2022年高考物理 5-1交變電流同步檢測 新人教版選修3-1

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1、2022年高考物理 5-1交變電流同步檢測 新人教版選修3-1 1．如下圖所示圖象中屬于交流電的有(　　) 答案：ABC 解析：圖A、B、C中e的方向均發(fā)生了變化，故它們屬于交流電．正確答案為A、B、C. 點評：判斷電流為交變電流還是直流電就看方向是否變化．如D選項，盡管大小隨時間變化的圖象與A相似，但因其方向不變，仍是直流電． 2．(xx·山東曲阜一中高二期末)關于線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電流，下列說法中正確的是(　　) A．線圈每經(jīng)過中性面一次，感應電流方向改變一次，感應電動勢方向不變 B．線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應電流方向就改變一次 C．線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應電流

2、和感應電動勢方向都要改變一次 D．線圈轉(zhuǎn)動一周，感應電流和感應電動勢方向都要改變一次 答案：C 3．(xx·泉州模擬)如圖所示，面積均為S的線圈均繞其對稱軸或中心軸在勻強磁場B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，能產(chǎn)生正弦交變電動勢e＝BSωsinωt的圖是(　　) 答案：A 解析：線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸(軸在線圈所在平面內(nèi))勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的正弦交變電動勢為e＝BSωsinωt，由這一原則判斷，A圖中感應電動勢為e＝BSωsinωt；B圖中的轉(zhuǎn)動軸不在線圈所在平面內(nèi)；C、D圖轉(zhuǎn)動軸與磁場方向平行，而不是垂直． 4．矩形線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的感應電動勢最大值為50V，那么

3、該線圈由圖所示位置轉(zhuǎn)過30°，線圈中的感應電動勢大小為(　　) A．50V B．25V C．25V D．10V 答案：B 解析：由題示條件知：交變電流瞬時值表達式為e＝50cosωt＝50cosθ，當θ＝30°時，e＝25V，B對． 5．(xx·嘉興高二檢測)一閉合矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈平面位于如圖2甲所示的勻強磁場中．通過線圈的磁通量Φ隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是(　　) A．t1、t3時刻通過線圈的磁通量變化率最大 B．t1、t3時刻線圈中感應電流方向改變 C．t2、t4時刻線圈中磁通量最大 D．t2、

4、t4時刻線圈中感應電動勢最小 答案：B 解析：t1、t3時刻通過線圈的磁通量Φ最大，磁通量變化率＝0，此時感應電動勢、感應電流為零，線圈中感應電流方向改變，A錯誤，B正確；t2、t4時刻線圈中磁通量為零，磁通量的變化率最大，即感應電動勢最大，C、D錯誤． 6．如圖所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，當線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時(　　) A．線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動時的電流 B．線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電動勢小于繞P2轉(zhuǎn)動時的電動勢 C．線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動時的電流的方向相同，都是a→b→c→d D．線圈繞P1

5、轉(zhuǎn)動時dc邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動時dc邊受到的安培力 答案：A 解析：產(chǎn)生正弦交變電流的條件是軸和磁感線垂直，與軸的位置和線框形狀無關，轉(zhuǎn)到圖示位置時產(chǎn)生的電動勢E上具有最大值Em＝nBSω由歐姆定律I＝可知此時I相等，故A對，B錯．由右手定則可知電流為a→d→c→b，故C錯．cd邊受的安培力F＝BLcdI，故F一樣大，D錯． 7．一臺發(fā)電機產(chǎn)生正弦式電流，如果e＝400sin314t(V)，那么電動勢的峰值是多少，線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速度是多少，如果這個發(fā)電機的外電路只有電阻元件，總電阻為2kΩ，寫出電流瞬時值的表達式． 答案：400V　100π rad/s　i＝0.2sin314

6、t(A) 解析：根據(jù)電動勢的瞬時值表達式可知 電動勢的峰值：Em＝400V 線圈的角速度：ω＝314rad/s＝100πrad/s 由歐姆定律：Im＝＝0.2A 所以電流瞬時值表達式為i＝0.2sin314t(A) 能力提升 1．(xx·廈門模擬)處在勻強磁場中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動，磁場方向平行于紙面并與ab垂直，在t＝0時刻，線圈平面與紙面重合(如圖所示)，線圈的cd邊離開紙面向外運動，若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應電流方向為正，則能反映線圈中感應電流I隨時間t變化的圖象是圖中的(　　) 答案：C 解析：分析交變電流的圖象問題應注意圖

