高考物理一轮复习讲义微练43　交变电流的产生和描述

这是一份高考物理一轮复习讲义微练43　交变电流的产生和描述，共6页。试卷主要包含了如图甲为按压式发电手电筒，5 A等内容，欢迎下载使用。
梯级Ⅰ基础练
1.如图甲为按压式发电手电筒。以一定的频率不断按压手柄时，其内置发电机会产生如图乙所示的交变电流。已知发电机内阻r=2 Ω，与其串联的白炽灯泡额定电压为9 V、阻值为18 Ω。若该灯泡恰好正常发光，则此时发电机(A)
A.输出电流的有效值为0.5 A
B.输出电流的最大值为0.5 A
C.输出的交流电频率为10 Hz
D.输出的交流电频率为50 Hz
解析 白炽灯泡额定电压为9 V、阻值为18 Ω，灯泡恰好正常发光，则输出电流的有效值为I=918 A=0.5 A，A项正确；题图中电流为正弦式交变电流，则输出电流的最大值为Im=2I=22 A，B项错误；根据题图乙可知，周期为0.2 s，则频率为f=10.2 Hz=5 Hz，C、D两项错误。
2.(多选)(2024·新课标卷)电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中(BD)
A.电流最小B.电流最大
C.电流方向由P指向QD.电流方向由Q指向P
解析 开始线圈处于中性面位置，当磁极再转过90°时，此时穿过线圈的磁通量为0，根据法拉第电磁感应定律E=ΔΦΔt，磁通量为零时，磁通量变化率最大，感应电动势E最大，由I=ER(R为线圈电阻)可知，此时线圈中电流最大；在磁极转动的过程中，穿过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知，此时感应电流方向由Q指向P，B、D两项正确。
3.(2024·广东卷)将阻值为50 Ω的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是(D)
A.该交流电的频率为100 Hz
B.通过电阻电流的峰值为0.2 A
C.电阻在1 s内消耗的电能为1 J
D.电阻两端电压表达式为u=102sin(100πt)V
解析 由题图可知交流电的周期为0.02 s，则频率f=1T=50 Hz，A项错误；根据题图可知电压的峰值为102 V，根据欧姆定律电流的峰值Im=UmR=10250 A=0.22 A，B项错误；电流的有效值为I=Im2=0.2 A，电阻在1 s内消耗的电能为W=I2Rt=0.22×50×1 J=2 J，C项错误；根据题图，其电压表达式为u=Umsin ωt=102·sin(100πt)V，D项正确。
4.(2024·浙江卷)如图所示，边长为1 m、电阻为0.04 Ω的刚性正方形线框abcd放置于匀强磁场中，线框平面与磁场B垂直。若线框固定不动，磁感应强度以ΔBΔt=0.1 T/s均匀增大时，线框的发热功率为P；若磁感应强度恒为0.2 T，线框以某一角速度绕其中心轴OO'匀速转动时，线框的发热功率为2P，则ab边所受最大的安培力为(C)
A.12 NB.22 N
C.1 ND.2 N
解析 磁场均匀增大时，产生的感应电动势为E=ΔBΔtS=0.1 V，则功率P=E2R=0.25 W，线框以某一角速度ω绕其中心轴OO'匀速转动时，电动势的最大值Em=BSω，此时有2P=(Em2) 2R=0.5 W，解得ω=1 rad/s，分析可知当线框平面与磁场方向平行时感应电流最大，Im=BSωR=5 A，ab边所受最大的安培力F安m=BImL=1 N，C项正确。
5.(2024·湖北卷)在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡L1的电阻是灯泡L2的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡L1、L2的电功率之比P1∶P2为(C)
A.2∶1B.1∶1
C.1∶2D.1∶4
解析 两个二极管正向电阻为0，反向电阻无穷大，二极管导通则短路与其并联的灯泡，此时另一个灯泡与电源串联，根据题中电路图可知在一个完整的周期内，两个灯泡有电流通过的时间相等，都为半个周期，电压有效值相等，则根据P=U2R，可知P1∶P2=RL2∶RL1=1∶2，C项正确。
6.(2025·南阳联考)如图所示的交流电，前半周期为峰值是2 V的正弦式交流电的四分之一周期，后半周期为峰值是1 V的正弦式交流电的四分之一周期，则该交流电的电压有效值是(A)
A.52 V B.62 VC.102 V D.1 V
解析 设交流电压的有效值为U，则根据焦耳定律，有(2)2R×T2+(22)2R×T2=U2R×T，解得U=52 V，A项正确。
梯级Ⅱ能力练
7.(2024·山东卷)如图甲所示，在-d≤x