2011-2012学年贵州省高三物理复习测试：41交变电流的产生和描述（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示,此线圈与一个R=10 Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是(    )

A.交变电流的周期为0.125 s

B.交变电流的频率为8 Hz

C.交变电流的有效值为A

D.交变电流的的最大值为4 A

2. 难度：简单

图1､图2分别表示两种电压的波形,其中图1所示的电压按正弦规律变化.下列说法正确的是(    )

A.图1表示交流电,图2表示直流电

B.两种电压的有效值相等

C.图1所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100πt V

D.图1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

3. 难度：简单

如图a所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab､cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时(如图b)为计时起点,并规定当电流自a流向b时电流方向为正.则下列四幅图中正确的是(    )

4. 难度：简单

正弦交流电源与电阻R₁､R₂､交流电压表按图甲所示的方式连接,R₁=20Ω,R₂=10Ω,交流电压表的示数是20V.图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象,则(    )

A.通过R₁的电流i₁随时间t变化的规律是i₁=2cos10πt(A)

B.通过R₁的电流i₁随时间t变化的规律是i₁=2cos100πt(A)

C.R₂两端的电压u₂随时间t变化的规律是u₂=20cos10πt(V)

D.R₂两端的电压u₂随时间t变化的规律是u₂=20cos100πt(V)

5. 难度：简单

家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分来实现的,由截去部分的多少来调节电压,从而实现灯光的可调,比过去用变压器调压方便且体积较小,某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示,若用多用电表测灯泡两端的电压,多用电表示数为(    )

A. U_m                   B. U_m

C. U_m             D. U_m

6. 难度：简单

某同学在研究电容､电感对恒定电流与交变电流的影响时,采用了如图所示的电路,其中L₁､L₂是两个完全相同的灯泡,已知把开关置于3､4时,电路与交流电源接通,稳定后的两个灯泡发光亮度相同,则该同学在如下操作过程中能观察到的实验现象是(    )

A.当开关置于1､2时,稳定后L₁､L₂两个灯泡均发光且亮度相同

B.当开关置于1､2时,稳定后L₁､L₂两个灯泡均发光,且L₁比L₂亮

C.当开关置于3､4时,稳定后,若只增加交变电流的频率,则L₁变暗,L₂变亮

D.在开关置于3､4的瞬间,L₂立即发光,而L₁亮度慢慢增大

7. 难度：简单

如图甲所示,A､B为相同的环形线圈,它们共轴且相距很近,A线圈中通有图乙所示的交变电流,则(    )

A.在t₁时刻,A､B的相互作用力为零

B.在t₁到t₂时间内,A､B相互吸引

C.在t₂到t₃时间内,A､B相互排斥

D.在t₂时刻,A､B的相互作用力最大

8. 难度：简单

如图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P₁和P₂以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时(    )

A.线圈绕P₁转动时的电流等于绕P₂转动时的电流

B.线圈绕P₁转动时的电动势小于绕P₂转动时的电动势

C.线圈绕P₁和P₂转动时电流的方向相同,都是a→b→c→d

D.线圈绕P₁转动时dc边受到的安培力大于绕P₂转动时dc边受到的安培力

二、填空题

9. 难度：简单

一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈中感应电动势e与时间t的关系图象如图所示,感应电动势的最大值和周期可在图中读出,则磁感应强度B=____.在t=时刻,线圈平面与磁感强度的夹角________.

三、计算题

10. 难度：简单

如图所示, N=50匝的矩形线圈abcd,边长ab=20 cm,ad=25 cm,放在磁感强度B=0.4 T的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n=3000 r/min的转速匀速转动,线圈电阻r=1 Ω,外电路电阻R=9 Ω,t=0,线圈平面与磁感线平行,ab边正好转出纸外､cd边转入纸里.

(1)在图中标出t=0时感应电流的方向;

(2)写出线圈感应电动势的瞬时表达式;

(3)线圈转一圈外力做功多大?

11. 难度：简单

如图甲所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,电阻r=1.0 Ω,所围成矩形的面积S=0.040 m²,小灯泡的电阻R=9.0 Ω,磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=nB_mStV,其中B_m为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期.忽略灯丝电阻随温度的变化,求:

(1)线圈中产生感应电动势的最大值;

(2)小灯泡消耗的电功率;

(3)在磁感应强度变化的0~的时间内,通过小灯泡的电荷量.