1、全程復(fù)習(xí)2014屆高考物理全程復(fù)習(xí)方略（人教版-第一輪）課時(shí)提能演練（含詳細(xì)解析）10.1交變電流的產(chǎn)生和描述(40分鐘 100分)一、選擇題(本題共8小題，每題9分，至少一個(gè)答案正確，選不全得5分，共72分)1.如圖中各圖面積均為S的線圈均繞其對(duì)稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)e=BSsint的圖是( )2.如圖所示，矩形線框置于豎直向下的磁場(chǎng)中，通過(guò)導(dǎo)線與靈敏電流表相連，線框在磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中線框平面處于豎直面內(nèi)，下述說(shuō)法正確的是( )A因?yàn)榫€框中產(chǎn)生的是交變電流，所以電流表示數(shù)始終為零B線框通過(guò)圖中位置瞬間，穿過(guò)線框的磁通量最大C

2、線框通過(guò)圖中位置瞬間，通過(guò)電流表的電流瞬時(shí)值最大D若使線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大一倍，那么通過(guò)電流表電流的有效值也增大一倍3.(2012·南通模擬)面積為S的兩個(gè)電阻相同的線圈,分別放在如圖所示的磁場(chǎng)中,圖甲中是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng),線圈在磁場(chǎng)中以周期T繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),圖乙中磁場(chǎng)變化規(guī)律為,從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),則( )A.兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同B.兩線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值的時(shí)刻不同C.經(jīng)相同的時(shí)間t(tT),兩線圈產(chǎn)生的熱量相同D.從此時(shí)刻起,經(jīng)T/4時(shí)間,流過(guò)兩線圈橫截面的電荷量相同4.如圖所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系.若使這兩種電流

3、分別通過(guò)兩個(gè)完全相同的電阻，則經(jīng)過(guò)1 min的時(shí)間，兩電阻消耗的電功之比W甲W乙為( )A. B.12C.13D.165.一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖甲所示，則下列說(shuō)法正確的是( )A.t=0時(shí)刻，線圈平面與中性面垂直B.t=0.01 s時(shí)刻，的變化率最大C.t=0.02 s時(shí)刻，交流電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大D.該線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示6.(2011·四川高考)如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為T(mén),轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場(chǎng)方向，線圈電阻為2 .從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)的感

4、應(yīng)電流為1 A.那么( )A.線圈消耗的電功率為4 WB.線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 AC.任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為D.任意時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為7.(2012·揚(yáng)州模擬)如圖甲所示,一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng),從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),線圈中產(chǎn)生的交變電流按照?qǐng)D乙所示的余弦規(guī)律變化,在時(shí)刻( )A.線圈中的電流最大B.穿過(guò)線圈的磁通量最大C.線圈所受的安培力為零D.穿過(guò)線圈磁通量的變化率最大8.(2012·連云港模擬)一個(gè)閉合的矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為E0，周期為

5、T0，外力提供的功率為P0.若使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?,線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為E，周期為T(mén)，外力提供的功率為P.則E、T和P的大小為( )A.E=2E0,T=T0,P=2P0B.E=E0,T=T0,P=2P0C.E=2E0,T=T0,P=2P0D.E=2E0,T=T0,P=4P0二、計(jì)算題(本大題共2小題，共28分，要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 9.(2012·深圳模擬)(12分)如圖所示為一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖,其矩形線圈的長(zhǎng)度ab=0.25 m,寬度bc=0.20 m,共有n=100匝,總電阻r=1.0 ,可繞與磁場(chǎng)方向垂直的對(duì)稱

6、軸OO轉(zhuǎn)動(dòng).線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,與線圈兩端相連的金屬滑環(huán)上接一個(gè)“3.0 V 1.8 W”的燈泡,當(dāng)線圈以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小燈泡消耗的功率恰好為1.8 W.(不計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸與電刷的摩擦,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度;(2)線圈以上述角速度轉(zhuǎn)動(dòng)100周過(guò)程中發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能為多少?10.(2012·福州模擬)(16分)如圖所示，一個(gè)半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.M和N是兩個(gè)集流環(huán)，負(fù)載電阻為R，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的

7、最大值；(2)從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)1/4轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量；(3)從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)1/4轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)通過(guò)負(fù)載電阻R的電荷量；(4)電流表的示數(shù).答案解析1.【解析】選A、C.線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸(軸在線圈所在平面內(nèi))勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的正弦交變電動(dòng)勢(shì)為e=BSsint,由這一原則判斷，A圖和C圖符合要求;B圖中的轉(zhuǎn)軸不在線圈所在平面內(nèi)；D圖轉(zhuǎn)軸與磁場(chǎng)方向平行，而不是垂直.故A、C正確.2.【解析】選C、D.線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，在中性面即線框與磁感線垂直時(shí)，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，而在題中圖示位置線框與磁感線平行時(shí)，磁通量最小，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，A、B錯(cuò)

