课时分层作业29 交变电流的产生及描述(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)通用版

课时分层作业(二十九) 1．(2023·广西柳州市柳江中学模拟)甲、乙图分别表示两种电压的波形，其中甲图所示的电压按正弦规律变化。下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　　　乙 A．甲图表示交流电，乙图表示直流电 B．甲图电压的有效值为220 V，乙图电压的有效值小于220 V C．乙图电压的瞬时值表达式为u＝220·sin 10πt V D．甲图电压经过匝数比为1∶10的变压器变压后，频率变为原来的10倍 B　[由于两题图中表示的电压都随时间周期性变化，因此都为交流电，故A错误；由于对应相同时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可知，图甲有效值要比图乙有效值大，图甲是正弦式交流电，所以有效值U＝＝220 V，故乙小于220 V，则B正确；图乙不是正弦式交流电，所以表达式不是正弦函数，故C错误；理想变压器变压后，频率不发生变化，故D错误。] 2．如图所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A、B间加一正弦交流电，u＝60sin 100πt(V)，R2上的电压有效值为(　　) A．30 V B．60 V C．30 V D．15 V D　[因为是交流电所以应该分两种情况考虑：当电源在正半轴时A点电位高于B点电位，二极管导通即R1被短路，R2电压为电源电压，U2＝＝ V＝60 V；电源在负半轴时B点电位高于A点电位，二极管截止，R1、R2串联分压，故R2分得的电压为U′2＝＝ V＝30 V，Q＝Q1＋Q2，即为：T＝·＋·，解得U＝15 V，故D正确，ABC错误。] 3．(2022·辽宁省葫芦岛市高考一模)一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动，内阻不计。转轴位于线圈平面内，并与磁场方向垂直。产生的电动势随时间变化的规律如图所示，则(　　) A．该交变电流频率是0.4 Hz B．计时起点，线圈恰好与中性面重合 C．t＝0.1 s时，穿过线圈平面的磁通量最大 D．该交变电动势瞬时值表达式是e＝10cos 5πt(V) C　[由题图可知电压随着时间变化的周期为T＝0.4 s，故频率为f＝＝2.5 Hz，故A错误；计时起点，电动势最大，所以此时磁通量为0，线圈和中性面垂直，故B错误；t＝0.1 s时，电动势为0，穿过线圈平面的磁通量最大，故C正确；该交变电动势的最大值为Em＝10 V，角速度ω＝＝5π rad/s，又从垂直于中性面开始计时，所以电动势瞬时值表达式是e＝Emcos ωt＝10cos 5πt(V)，故D错误。] 4．(多选)(2023·广西柳州市模拟)为研究交变电流的产生规律，某研究小组把长60 m 的导线绕制成N＝100匝的矩形闭合线圈，如图所示。现把线圈放到磁感应强度B＝0.1 T 的匀强磁场中，线圈可以绕其对称轴OO′转动。现让线圈从图示位置开始(t＝0)以恒定的角速度ω＝10π rad/s转动。下列说法正确的有(　　) A．t＝0时，线圈位于中性面位置 B．t＝0.05 s时，感应电流方向发生改变 C．当bc＝2ab时，感应电动势的表达式为e＝2πcos 10πt(V) D．当ab＝ad时，感应电动势的有效值最大 BCD　[t＝0时，线圈位于与中性面垂直的位置，故A错误；线圈的周期为T＝＝0.2 s，t＝0.05 s时，线圈转过90°，到达中性面位置，磁通量最大，感应电流方向发生改变，故B正确；电动势最大值为Em＝NBSω，S＝ab·bc，(ab＋bc)×2×100＝60 m，2ab＝bc，联立可得Em＝2π V，线圈从题中图示位置(平行于磁场方向)开始转动，因此感应电动势的表达式为e＝2πcos 10πt(V)，故C正确；单匝线圈周长为0.6 m，当ab＝ad时，边长相等，正方形面积最大，则Em＝NBSmω最大，即感应电动势的有效值最大，故D正确。] 5．(多选)(2023·辽宁省葫芦岛模拟)如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，在线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是(　　) A．图示位置为中性面 B．电压表的示数为NBSω C．电流表的示数为 D．通过电阻R的电荷量为q＝ AD　[当线圈平面与磁感线垂直时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，线圈中电流为零，即为中性面位置，故A正确；线圈在磁场中转动，产生的电动势的最大值为Em＝NBSω，电动势的有效值为E＝，电压表测量的是电路的外电压，所以电压表的读数为U＝×R＝，故B错误；电流表的示数I＝＝，故C错误；由＝N，＝，q＝Δt可知，电荷量q＝，故D正确。] 6．(多选)(2021·浙江1月选考)发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应