2020年高考回归复习—电学选择之正弦式交变电流的相关计算 包含答案

高考回归复习—电学选择之正弦式交变电流的相关计算

1．如图所示为一台小型发电机结构示意图，线圈绕垂直匀强磁场方向的轴匀速转动，通过电刷接有一盏小灯泡。已知线圈匝数为N ，内阻为r ，转动的周期为T ，小灯泡的电阻为9r ，电压表的示数为U 。从图示位置开始计时，下列说法中正确的是（ ）

A ．从开始到4T t =

过程中，通过灯泡的电量为36UT r

B ．从开始到2T t =过程中，灯泡消耗的电能为

218U T

r

C ．线圈产生的电动势瞬时值表达式为2cos

e t T

π

=

D ．线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为

9N π

2．如图甲为旋转电枢式交流发电机的原理图，多匝矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO '匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与可变电阻R 连接，与R 并联的交流电压表为理想电表，当R = 10 Ω时电压表示数是10 V 。已知线圈的内阻为r =5Ω，图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t 变化的图像，则（ ）

A ．可变电阻R 消耗的电功率为10 W

B ．

C ．R 两端的电压u 随时间t 变化的规律是14.1sin100π(V)u t =

D ．调节可变电阻R 的大小，其消耗的最大电功率可以达到11.25W

3．如图所示，磁极N 、S 间的磁场看做匀强磁场，磁感应强度为B 0，矩形线圈ABCD 的面积为S ，共n 匝，内阻为r ，线圈通过滑环与理想电压表V 和阻值为R 的定值电阻相连，AB 边与滑环E 相连；CD 边与滑环F 相连。若线圈正在绕垂直于磁感线的轴OO ＇以角速度ω逆时针匀速转动，图示位置恰好与磁感线垂直。以下说法正确的是（ ）

A ．线圈在图示位置时，电阻R 中的电流方向为自M 到N

B ．线圈自图示位置开始转过180︒的过程中，通过电阻R 的电量为

02nB S

R r

+ C ．线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为

222

0πn B S R r

ω+ D ．线圈在图示位置时电压表的示数为0

4．如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R ．线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，线框转过6

π

时的感应电流为I ，下列说法正确的是（ ）

A ．线框中感应电流的有效值为2I

B ．线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为

2IR

ω

C ．从中性面开始转过

2

π

的过程中，通过导线横截面的电荷量为2I ω

D ．线框转一周的过程中，产生的热量为

2

8RI πω

5．图（a）为一交流发电机示意图，线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO'沿顺时针方向匀速转动，图（b）是该发电机的电动势已随时间t按余弦规律变化的图像。已知线圈电阻为2.5Ω，定值电阻R=10Ω，电表均

为理想交流电表。由此可以判定（）

A．电流表读数为0.8A

B．电压表读数为10V

C．t=0.1s时刻，穿过线圈的磁通量为零

D．0~0.05s内，通过电阻R的电荷量为0.04C

6．如图所示，是小型交流发电机的示意图，正对的异名磁极间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，磁感

应强度大小为B，A为理想交流电流表。匝数为n、面积为S。阻值为r的线圈绕垂直于磁场的水平轴OO´以角速度ω匀速转动，定值电阻阻值为R，从图示位置开始计时。下列说法正确的是（）

A．线圈每转动一周，电流方向改变2次

B．图示位置时交流电流表的示数为

ω=

+

nBS I

R r

C．

π

2

t

ω

=时，线框中的磁通量最大，瞬时感应电动势最大

D．电阻R消耗的热功率为

2

2

ω

⎛⎫= ⎪

+

⎝⎭

R nBS

P

R r

7．如图所示，正方形单匝线框abcd边长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω转动，c、d两点与外电路相连，外电路电阻也为r，导线电阻忽略不计，则下列说法中正确的是（）

A ．从图示位置开始计时，线框感应电动势的瞬时值表达式为e =BωL 2cos ωt

B ．S 断开时，电压表读数为

28

B L ω

C ．初始S 闭合，现将S 断开，电压表读数不变

D ．S 闭合时，线框从图示位置转过2π过程中流过电流表的

2

7BL r

8．如图1所示，小型交流发电机的单匝矩形金属线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，线圈与一个阻值为R =9Ω的电阻构成闭合电路，线圈的电阻r =1Ω。从中性面开始计时，线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化(如图2所示)，则下列说法正确的是（ ）

A ．线圈的转速为2.5r/min

B ．电压表的示数为V

C ．通过线圈的最大磁通量为

4

Wb π

D ．从中性面转过90°通过电阻R 的电量为

4

9π

C 9．如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈（单匝）的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A ．那么（ ）