拟)为研究交变电流的产生规律，某研究小组把长60 m 的导线绕制成N＝100匝的矩形闭合线圈，如图所示。现把线圈放到磁感应强度B＝0.1 T 的匀强磁场中，线圈可以绕其对称轴OO′转动。现让线圈从图示位置开始(t＝0)以恒定的角速度ω＝10π rad/s转动。下列说法正确的有( )
A．t＝0时，线圈位于中性面位置
B．t＝0.05 s时，感应电流方向发生改变
C．当bc＝2ab时，感应电动势的表达式为e＝2πcs 10πt(V)
D．当ab＝ad时，感应电动势的有效值最大
5．(多选)(2023·辽宁省葫芦岛模拟)如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，在线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是( )
A．图示位置为中性面
B．电压表的示数为NBSω
C．电流表的示数为eq \f(NBSω,R)
D．通过电阻R的电荷量为q＝eq \f(NBS,R＋r)
6．(多选)(2021·浙江1月选考)发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO′轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其他电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周( )
甲 乙
A．框内电流方向不变
B．电动势的最大值为Um
C．流过电阻的电荷量q＝eq \f(2BL2,R)
D．电阻产生的焦耳热Q＝eq \f(πUmBL2,R)
7．(2023·广西壮族自治区梧州市联考)两个相同的电阻，分别通以如图甲、乙所示的两种交变电流，其中图乙的电流前半周期是直流电，后半周期是正弦式电流，则在一个周期内，甲、乙两种电流在电阻上产生的焦耳热之比等于( )
甲 乙
A．2∶1B．3∶2
C．4∶3D．5∶4
8．如图所示，虚线OO′的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场。单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场右边界重合，线圈平面与磁场垂直。线圈沿图示方向绕OO′轴以角速度ω匀速转动(即ab边先向纸外、cd边先向纸里转动)，规定沿a→b→c→d→a方向为感应电流的正方向。从图示位置开始计时，下列四个图像中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是( )

A B C D
9．图甲为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上，设变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，当两点火针间电压大于5 000 V 就会产生电火花进而点燃燃气，闭合S，下列说法正确的是( )
甲
乙
A．电压表的示数为50 V
B．在正常点燃燃气的情况下，两点火针间电压的有效值一定大于5 000 V
C．当eq \f(n2,n1)＝200时，点火针每个周期的放电时间小于0.01 s
D．当eq \f(n2,n1)>100时，才能点燃燃气
10．(2021·浙江6月选考)如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值Um均相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足( )
A．U＝eq \f(1,2)UmB．U＝eq \f(\r(2),2)Um
C．U>eq \f(\r(2),2)UmD．U11．(2022·山东济南历城二中月考)如图所示，两根间距为20eq \r(2) cm的无限长光滑金属导轨，电阻不计，其左端连接一阻值为10 Ω的定值电阻，两导轨之间存在着磁感应强度为1 T的匀强磁场，磁场边界虚线均为正弦曲线的一部分，一根接入电路中的电阻为10 Ω的光滑导体棒，在外力作用下以10 m/s的速度匀速向右运动(接触电阻不计)，交流电压表和交流电流表均为理想电表，则( )
A．回路中产生的是正弦式交变电流
B．电压表的示数是2 V
C．导体棒运动到图示虚线位置时，电流表示数为零
D．导体棒上消耗的热功率为0.2 W
12．如图甲所示，边长分别为l和L的矩形线框aa′、bb′互相垂直，彼此绝缘，可绕中心轴O1O2转动，将两线框的始端并在一起接到滑环C，末端并在一起接到滑环D，C、D彼此绝缘，阻值为eq \f(r,2)的电阻R通过电刷跟C、D连接。线框处于磁铁和圆柱形铁芯之间的磁场中，磁场边缘中心的张角为45°，如图乙所示(图中的圆表示圆柱形铁芯，它使磁铁和铁芯之间的磁场沿半径方向，如图中箭头所示)，不论线框转到磁场中的什么位置，磁场的方向总是沿着线框平面。磁场中线框长为l的边所在处的磁感应强度大小恒为B，设线框aa′和bb′的电阻都是r，两个线框都以角速度ω逆时针匀速转动。
甲
乙
(1)当线框aa′转到图示位置时，线框bb′与电阻R是串联还是并联？
(2)求在图示位置时通过电阻R的电流的大小；
(3)求两线框转动一周的过程中产生的电能。