人教版高二物理选修3-2第五章5.1交流电(二)同步练习(word 无答案)
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2020—2021学年物理人教选修3—2第5章:交变电流含答案人教选修3—2第5章:交变电流1、如图所示,一单匝矩形线圈abcd,已知ab边长为l1,bc边长为l2,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动,则t时刻线圈中的感应电动势为()A.0.5Bl1l2ωsin ωt B.0.5Bl1l2ωcos ωtC.Bl1l2ωsin ωt D.Bl1l2ωcos ωt2、(多选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电动势为e=10sin 20πt V,则下列说法正确的是()A.t=0时,线圈平面位于中性面B.t=0时,穿过线圈的磁通量最大C.t=0时,导线切割磁感线的有效速度最大D.t=0.4 s时,e达到峰值10 V3、如一个接在某直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1,若把它接到电压最大值等于直流电压2倍的正弦交流电源上,该电热器所消耗的电功率为P2,则P1:P2为()A.2:1 B.1:2 C.1:1 D.1: 24、(双选)在图甲所示电路中,流过二极管D的电流i D如图乙所示,该电流可以看作是一个恒定电流和一个交变电流的叠加,流过电感和电容的电流分别为i L、i C.下列关于i L、i C随时间t变化的图象中,可能正确的是( )A. B. C. D.5、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阻值R=10Ω的电阻连接,与电阻并联的交流电压表为理想电压表,示数是10V.图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像.下列说法正确的是( )A.电阻R上消耗的电功率为20WB.t=0.02s时电阻R两端的电压瞬时值为零C.电阻R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πt(V)D.通过电阻R的电流i随时间t变化的规律是i=1.41cos50πt(A)6、(双选)某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为100kW,电厂输出电压仅为200V,为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高再输出,到达目的地后用理想降压变压器降压。
高中物理学习材料交变电流同步练习 21.以下各图线中表示交变电流的是(图5-10) [ ]2.矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动产生交流电.穿过线圈平面的磁通量Φ与产生的感应电动势e的大小关系正确的是 [ ]A.Φ最大,e最大. B.Φ最小,e最小. C.Φ最大,e最小. D.Φ最小,e最大.3.图5-1所示的矩形线圈在匀强磁场中,匀速转动时产生交流电在线圈平面经过____时电流方向发生改变,线圈每转一周______次经过______,所以线圈每转一周电流方向改变_____次,出现______次峰值.4.图5-11中ad表示线圈的正视图,它在匀强磁场中匀速转动时产生的感应电动势按正弦规律变化,峰值为250V,则图中位置时线圈中感应电动势的大小为________.B卷1.一交变电流的变化规律为i=50sin50πtA,则从t=0起到第一次出现峰值的时间是 [ ]2.一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交变电动势为[ ]A.t=0时,线圈位于中性面位置.B.t=0时,穿过线圈平面的磁通量最大.C.t=0时,线圈的有效边切割速度方向垂直磁感线.D.t=0.1s时,线圈中感应电动势达到峰值.3.旋转电枢式交流发电机产生的感应电动势e=εmsinωt,如将电枢的匝数增加一倍,电枢的转速也增加一倍,其他条件不变,感应电动势的表达式将变为[ ] A.e=2εmsin2ωt. B.e=2εmsin4ωt.C.e=4εmsin2ωt. D.e=4εmsin4ωt.4.一个矩形线圈在匀强磁场中转动时产生的交变电动势表达式为e=311sin314tV.已知线圈匝数是100,面积为0.02m2,则匀强磁场的磁_____.参考答案A卷 1.B、C、D. 2.C、D. 3.中性面,2;中性面,2;2.4.125V.B卷 1.A. 2.A、B. 3.C 4.0.5T,220V.。
