2020高考物理-高考频点模拟题精选分类解析42-交变电流

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1、高考物理高频考点2020模拟题精选分类解析 高频考点42 交变电流1（2020年北京东城二模）在一支氖管两端加一个正弦交流电压u=50sin(314t) V。当氖管两端电压达到或超过U0=25V时，氖管就能发光。则在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为 A0.2s B0.02s C0.01s D0.005s 6.答案：C解析：由=314，解得此交流电的一个周期为T=0.02s，当氖管两端电压达到或超过U0=25V时，氖管就能发光。则在此交流电的一个周期内氖管的发光时间为T/2，即0.01s，选项C正确。2. （2020年5月6日河南六市联考理综物理）一个100匝的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁

2、场的轴匀速转动，产生的电动势e随时间t变化的关系如图所示，图线为正弦曲线，那么A该交流电的电动势有效值为220VB该交流电的电动势有效值为110VCt=1.5s时，穿过线圈的磁通量变化率最大D穿过线圈的磁通量最大值为2.2Wb2.答案：BCD解析：该交流电的电动势最大值为220V，有效值为110V，选项A错误B正确；由图线可知，t=1.5s时，感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律，穿过线圈的磁通量变化率最大，选项C正确。由图线可知=1rad/s, 由Em=NBS=220V可知，穿过线圈的磁通量最大值为m=BS=Em/N=2.2Wb，选项D正确。3（2020年4月北京通州区模拟）图1、图2分别表

3、示两种电压随时间变化的图象，其中图1所示电压按正弦规律变化，图2所示电压是“锯齿”形规律变化。下列说法中正确的是 图1 图2A图1表示交流电，图2表示直流电 B两种电压的有效值相等，都是220VC图1所示电压的瞬时值表达式为u311sin50t VD图1所示电压在经过匝数比为101的理想变压器变压后，频率保持不变B图1311311O0.010.02t/se/V图24（2020年3月江苏三校联考）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则At=0.005s时线框的磁通量变化率为零Bt=0.01s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变

4、电动势有效值为311VD线框产生的交变电动势的频率为100Hz. 答案：B 解析：t=0.005s时线框中产生的感应电动势最大，线框的磁通量变化率最大，磁通量为零，选项A错误；t=0.01s时产生的感应电动势为零，线框平面与中性面重合，选项B正确；线框产生的交变电动势最大值为311V，选项C错误；线框产生的交变电动势的周期为0.02s，频率为50Hz，选项D错误。灯泡熔断器5（2020年3月山东潍坊一模）如图所示，匝数为100匝的矩形线圈abcd处于磁感应强度B= T的水平匀强磁场中，线圈面积S=0.5m2，内阻不计线圈绕垂直于磁场的轴以角速度=10 rad/s匀速转动。线圈通过金属滑环与理想

5、变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12V，12W”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是A通过灯泡的交变电流的频率是50HzB变压器原、副线圈匝数之比为l01C矩形线圈中产生的电动势的最大值为120VD若将灯泡更换为“12V24W”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速6. （2020年3月福州质检）有一不动的矩形线圈abcd，处于范围足够大的可转动的匀强磁场中。如图所示，该匀强磁场是由一对磁极NS产生，磁极以OO为轴匀速转动。在t=0时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极N离开纸面向外转动。规定由abcda方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是.答案：C解析：磁

6、极以OO为轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相反方向转动。产生的感应电流方向为abcda。在t=0时刻，磁场的方向与线圈平行，感应电流最大，所以能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是图C。OabcdBO7（2020年3月吉林二模）如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，沿着OO方向观察，线圈沿顺时针方向转动。已知匀强磁场的磁感强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为L1，ad边的边长为L2，线圈电阻为R，转动的角速度为w，则当线圈转至图示位置时A线圈中感应电流的方向为abcdaB线圈中的感应电动势为2nBL2wC穿过线圈磁通量随时间的变化率最大D线圈

7、ad边所受安培力的大小为n2B2L1L2w/R,方向垂直纸面向里8（2020河北衡水第五次调研）如右图所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，内阻为r，绕垂直磁感线的对称轴OO/以角速度匀速转动，从图示位置转900的过程中，下列说法正确的是A 通过电阻R的电量B 通过电阻R的电量Q=C 外力做功平均功率P=D 从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为eNBSsint8.答案：BC解析：从图示位置转900的过程中，磁通量变化=BS，通过电阻R的电量Q=It=t=N=，选项A错误B正确；矩形线圈绕垂直磁感线的对称轴OO/以角速度匀速转动，产生的感应电动势最大值Em=NBS，感应电流有效值

8、为I=，外力做功平均功率P=EI=I2(R+r)=，选项C正确；从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为eNBSsin(t+/2),选项D错误。灯泡熔断器9（浙江省六校2020年2月联考）如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=T的水平匀强磁场中，线框面积S=0.5m2，线框电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度=200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是A图示位置穿过线框的磁通量为零B线框中产生交变电压的有效值为500VC变压器原、副线圈匝数

