(五)交变电流、交变电流的描述-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高二物理选择性必修2同步周测卷（人教版）

U 物耀人敏质)透择性多修第二图第士页（具1万} 衡水金海·先章驱·高二网步周测存五 物暖（人較饭}选择性必修第二瑞第2面[共1面] 8.·种自行车有能向自行车车头灯泡供电的小州爱电机，其原母示意图加图甲所示，图 10,《16分》如图甲厨示，个电阻为R的金属圆环载在随场中.盛场与闭环所在的平面 甲中N,S是一对周定的赋极，慰极间有一定在范缘转轴上的矩形线圈，转轴的一 垂直，穿过瞬环的登通量随时间变化的图像如图乙所示，图中的最大聪通量真和变 端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮。如图乙所示，当率轮转诗时，因摩摆而 化的周期T均为已知量，求： 动像擦轮转动，从面使线圈在磁场中转动面产生电瓷给车头灯泡供电，下列说法正确 (1D在一个周别T内金属阔环中产生的热量： 的是 (2)交变电灌的有效值. 人，摩繁轮的角速皮与后轮转动的角速度大小相等 B自行车的速度加倍，线圈中义变电流的周期加籍 C.爱电机的电功率与自行车速度的平方成正比 D.知道摩擦轮和后轮的半径，或可以如道后轮转一瑞的时河里电流方向变化的次数 拼拟 幢名 分数 11,《20分)如图所示，在慰擦应强度B一0.2T的水平匀强是畅中，有-一边长1 1 10cm,臣数N=10臣，总电阻r=11的正方形金属线圈绕垂直于继感线的O 容案 轴匀遮转动，转速为00， /s,有一阻值为9口的电阻R,通过电糊与两滑环接触，电 三，非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题】 图取两省接有一平想义面电压表，周示时刻壁场与线周平面平行，求： 9。《1?分》通过某交灌电流表的电瓷」随时间：变化的关系图操如撕所示，求该电汽表 (1)从用中所示位置开输什时，电动势的瞬时表达式： 的示数 (2)此时电压表的示数： (3)在1分钟内外力动线围转动所量的功： ()从图中所示位置转过90的过程中通过电阻R的电荷量。 物理（人较版！这挥性必修第二研第8页{共页引 衡水金等·先享题·商二阿步圆测蓉五 物里[人教唇】这精程必榜第二研第4页《其4页]高二周测卷 ·物理（人教版）选择性必修第二册· 高二同步周测卷/物理选择性必修第二册（五） 品题要素一览表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ.推理能力Ⅲ.分析综合能力下.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 题号 题型 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 值 (主题内容) ① ②③① 档次 系数 1 单项选择题 6 交变电流的定义 易 0.85 单项选择题 W-t图像的考查 中 0.70 3 单项选择题 6 电感，电容对交变电流的影响 中 0.65 4 单项选择题 6 交流电与电路结合 中 0.60 5 单项选择题 6 交变电流的产生 中 0.65 6 单项选择题 6 有效面积问题 中 0.65 7 多项选择题 8 中-t图像的考查 中 0.65 8 多项选择题 8 交流电在实际情境中的应用 难 0.55 9 非选择题 12 有效值的定义 易 0.80 由做通量一时间关系图像计算 10 非选择题 16 中 0.70 有效值 非选择题 正弦式交流电的产生及四值 20 难 0.55 计算 香考答案及解析 一、单项选择题 的电压最大值Uw=号×10V=9,B项错误交 3 1.A【解析】A项图中电流的大小发生周期性变化，但 方向保持不变，所以不是交变电流，A项符合题意： 流电a的角速度o,-至=5ads,电压候时值一 BC,D项图中电流的大小、方向均发生周期性变化， 10sin5πt(V),C项错误：在图巾t=0时刻产生的感 均是交变电流，B,C、D项不符合题意。 应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，D项 2.A【解析】由图可知，线圈先后两次周期之比为2： 错误。 3,根据n=∫=子，可知转速之比为3：2，A项正确： 3.C【解析】根据X:=2πfL,拔出电感线圈中的铁芯 后，L变小，感抗变小，L灯将变亮，A项错误：根据C 根据U.