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同步训练题

【精品】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-2优质练习

一．单项选择

1．如图所示，a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交变电流的图像，线圈连接着一理想电流表和一电阻，当只改变线圈的转速后，产生的正弦交变电流的电压随时间变化的图像如图b所示，以下说法正确的是（ 　　）

A．0.3s时图a线圈在中性面位置，图b线圈在垂直中性面位置。

B．0.3s时图b电流表示数为0

C．先后两次交变电流的最大值之比为3∶2

D．相同时间内先后两次电阻产生热量之比为3∶2。

2．图甲所示电压按正弦规律变化，图乙所示电压是正弦交流电的一部分，则下列说法正确的是（　 　）

A．图乙所示的电压也是正弦式交流电压

B．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝10sin50πt（V）

C．图乙所示电压的周期与图甲所示电压周期相同

D．图甲所示电压的有效值比图乙所示电压的有效值小

3．小型交流发电机向灯泡供电的示意图如图所示。已知绕与匀强磁场垂直的轴匀速转动的线圈电阻为10Ω，外接的灯泡额定电压为20V，额定电流为0.2A，若发电机转子以50r/s的转速匀速转动时，灯泡正常发光，不计电路的其他电阻，则下列说法正确的是（　 　）

A．发电机产生的电动势的峰值为

B．每秒钟灯泡中的电流方向改变50次

C．1min内灯泡消耗480J的电能

D．从图示位置开始计时，灯泡两端的电压表达式为

4．两个完全相同的电热器分别通以如图甲．乙所示的交变电流，在相同时间内两电热器产生的热量之比Q甲：Q乙为（　 　）

A．2:1 B．:1 C．1:1 D．1:2

5．下列关于交流电的几种说法中，正确的是（　 　）

A．交流电气设备上所标的电压．电流值是峰值 B．交流电流表和交流电压表测得的值是瞬时值

C．我国民用交电流的照明电压为220 V是有效值 D．交电流的有效值即为一个周期内的平均值

6．如图所示，水平面内第二．三象限内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T。将一根电阻R=0.5Ω的均匀导线围成一个闭合线圈Oab，已知ab刚好为四分之一圆弧，Oa长0.1m，t=0时Oa与x轴重合。现让线圈从如图所示位置开始绕O点以角速度逆时针匀速转动。在一个周期内，下列说法中正确的是（ 　　）

A．通过线圈中电流的有效值为0.04A

B．Oa两端只有在线圈进入和穿出磁场两个过程中有电压

C．因为一个周期内穿过线圈的磁通量变化为零，所以线圈中电动势的有效值为零

D．因为一个周期内穿过线圈的磁通量变化为零，所以通过线圈某一横截面的电荷量为零

7．某发光二极管，当加在其两端的电压大于等于时才发光。现在其两端加上一电压随时间变化关系为的交流电。则在一分钟内二极管的发光时间为（　　 ）

A． B． C． D．

8．如图所示，正方形线框abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转速ω=100rad/s，线框边长L=0.1m，匝数N=100，感应强度B=0.1T，图示位置线框平面与磁感线平行闭合回路中线框的电阻r=2Ω，外接电阻R=8Ω。则（　　）

A．图中所示的瞬间，线框处于中性面

B．转动过程中，穿过线框的磁通量最大值为0.1Wb

C．电压表读数为

D．通过电阻R电流的有效值为1A

9．钳型表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。我国日常所用交流电的频率为50Hz，现用一钳型电流表测量某一电流，电表读数为10A；若被测交流电的电流大小一样但频率变为60Hz，用该钳型电流表再次进行测量，则读数将是（ 　　）

A．8.3A B．10A C．12A D．14A

10．两个完全相同的闭合线圈甲和乙电阻均为，匝数均为10。将它们分别放在变化的磁场中，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图甲．乙所示，其中图甲按正弦规律变化，图乙线性变化，则下列说法正确的是（　 　）

