2025届高考物理一轮总复习第15单元热学热点练11气体实验定律与热力学第一定律的综合应用课件新人教版 (36)

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微练一　交变电流的产生1.(2023浙江金华十二校联考)以下四种情境中产生正弦式交变电流的是(　)
A.图甲中矩形线圈绕与匀强磁场方向垂直的中心轴OO'沿顺时针方向转动B.图乙中矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中,线圈按图示方向绕轴线OO'匀速转动C.图丙中圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈abcd,铁芯绕轴线以角速度ω转动D.图丁中矩形线圈绕与匀强磁场方向平行的中心轴OO'转动
解析 图甲中只有一个电刷,线圈在匀强磁场中转动,得到的是直流,A错误;图乙中虽然只有一半线圈处于磁场,但线框转动得到的是正弦式交变电流,B正确;图丙为辐向磁场,无论线圈转到何位置,感应电动势大小不变,得到的不是正弦式交变电流,C错误;图丁中矩形线圈转轴平行于磁场方向,感应电动势为0,感应电流为0,D错误。
2.(2023浙江绍兴期末)手摇式交流发电机结构如图所示,灯泡L与交流电流表A串联后通过电刷、滑环与矩形线圈相连。摇动手柄,使线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'逆时针匀速转动,从t=0时刻开始,线圈中的磁通量变化如图乙所示,下列说法正确的是(　　)A.t1时刻线圈中电流最大B.t3时刻通过电流表的电流改变方向C.t3时刻线圈所在平面和磁场平行D.线圈转速变快,交变电流周期将变大
解析 t1时刻线圈中磁通量最大,磁通量变化率为0,电流为0,故A错误;t3时刻线圈位于中性面,线圈所在平面和磁场垂直,通过电流表的电流改变方向,故B正确,C错误;线圈转速变快,交变电流频率变大,周期变小,故D错误。
微练二　交变电流有效值的理解与计算3.某一线圈通过的交变电流的电流—时间关系图像(前半个周期为正弦式波形的 )如图所示,则一个周期内该电流的有效值为(　　)
4.(2021浙江6月选考)如图所示,虚线是正弦式交变电流的图像,实线是另一交变电流的图像,它们的周期T和最大值Um相同,则实线所对应的交变电流的有效值U满足(　　)
微练三　交变电流四值的应用5.(多选)如图甲所示,将阻值为R=5 Ω的电阻接到内阻不计的正弦式交变电源上,电流随时间变化的规律如图乙所示,电流表串联在电路中测量电流的大小。下列说法正确的是(　　)
A.电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u=2.5sin 200πt VB.电阻R消耗的电功率为1.25 WC.如图丙所示,若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生,当线圈的转速提升一倍时,电流表的示数为1 AD.这一交变电流与图丁所示电流比较,其有效值之比为
6.单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是(　)
微练四　电容器和电感线圈对交变电流的影响7.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生正弦式交变电流,其电动势的变化规律如图甲中的图线a所示,用此线圈给图乙中的电路供电,发现三个完全相同的灯泡亮度均相同。当调整线圈转速后,电动势的变化规律如图甲中的图线b所示,下列说法正确的是(　　)
A.转速调整后,三个灯泡的亮度仍然相同B.线圈先后两次转动周期之比为4∶3C.t=0时刻,线圈平面的磁通量为零D.图线b电动势的瞬时值表达式为e=40sin t V
8.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间变化的原因是风速在变
解析 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;若风速变大,则角速度变大,根据Em=NωBS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;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;图乙中感应电流随时间变化的原因是穿过线圈的磁通量变化率随时间在变化,故D错误。
9.(多选)某种振动发电装置的示意图如图甲所示,半径为r=0.1 m、匝数n=20的线圈位于辐向分布的磁场中,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。线圈所在位置的磁感应强度的大小均为B= T,线圈电阻为R1=0.5 Ω,它的引出线接有R2=9.5 Ω 的小灯泡L。外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示(摩擦等损耗不计),则(　　)
A.小灯泡中电流的峰值为0.16 AB.小灯泡中电流的有效值为0.16 AC.电压表的示数约为1.5 VD.t=0.1 s时外力的大小为0.128 N