【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习 10-1 交变电流的产生和描述限时规范特训（含解析）.doc

【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习10-1交变电流的产生和描述限时规范特训（含解析）
1.[2013·北京丰台期末]在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()

A.t＝0.005s时线圈平面与磁场方向平行
B.t＝0.010s时线圈的磁通量变化率最大
C.线圈产生的交变电动势频率为100Hz
D.线圈产生的交变电动势有效值为311V
解析：t＝0.005s时线圈平面与磁场方向平行，感应电动势最大，选项A正确；t＝0.010s时线圈的磁通量最大，变化率最小，选项B错误；线圈产生的交变电动势周期0.02s，频率为50Hz，选项C错误；线圈产生的交变电动势最大值为311V，选项D错误．
答案：A
2.交流发电机在工作时产生的电压的表达式为u＝Umsinωt，保持其他条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时电压的变化规律变为()
A.4Umsinωt B.4Umsin2ωt
C.2Umsinωt D.Umsinωt
解析：线圈的转速和匝数同时增加一倍，则Um增加到原来的4倍，线圈的转速增加一倍，则ω为原来的两倍，故电压的变化规律变为4Umsin2ωt，选项B正确．
答案：B
3.[2014·浙江五校联考]如图甲所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈电阻为1Ω.在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R＝10Ω的电阻构成闭合回路．通过电阻R的交变电流如图乙所示，下列判断正确的是()

A.该发电机产生的交变电流的频率为100Hz
B.该发电机产生交流电的最大感应电动势为200eq\r(2)V
C.穿过线圈的最大磁通量约为0.01Wb
D.若线圈的转速增加一倍，电阻R的功率为32kW
解析：由图乙知交流电的周期T＝0.02s，即f＝eq\f(1,T)＝50Hz，A错误；最大感应电动势Em＝Im(R＋r)＝220eq\r(2)V，B错误；且Em＝nBSω，而ω＝eq\f(2π,T)，解得Φm＝eq\f(Em,nω)≈0.01Wb，C正确；由Em＝nBSω知线圈转速增加一倍，感应电动势增为原来的2倍，则通过电阻的电流为40A，其功率P＝I2R＝16kW，D错误．
答案：C
4.(多选)如图所示，发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，两半边间的过渡区域宽度很小，可忽略不计．线圈的总匝数为N、总电阻为r，每匝线圈的面积为S，线圈所在位置的磁感应强度大小为B.当线圈以角速度ω匀速转动时，额定电压为U、电阻为R的小灯泡在电路中恰能正常发光，则发电机产生的感应电动势的有效值是()

A.NBSωB.eq\f(\r(2),2)NBSω
C.UD.(1＋eq\f(r,R))U
解析：根据题述线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，当线圈以角速度ω匀速转动时，产生的交变电流为矩形波，发电机产生的感应电动势的有效值为NBSω，故选项A正确，B错误；由闭合电路的欧姆定律可得E＝U＋eq\f(U,R)r＝(1＋eq\f(r,R))U，故选项C错误，D正确．
答案：AD
5.[2014·湖北武汉](多选)图甲、图乙分别是两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分．下列说法正确的是()

A.图甲、图乙均表示交流电
B.图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝20sin100πt(V)
C.图乙所示电压的有效值20V
D.图乙所示电压的有效值10V
解析：根据交变电流的定义，图甲、图乙均表示交流电，图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝20sin100πt(V)，A、B两项正确；根据交变电流有效值的定义得，eq\f(10\r(2)2,R)×T/2＝eq\f(U2,R)T，图乙所示电压的有效值U＝10V，C项错误，D项正确．
答案：ABD
题组二提能练
6.(多选)图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化．则下列说法正确的是()

A.图甲表示交流电，图乙表示直流电
B.图甲所示的电压的瞬时值表达式为u＝220eq\r(2)sin100πtV
C.图甲和图乙所表示的两种电压的有效值分别为220V和5V
D.图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的eq\f(1,10)
解析：由交流电的定义知，两图所示都是交流电，A项错误；图甲为正弦交流电，由图象得ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,2×10－2)rad/s＝100πrad/s，故电压的瞬时值表达式为u＝220eq\r(2)sin100πtV，B项正确；图甲电压的