8、,C對(duì)；電流的有效值，現(xiàn)在其余的量都不變，角速度增大一倍后，電流的有效值也增大一倍，D正確.3.【解析】選A、C、D.圖甲中的磁通量變化規(guī)律為,圖乙中的磁通量變化規(guī)律為.由于兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同,則兩線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化規(guī)律相同,達(dá)到最大值的時(shí)刻也相同,有效值E也相同.又因兩線圈電阻相同,所以也相同.經(jīng)過(guò)時(shí)間,流過(guò)兩線圈橫截面的電荷量也相同.故A、C、D三項(xiàng)正確.4.【解析】選C.電功的計(jì)算，I要用有效值計(jì)算，圖甲中，由有效值的定義得，解得；圖乙中，I的值不變，I2=1 A，由W=UIt=I2Rt，可以得到W甲W乙=13，C正確.5.【解析】選B.由-t圖知，t=0時(shí)，最大，即線圈處于

9、中性面位置，此時(shí)e=0，故A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖知T=0.04 s，在t=0.01 s時(shí)，=0，最大，e最大，則B項(xiàng)正確；在t=0.02 s時(shí)，最大，=0，e=0，則C項(xiàng)錯(cuò)誤.【變式備選】一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖，下面說(shuō)法中正確的是( )A.t1時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量為零B.t2時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大C.t3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最大D.每當(dāng)e變換方向時(shí)，通過(guò)線圈的磁通量絕對(duì)值為最大【解析】選C、D.t1、t3時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=0，即為線圈經(jīng)過(guò)中性面的時(shí)刻，此時(shí)線圈的磁通量為最大，但磁通量的變化率卻為零，

10、所以選項(xiàng)A不正確，C正確.t2時(shí)刻e=-Em，線圈平面轉(zhuǎn)至與磁感線平行，此時(shí)通過(guò)線圈的磁通量為零，磁通量的變化率卻為最大，故B不正確.每當(dāng)e的方向變化時(shí)，也就是線圈經(jīng)過(guò)中性面的時(shí)刻，通過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值都為最大，故D正確.6.【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：(1)線圈從平行于磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，其瞬時(shí)值表達(dá)式為余弦函數(shù)；(2)利用瞬時(shí)值表達(dá)式求出電動(dòng)勢(shì)的最大值、有效值；(3)利用磁通量的定義計(jì)算磁通量的表達(dá)式.【解析】選A、C.由于線圈從垂直于中性面啟動(dòng)，則瞬時(shí)值表達(dá)式可記為e=Emcos，代入數(shù)據(jù)可知2=Emcos60°，得最大值Em=4 V，即有效值以及，功率為，瞬時(shí)值表達(dá)式為

11、.故A、C正確，B錯(cuò)誤.再由Em=NBS，則任意時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為 ，可知D錯(cuò)誤.7.【解析】選B、C. ,線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°,線圈平面與磁感線垂直,此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量最大,穿過(guò)線圈磁通量的變化率為零,感應(yīng)電流為零,線圈不受安培力作用,故A、D錯(cuò)誤,B、C正確.8.【解析】選D.設(shè)線圈為N匝，面積為S，所在區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)角速度為時(shí)，產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E0=NBS，周期，外力提供的功率.當(dāng)角速度為2時(shí)，產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=2NBS=2E0，周期，外力提供的功率.故D正確.9.【解析】(1)設(shè)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為I,則 (1分)設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為R, (2分)根據(jù)閉合電路歐姆定律得:E=I(R+r)=3.6 V(1分)發(fā)電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為 (2分)解得 (2分)(2)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能為 (2分)解得Q=5.4×102 J(2分)答案:(1)2.5 rad/s(2)5.4×102 J【總結(jié)提升】交流電路的三個(gè)特點(diǎn)(1)交流電路中，閉合電路歐姆定律、焦耳定律同樣適用.(2)交流電路中，交流電流表、電壓表測(cè)量的都是交變電流的有效值.(3)交流電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=nBS，Em僅由n、B、S、四個(gè)物理量決定，與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置和線圈的形狀都無(wú)關(guān).10.【解析】(1)線圈繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電路中產(chǎn)生如圖所示的交變電流.此交變