《高考物理新编大一轮总复习》第11章 1 知能达标训练

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[基础题组]

1．一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同

时间内电阻产生热量最大的是(　　)

[解析]　选项 A、B中交变电流的有效值都为 A，选项 C中恒定电流的大小为 1.5 A，选

项D中交变电流的有效值为 2 A，根据热量的表达式 Q＝I2Rt 得出选项 D正确。

[答案]　D

2．某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻 R的阻值不随温度变化。

与R并联的是一个理想的交流电压表，D是理想二极管(它的导电特点是正向电阻为零，反

向电阻为无穷大)。在 A、B间加一交流电压，瞬时值的表达式为 u＝20sin 100πt(V)，则交流

电压表示数为(　　)

A．10 V　　 B．20 V　　　

C．15 V　　 D．14.1 V

[解析]　二极管具有单向导电性，使得半个周期内 R通路，另半个周期内 R断路，在导

电的半个周期内，交流电的有效值为 20 V，故一个周期内的电阻发热量为 Q＝T＝·，解得 U

＝10 V＝14.1 V，选项 D正确。

[答案]　D

3．(多选)(2020·邵阳二中月考)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。由图

可知(　　)

A．该交流电的电压瞬时值的表达式为 u＝100sin 25πt(V)

B．该交流电的频率为 25 Hz

C．该交流电的电压的有效值为 100 V

D．若将该交流电压加在阻值 R＝100 Ω 的电阻两端，则电阻消耗的功率为 50 W

[解析]　从图象中可得该交流电的周期为 T＝4×10－2 s，所以频率为 f＝＝25 Hz，选项

B正确；角速度为 ω＝2πf＝50π rad/s，从图象中可知交流电最大值为 Um＝100 V，所以该交

流电的电压瞬时值的表达式为 u＝100sin 50πt (V)，该交流电的有效电压值为 U＝＝50 V，选

项A、C错误；若将该交流电压加在阻值 R＝100 Ω 的电阻两端，则电阻消耗的功率为 P＝

＝ W＝50 W，选项 D正确。

[答案]　BD

4．(2021·唐山模拟)图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应

强度为 B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 OO′匀速转动，线圈的两端经集流环

和电刷与 R＝10 Ω 的电阻连接，与电阻 R并联的交流电压表为理想电表，示数是 10 V。图

乙是穿过矩形线圈磁通量 Φ随时间 t变化的图象。则下列说法正确的是(　　)

A．电阻 R的电动率为 20 W

B．0.02 s 时R两端的电压瞬时值为零

C．R两端的电压随时间变化的规律是 u＝14.1 cos 100 πt(V)

D．通过 R的电流随时间变化的规律是 i＝cos 50πt(A)

[解析]　电阻 R的电功率 P＝＝10 W，A项错误；0.02 s 时穿过线圈的磁通量变化率最

大，R两端的电压瞬时值最大，B项错误；R两端的电压 u随时间 t变化的规律是 u＝14.1

cos 100πt(V)，通过 R的电流随时间变化的规律是 i＝1.41 cos100 πt(A)，C项正确，D项错误。

[答案]　C

5．(多选)(2020·武汉市部分学校高三调研)如图所示是交流发电机的示意图。线圈的 AB

边连在金属滑环 K上，CD 边连在滑环 L上，导体做的两个电刷 E、F分别压在两个滑环上，

线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。下列说法正确的是(　　)

A．当线圈转动到图甲位置时，磁通量的变化率最大

B．从图乙所示位置开始计时，线圈中电流 i随时间 t变化的关系是 i＝Imcos ωt

C．当线圈转到图丙位置时，感应电流最小

D．当线圈转到图丁位置时，流经外电路的电流方向为 E→F

[解析]　图甲位置为中性面位置，当线圈转到图甲位置时，线圈中的磁通量最大，磁通

量的变化率最小(为零)，选项 A错误；图乙位置为产生的感应电动势和感应电流最大的位置，

从图乙所示位置开始计时，线圈中电流 i随时间 t变化的关系是 i＝Imcos ωt，选项 B正确；

图丙位置为中性面位置，当线圈转到图丙位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率最

小(为零)，产生的感应电动势最小，感应电流最小，选项 C正确；当线圈转到图丁位置时，

感应电动势最大，根据右手定则可知 AB 边感应电流方向为 A→B，流经外电路的电流方向

为F→E，故 D错误。

[答案]　BC

6．如图所示为小型旋转电枢式交流发电机，电阻 r＝1 Ω 的矩形线圈在磁感应强度为 B

的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与

电路连接，滑动变阻器 R的最大阻值为 6 Ω，滑动片 P位于滑动变阻器距下端处，定值电阻

R1＝2 Ω，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期 T＝0.02 s。闭合开关 S，从线圈平面与磁场

方向平行时开始计时，线圈转动过程中理想电压表示数是 5 V。下列说法正确的是(　　)

A．电阻 R1消耗的功率为 W

B．0.02 s 时滑动变阻器 R两端的电压瞬时值为零

C．线圈产生的电动势 e随时间 t变化的规律是 e＝6sin 100πt(V)

D．线圈从开始计时到 s 的过程中，通过 R1的电荷量为 C

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