9、之比为2511D变压器输出端最多能并联83只60瓦的灯泡答案：CD解析：图示位置穿过线框的磁通量最大，选项A错误；线框中产生交10（2020湖南2月联考）一交流发电机的线圈电阻为1，将其输出端接在电阻为10的电阻丝上，其输出电压从某时刻开始随时间变化的图象如图所示，则 （ ）A线圈转动的角速度为100rad/sB交流发电机的电动势最大值为200VC电阻丝的发热功率为2kWD若将此发电机接在匝数比为12的理想变压器上可使输出频率提高1倍答案：C解析：根据得 rad/s，A项错；图象中输出电压最大值为200V，由于线圈有内阻，则其电动势最大值大于200V，B项错；电阻丝的发热功率为=2kW，C项正

10、确；理想变压器可以改变输出电压，不能改变输出频率，D项错。11（2020安徽合肥一模）一台发电机的结构示意图如图I所示，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场。若从图示位置开始计时电动势为正值，下列图象中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是（ ）11.答案：D解析：由于磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动过程中，都垂直切割磁感线，所以能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是图D。灯泡II变暗

11、，选项C错误D正确。12. （2020年2月西安五校联考）如右图所示，N匝矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是（ ）A图示位置电流为0 BR两端电压的有效值U=NBSC一个周期内通过R的电荷量q=2BS/R D交流电流表的示数I=NBS12.答案：D解析：图示位置电流不为0，选项A错误；由于接有二极管，二极管D具有单向导电性，由(NBS)2 RT/2=U2/RT解得R两端电压的有效值U=NBS/2，交流电流表的示数I=

12、NBS，选项B错误D正确；一个周期内通过R的电荷量q=2NBS/R，选项C错误。13. （河北省唐山市2020届高三下学期第一次模拟）一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示，则A. t1时刻穿过线圈的磁通量为零B. t2时刻穿过线圈的磁通量为零C. t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零D. t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零13答案：AD解析：t1时刻穿过线圈的磁通量为零，感应电动势最大；t2时刻穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零；t3时刻穿过线圈的磁通量变化率最大，感应电动势最大；t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零，感应电

13、动势为零，选项AD正确。第20题图14（2020年2月陕西师大附中第四次模拟）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象，当只改变线圈的转速后，产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下说法正确的是 A线圈先后两次转速之比为23 B通过线圈的磁通量最大值之比为32C先后两次交流电的最大值之比为32D先后两次交流电的有效值之比为交流电的有效值之比为32，选项D错误。15（2020年2月宁波八校联考）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u20sin100t（V），则加在R

14、2上的电压有效值为A10V B20V C15V D5V图13BRO1O2CD甲tB0乙t1B10BL2L116（10分）（2020北京海淀期末）如图13甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示，其中B0、B1和t1均为已知。在0t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度匀速转动。求

15、：（1）0t1时间内通过电阻R的电流大小；（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90的过程中，通过电阻R的电荷量。解析：（1）0t1时间内，线框中的感应电动势 E=n（2分）根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流I=（1分）（2）线框产生感应电动势的最大值 Em=nB1 L1L2（1分）17.（2020年5月安徽省合肥三模）如图所示为一小型交变电流发电机的工作原理图，两磁极间的磁场可看成勻强磁场，磁 感应强度为B，矩形线圈abcd以恒定角速度绕垂直于磁场方向的固定轴OO逆时针方 向转动，矩形abcd关于OO 对称，已知矩形

16、线圈共有N匝，边长为L1 ,bc边长为L2，线 圈电阻为r，外接电阻为R。(1) 在线圈位于如图所示的垂直于磁场方向的位置开始计时,规定由ab(或cd)方向 的感应电动势为正,推导出线圈中感应电动势e随时间t变化的表达式。(2) 求交流电流表（内阻不计）的读数。解析：.（1）从中性面开始经时间t，线圈abcd转至如图所示位置时，=t。此时对于线圈ab边上每根导线切割磁感线产生的感应电动势大小为e1=BL1v1x= BL1v1sin。线圈ab边上每根导线切割磁感线产生的感应电动势大小为e2=BL1v2x= BL1v2sin。其中v1= v2=L2/2.则每匝线圈产生的感应电动势大小为e单=e1+ e2= BL1 L 2sint。N匝线圈产生的总感应电动势大小为e= Ne单=N BL1 L 2sint。因为此时感应电动势为负方向，所以e=-N BL1 L 2sint= NBL1 L 2sin(t+)。(2)电动势最大值Em=NBL1 L 2。有效值E= Em=NBL1 L 2.。根据闭合电路欧姆定律，电路中电流，即交流电流表的读数I=NBL1 L 2.。