第十章 第1单元 交变电流 电感和电容对交变电流的影响
一、单项选择题(本题共6小题，每小题7分，共42分)
1．两个相同的白炽灯泡L1和L2接到如图1所示的电路中，灯L1与电
容器串联，灯L2与电感线圈串联．当a、b间接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同．更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度低于灯L2的亮度．新电源两极的电压最大值和频率可能是 ( ) A．最大值仍为Um，而频率大于f B．最大值仍为Um，而频率小于f C．最 大值大于Um，而频率仍为f D．最大值小于Um，而频率仍为f
2．图2甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化．下列说法正确的是 ( )
A．图甲表示交变电流，图乙表示直流电 B．两种电压的有效值相等
C．图甲所示电压的瞬时值表达式为U＝311sin100πt V
1
D．图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的
10
3．如图3所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿流随时间变
abcda为正方向，则线圈内感应电
化的图象是图4中的 ( )
- 1 -
4．如图5所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为 ( )
A．1∶2 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶6
5．通有电流i＝Imsinωt的长直导线OO′与断开的圆形导线圈在同一平面内，如图6所示(设电流由O至O′为正)，为使A端的电势高于B端的电势且UAB减小，交变电流必须处于每个周期的 ( )
11
A．第一个周期 B．第二个周期
4411
C．第三个周期 D．第四个周期
44
6．将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图7所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为 ( )
- 2 -
(2πlnB)2(πlnB)A. B.
2222
PP(lnB)(lnB)C. D. 2PP二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)
7．一正弦式电流的电压随时间变化的规律如图8所示．由图可知 ( )
A．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u＝100sin(25t)V B．该交变电流的频率为25 Hz
C．该交变电流的电压的有效值为1002 V
D．若将该交流电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W 2π
8．在两块金属板上加上交变电压u＝Umsint，当t＝0时，板间有一个电子正好处于静止
2222
T状态，下面关于电子以后的运动情况的判断正确的是 ( ) A．t＝T时，电子回到原出发点 B．电子始终向一个方向运动 C．t＝时，电子将有最大速度
2D．t＝时，电子的位移最大
2
9．如图9甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示π
的余弦规律变化，在t＝时刻 ( )
2ω
TT - 3 -
A．线圈中的电流最大 B．穿过线圈的磁通量最大 C．线圈所受的安培力为零 D．穿过线圈磁通量的变化率最大
10．如图10所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕
ab边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电阻为R.t＝0
时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在向纸面外转动．则( ) A．线圈中电流t时刻瞬时值表达式为i＝B．线圈中电流的有效值为I＝C．线圈中电流的有效值为I＝D．线圈消耗的电功率为P＝
BSω
sinωt RBSω
R2BSω
2R2
(BSω)
R
三、计算题(本题共2小题，共30分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(15分)图11甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场
中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100匝、电阻r＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图11乙所示正弦规律变化．求：
- 4 -
(1)交流发电机产生的电动势的最大值； (2)电路中交流电压表的示数．
12．(15分)如图12甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，
在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n＝100匝，电阻r＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S＝0.040 m，小灯泡的电阻R＝9.0 Ω，磁场的磁感应强度按如图12乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势的瞬时值2π2π
表达式为e＝nBmScos(t)，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周
2
TT期．不计
(1)线圈中产生的感应电动势的最大值； (2)小灯泡消耗的电功率；
灯丝电阻随温度的变化，求：
(3)在磁感应强度变化的0～的时间内，通过小灯泡的电荷量．
4
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江苏省2013高考物理一轮复习精选精练专题十 交变电流 电感和电容对交变电流的影响