=S,可如号=二=会=号交流电么 =ES 一，在电容器中插人电介质后，电容C变大，根 ·49 ·物理（人教版）选择性必修第二册· 参考答案及解析 据X=2元元，容抗变小.山灯将变亮，B项错误：将 E=BS=1X10rV=52元V,A项正确：0~ 瓦 交流电源的频率提高为2f时，根据X。一2元C,容抗 0.1s的过程中，线圈产生的平均电动势E=n △t 变小，L灯将变亮，根据X=2πL,感抗变大，Le灯 0,B项错误：在0.1s时，线圈通过峰值面，线圈内的 将变暗，根据R=pS,电阻不变，L灯亮度不变，C 磁通量为零，感应电动势最大，电流方向不变，C项错 项正确：改接输出电压为“的直流电源时，直流电流 误：该交流电的频率∫=子=立=5，D项 不能通过电容器，L灯将熄灭，感抗减小到零，L:灯 正确。 将变亮，电阻不变，L灯亮度不变，D项错误。 8.CD【解析】因为摩擦轮与后轮之问没有相对滑动， 4.B【解析】加在灯管两端的电压的周期T=0.1s,则 所以它们的线速度大小相等，角速度不同，A项错误： 频率f=10Hz,A项错误：根据有效值的概念可知 设自行车的速度大小为，摩擦轮的半径为r,后轮 (229 摩擦轮的速度都等于，线圈转动产生正弦交变电 R一·2=京T,可得U=110V,即灯管两端电 T U 流，周期T=2严，0加倍，T减小为原来的立，B项错 压的有效值为110V,交流电压表的示数为110V,B 误：发电机的电功率P=EI= 项正确，C项错误：通过可控硅后，通过灯管的电流方 悬面E- 向不变，则加在灯管两端的电压不是交变电流，D项 NBS,所以发电机的电功率与自行车速度的平方成 错误。 √Er 正比，C项正确：如果摩擦轮的半径为，后轮的半径 5,A【解析】线圈经过图示位置时，穿过线圈的磁通量 为零，磁通量的变化率最大，瞬时电流最大，A项正 为R,设后轮转一周的时间为T,则角速度w=亭，根 确，B项错误：根据右手定则，ab边切割磁感线产生的 感应电流方向为a→b,则b点的电势高于a点的电 据线速度相等，则m=R。=RX孚，则w- Tr 势，C项错误：线圈转动产生的正弦交流电的有效值 2,解得：=号则摩擦轮在后轮转动一周时间内转 E=1nBSw,则线圈的转速加倍时，角速度加倍，产 动的园数刀可求，则可知道交流电的频率、电流方向 生交流电的有效值加倍，D项错误。 变化的次数，D项正确。 6.A【解析】甲，乙两线框产生的感应电动势的最大值 三、非选择题 9,【解析】通过电流表的示数为交变电流的有效值，根 分别为Em.=nBS,E2n=子nBS,根据E=后，感 据有效值的概念可知R·置+R,舌=片RT 应电动势的有效值之比为21，根据1-景，感应电流 (3分) 的有效值之比为2：1，A项正确：丙线框产生的感应 其中I=4WEA (3分) 电动势的最大值E例m=nBSw,则甲，丙两线框产生的 11=-3√EA (3分) 感应电动势的峰值一样大，感应电流的峰值一样大， 解得交变电流的有效值I,=5A (3分) B项错误：图中甲线框此时处于中性面，磁通量最大， 则该电流表的示数为5A 磁通量的变化最慢，C项错误；电荷量q=i让中的i是 10,【解析】(10~干时间内，感应电动势B,-9- 电流的平均值，D项错误。 二、多项选择题 项=4 (3分) 7AD【解折】线图转动的角速度。=孚-急rd小 4 感应电流1=尺=RT E14Φ =10πrad/s,线圈产生的交流电的电动势的有效值E (3分) ·50· 工3工时间内，感应电动势、感应电流大小与0~ (2)电动势的有效值E=E=0V=20反V d √E√E 子内的相同，子一号及平~T时间内感应电动势 (2分) 4 感应电流为0，则一个周期T内金屈圆环中产生的 RE一 电压表的示数始终为有效值，即U=R干， 热量Q=2R·子-等 (2分) 9×202V=18EV 9+1 (3分) (2)由有效值的定义有Q 80-FRT R (4分) (3)在1分钟内外力驱动线圈转动所做的功W= E (202) 可得交变电流的有效值1=2E R+=91 -×60J=4800J (5分) RT (4分) (4)从图中所示位置转过90的过程中通过电阻R 11,【解析】(1)根据角速度定义式得仙=2πn= 200 rad/s (2分) 的电荷量g=1A=平=N梁，=100× E 从图中所示位置开始计时，则有e=NBSwcost(t) 100×0.2×0.1×200cos(200t)V=40cos(200t)V 0.2×0.1C=0.02C (5分) 9+1 (3分)