A．甲线圈中产生的感应电动势为

B．乙线圈中感应电流的有效值为10 A

C．0？4 s内甲．乙两线圈中产生的热量之比为

D．一个周期内甲线圈中的电流方向改变三次

11．图示为一交变电流的电压随时间变化的图像，此交变电流的电压有效值为（　　）

A． B． C． D．

12．我国民用交流的电压为220V，频率为50Hz。关于民用交流，下列说法正确的是（　 　）

A．交流电压的峰值是220V

B．交流电压的有效值是220V

C．交流在1s内周期性变化50次

D．交流在1s内周期性变化100次

13．如图表示一交流电的电流随时间而变化的图象。给一阻值为3Ω接此交流电流，则该电阻的功率是（　　 ）

A．75W B．96W C．125W D．150W

14．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

15．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．20V B．20V C．20V D．40V

参考答案与试题解析

1．【答案】C

【解析】

A．根据u-t图像可知，0. 3s时a线圈电压最大，故在垂直中性面位置，b线圈在中性面位置，故A错误；

B．电流表示数为有效值，不会是0，故B错误；

C．先后两次交变电流的最大值之比

选项C正确；

D．正弦交变电流的有效值之比等于它们的最大值之比，所以先后两次交变电流的有效值之比为3∶2，故热量之比为9∶4，选项D错误。

故选C。

2．【答案】D

【解析】

A．题图乙所示电压只有一部分按正弦规律变化，不能称为正弦式交流电压，故A错误；

B．题图甲所示电压的瞬时值表达式为

u＝10sin100πt（V）

故B错误；

C．图乙所示电压的周期为图甲所示电压周期的2倍，故C错误；

D．图甲所示电压的有效值为5V，对图乙，由

·＝T

得电压的有效值为

U＝10V

故D正确。

故选D。

3．【答案】D

【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

A．发电机产生的电动势的有效值为

发电机产生的电动势的峰值为，故A错误；

B．发电机转子以50r/s的转速匀速转动时，其周期为

线框每转一周，电流方向改变两次，每秒电流方向改变次数为100次，故B错误；

C．1min内灯泡消耗的电能为

故C错误；

D．因为电压的最大值为，角速度为

从图示位置开始计时，灯泡两端的电压表达式为

故D正确。

故选D。

4．【答案】A

【解析】【来源】2021届北京市房山区高考第二次模拟测试（二模）物理试题

甲图电流的有效值为，根据有效值的定义则有

解得

电热器产生的热量

乙图电流的有效值为，则有

电热器产生的热量

所以A正确；BCD错误；

故选A。

5．【答案】C

【解析】【来源】黑龙江省密山市第四中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

A．交流电气设备上所标的电压．电流值是有效值，故A错误；

B．交流电流表和交流电压表测得的值是有效值，故B错误；

C．我国民用交电流的照明电压为220 V是有效值，故C正确；

D．交电流的有效值为一个周期内所产生的热量与同样时间内对同一电阻产生相等热量的直流等效值叫交流有效值，故D错误。

故选C。

6．【答案】D

【解析】【来源】2021届浙江省临海市新昌县高三（下）第二次选考模拟物理试题

AC．线圈进入和离开磁场过程中有感应电流，根据法拉第电磁感应定律得

线圈转动的周期为

所以电动势的有效值为

解得

所以电流的有效值为

AC错误；

B．线圈全部进入磁场后，两条半径均切割磁感线，所以均产生感应电动势，所以Oa两端依然存在电压。B错误；

D．因为一个周期内穿过线圈的磁通量变化为零，所以

即通过线圈某一横截面的电荷量为零。D正确。

故选D。

7．【答案】C

【解析】【来源】河南省名校联盟2020-2021学年高二（下）期中物理试题

如图所示为一个周期内交变电流的u—t图像

当电压为时，代入公式有

则

即四分之一周期内有三分之一的时间二极管不亮，一分钟之内有三分之二的时间二极管发光，则一分钟内二极管发光时间为，ABD错误，C正确。

8．【答案】C

【解析】【来源】2021届广东省珠海市高三（下）二模物理试题

A．中性面与磁场方向垂直，则图中所示的瞬间，线框垂直于中性面。故A错误；

B．转动过程中，穿过线框的磁通量最大值为

故B错误；

C．线圈最大电动势为

有效电动势为

外电压为

即位电压表示数，故C正确；

D．通过电阻R电流的有效值为

故D错误。

故选C。

9．【答案】C

【解析】【来源】2021届广东省汕头市金山中学高三（下）第三次模拟考试物理试题

由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，即

由于

可得

即感应电动势的有效值与交变电流的频率成正比，由欧姆定律可知，电流的有效值与交变电流的频率成正比，故用该钳型电流表再次进行测量，则读数将是

C正确。

故选C。

10．【答案】C

【解析】【来源】2022届河南省九师联盟高三（上）6月摸底巩固物理试题

AD．图甲按正弦规律变化，甲线圈产生的感应电动势按余弦规律变化，由

可知甲线圈产生的感应电动势为

因此一个周期内甲线圈中的电流方向改变两次，A．D错误；

B．乙线圈中的磁通量线性变化，则时间内和时间内电动势

在时间内电动势

因此电流的有效值满足

代入数据得

B错误；

C．甲线圈中电流的有效值为

因此0？4 s内甲线圈中产生的热量为

0？4s内乙线圈中产生的热量为

故

C正确。

故选C。

11．【答案】C

【解析】【来源】云南省曲靖市会泽县茚旺高级中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

根据有效值的概念可知

解得

故选C。

12．【答案】C

【解析】【来源】河北省石家庄市藁城冀明中学2020-2021学年高二（上）11月物理试题

AB．我国民用交流电压的有效值为220V，峰值为，故AB错误；

CD．我国民用交流在1s内周期性变化50次，故C正确，D错误。

故选C。

13．【答案】A

【解析】【来源】四川省达州市大竹中学2020-2021学年高二（下）3月物理试题

根据焦耳定律，在一个周期内产生的热量

因此产生热的功率

故选A。

14．【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。

15．【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。