7、線上某一時刻對應線圈在磁場中的位置，將圖線描述的變化過程對應到線圈所處的具體位置是分析本題的關鍵，線圈在圖示位置時磁通量為零，但感應電流為最大值；再由楞次定律可判斷線圈在轉(zhuǎn)過90°的過程中，感應電流方向為正，故選項C正確． 2．(xx·金華十校高二期末)如圖一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應電動勢e隨時間t的變化如圖，下列說法中正確的是(　　) A．t1時刻通過線圈的磁通量為零 B．t2時刻線圈位于中性面 C．t3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大 D．每當e變化方向時，通過線圈的磁通量最大 答案：D 解析：t1、t3時刻感應電動勢為零，

8、線圈位于中性面位置，所以穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，A，C錯誤；t2時刻感應電動勢最大，線圈位于中性面的垂面位置，穿過線圈的磁通量為零，B錯誤；由于線圈每經(jīng)過一次中性面時，穿過線圈的磁通量的絕對值最大，e變換方向，所以D正確． 3．(xx·天津一中高二期中)如圖甲所示，虛線上方空間有勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，直角扇形導線框繞垂直于紙面的軸O以角速度ω勻速逆時針轉(zhuǎn)動．設線框中感應電流的方向以逆時針為正，線框處于圖示位置時為時間零點．那么，在圖乙中能正確表明線框轉(zhuǎn)動一周感應電流變化情況的是(　　) 圖甲 圖乙 答案：A 4．(xx·南昌模擬)如圖所示，矩形線圈

9、abcd放在勻強磁場中，邊ad在軸OO′上，若線圈繞軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電動勢e＝Emsinωt，如果將其轉(zhuǎn)速增加一倍，其他條件保持不變，則電動勢的表達式為(　　) A．e＝2Emsinωt B．e＝2Emsin2ωt C．e＝Emsinωt D．e＝Emsin2ωt 答案：B 解析：設原來轉(zhuǎn)速為n，則角速度ω＝2πn，感應電動勢的峰值Em＝NBSω 當轉(zhuǎn)速增加一倍，即為2n時，其角速度ω′＝2π×2n＝2ω 此時，感應電動勢的峰值E′m＝NBS·2ω＝2Em，可見，此時電動勢e＝Em′sinω′t＝2Emsin2ωt，故選項B正確． 5．在兩塊金屬板上加交變電壓U

10、＝Umsint，當t＝0時，板間有一個電子正好處于靜止狀態(tài)，下面關于電子以后運動情況的判斷哪些是正確的(　　) A．t＝T時，電子回到原出發(fā)點 B．電子始終向一個方向運動 C．t＝時，電子將有最大速度 D．t＝時，電子的位移最大 答案：BC 解析：本題考查了帶電粒子在交變電壓所產(chǎn)生的交變電場中的運動問題．分析帶電粒子的運動性質(zhì)應從粒子運動的速度方向與受力方向的關系入手，二者同向，則粒子加速；反向，則粒子減速運動． 電子在電場中受到變化的電場力的作用F＝Eq，電壓變，故場強變．在第一個半周期內(nèi)電子從靜止開始作正向變加速運動，第二個半周期內(nèi)作正向的變減速運動，一個周期結(jié)束時電子速度恰

11、減為零．如此電子一直向一個方向運動，在t＝(2k＋1)(k＝0,1,2……)時刻速度是最大值． 6．發(fā)電機的轉(zhuǎn)子是匝數(shù)為100匝，邊長為20cm的正方形線圈，將它置于磁感應強度B＝0.05T的勻強磁場中，繞著垂直于磁場方向的軸以ω＝100πrad/s的角速度轉(zhuǎn)動，當線圈平面跟磁場方向垂直時開始計時．線圈和外電路的總電阻R＝10Ω. (1)寫出交變電流瞬時值表達式； (2)線圈從計時開始，轉(zhuǎn)過過程中通過線圈某一截面的電荷量為多少？ 答案：(1)i＝2πsin100πtA　(2)1×10－2C 解析：感應電動勢最大值為Em＝nBSω. Em＝100×0.05×0.2×0.2×100πV＝20πV Im＝A＝2πA， ∴i＝Imsinωt＝2πsin100πtA (2)線圈從計時開始，轉(zhuǎn)過過程中通過線圈某一截面的電荷量q＝t＝Δt＝.從中性面計時，轉(zhuǎn)過，如圖所示． ΔΦ＝BΔS＝BS(1－sin30°)＝BS q＝＝C＝C＝1×10－2C.