2022版高考物理金榜一轮高效演练创新预测： 11.1交变电流的产生

高效演练·创新预测

1.(2018·孝感模拟)一正弦交流电的电压随时间变化规律如图所示,则( )

A.交流电的频率为50 Hz

B.交流电压的有效值为100 V

C.交流电压瞬时值表达式为u=100sin50πt (V)

D.此交流电压可以直接接耐压值为80 V的电容器

【解析】选C。由题图可知,T=4×10-2s,故f==25 Hz,故A项错误;

由图象可知交流电的最大值为100 V,因此其有效值为U= V=50 V,故B项错误;交流电的角速度ω=2πf=50π rad/s,所以其表达式为u=100sin(50πt)V,故C项正确;电容器的耐压值为交流电的最大值,最大值100 V大于80 V,故不能直接接在此交流电上,故D项错误。

2.(2018·成都模拟)如图所示,交流电流表与灯泡串联,先后在M、N 间加上不同的交变电压,第一次加电压随时间按甲图的正弦规律变化;第二次加电压随时间按乙图规律变化。若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的,则这两次交流电流表读数之比I1∶I2为( )

【解析】选A。甲图中,为正弦式交流电,故电压的有效值为U1=,

产生的电流为I1==,乙图中,电压的有效值为U2,则·+·=T,解得U2=U0,产生的电流为I2==,所以I1∶I2=1∶,故A项正确。

3.(新题预测)交变电流电压的有效值为6 V,它和电阻R1、R2及电容器

C、电压表一起连接成如图所示的电路,图中电压表的读数为U1,为了保证电容器C不被击穿,电容器的耐压值为U2,电容器在电路中正常工

作,则 ( )

C.U1=6 V U2≥6 V

D.U1=6 V U2≥6 V

【解析】选D。交流电源的有效电压是6 V,而电压表测量的是交流电的有效值,则电压表的示数为U1=6 V;因正弦式交流电的最大值是有效

值的倍,则知电压的最大值为6 V,所以电容器要能正常工作,其耐压值必须不低于6 V,即U2≥6 V。故D项正确,A、B、C项错误。

4.(新题预测)如图所示,直线MN右侧有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场,有一个单匝、电阻为R、边长为L的导线框一半处于匀强磁场中,t=0时刻,框面与磁场垂直,现让线框以MN为轴匀速转动,转速为n,则通过线框的感应电流的有效值为( )

A. B.

C. D.

【解题指导】解析本题应注意以下两点:

(1)分析线框的转动过程,明确线框始终有一半在磁场中,产生的依然是完整的正弦式交变电流。

(2)根据线框在磁场中转动产生交变电流峰值的表达式、有效值与峰值间的关系求解通过线框的电流的有效值。

【解析】选D。线框总有一半在磁场中,若规定逆时针的电流方向为正,线框中产生的感应电流如图所示,峰值为:I m=,根据有效值与峰值间的关系可得:I=I m=。

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