5.1 交变电流课时作业基础达标1.交变电流是( ).A.矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流B.按正弦规律变化的电流C.强度随时间做周期性变化的电流D.方向随时间做周期性变化的电流【解析】本题考查了交变电流的定义,只要方向随时间做周期性变化的电流就是交变电流,正弦式交变电流仅是其中之一,故D项正确.【答案】 D2.如图所示属交变电流的是( )【解析】大小和方向做周期性变化的电流,称为交变电流,在图象上表现为时间轴上下都存在图线,故选CD.【答案】CD3.关于矩形线圈在匀强磁场中转动时产生的正弦式电流,正确的说法是( )A.线圈每转动一周,感应电流方向改变一次B.线圈每转动一周,感应电动势方向改变一次C.线圈每转动一周,感应电流方向改变两次,感应电动势方向改变一次D.线圈每转动一周,感应电流方向和感应电动势方向都改变两次【解析】感应电动势和感应电流的方向,每经过中性面时改变一次,每个周期内方向改变两次,故选D.【答案】 D4.矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动,当线圈通过中性面时,则( ) A.线圈平面与磁场方向垂直B.线圈中的感应电动势的方向将发生变化C.通过线圈的磁通量达到最大值D.通过线圈的磁通量的变化率达到最大值【解析】线圈通过中性面这个特殊位置时,线圈平面与中性面垂直,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,故A、C正确,D错误;线圈每经过中性面一次,电流方向就改变一次,故B正确.abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴′观察,线圈沿逆时针方向转动.已知匀强磁场的磁感应强度为B ,转动的角速度为ω.则当线圈转至图示位置时( ).线圈中感应电流的方向为abcdanBl 2ωR.穿过线圈磁通量的变化率为0图示位置,线圈平面与磁场平行,所以穿过线圈的磁通量为零,磁通量的变错误,此时由右手定则可知电流方向为adcba ,=nBl 2ωR ,图示位置感应电流等于峰值,时间内,①②相吸时间内,①②相斥时刻两线圈间作用力为零时刻两线圈间吸引力最大如图所示,单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中,中心轴线从上向下看逆时针方向)匀速转动,为正方向,则下图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的内,ab 一侧的线框在磁场中绕OO ′转动产生正弦交流电,电流方向由且越来越大.t 4~t2内,ab 一侧线框在磁场外,而dc dcba 且越来越小,以此类推,可知i -t 图象正确的为如右图所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时( )A.线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B.线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,都是a→b→c→dD.线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力【解析】如图所示,设ab=l1,ad=l2,O1a=r1,O1d=r2.线圈绕P1轴转动时,产生的感应电动势e1=Bl1v=Bl1l2ω.线圈绕P2轴转动时,产生的感应电动势e2=Bl1r1ω+Bl1r2ω=Bl1l2ω,即e1=e2,所以i1=i2,故选项A对B错.由右手定则可知,线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同,均是a→d→c→b方向,故选项C错,再根据安培力公式可知F安=BIl1,即安培力相同,D错.【答案】 A4.一长直导线通以如图甲所示的交变电流,在导线下方有断开的线圈,如图乙所示,规定电流从左向右为正,则相对于b点来说,a点电势最高的时刻是在( )A.t1时刻 B.t2时刻C.t3时刻 D.t4时刻【解析】欲使a相对b电势最高,即ab间电动势最大,t1、t3时刻电流i最大但电流的变化率最小,感应电动势为零,故选项A、C错误;t2时刻电流的变化率最大,线圈中磁通量变化率也最大,但此时穿过线圈的磁通量减小到零,由楞次定律可知此时刻b点电势高于a点,故选项B错误;当t4时刻,由楞次定律可知,ab中感应电动势a点高于b点,且电动势的圆形线圈共100匝,在磁感应强度′以n=600 r/min的转速匀速转动,当线圈转至中性面写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式;时的电动势的瞬时值.线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴线匀速转动时,线圈内产生正弦交变电动势,当线圈平面在中性面时开始计时,其表达式为与线圈形状无关),t.86.6 V.(2)86.6 V,边长为20 cm的正方形线圈,将它置于磁感应强度的匀强磁场中,绕着垂直于磁场方向的轴以ω=100平面跟磁场方向垂直时开始计时.线圈和外电路的总电阻Δt=t.【答案】1×10-2 C。
第五章交变电流第一节交变电流同步练习一、单选题1.小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示,此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是()A. 该交流电压瞬时值的表达式u=100sin(25πt)VB. 该交流电的频率为50HzC. 该交流电的电压的有效值为100D. 若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率是50W2.某线圈在匀强磁场中匀速转动,穿过它的磁通量φ随时间的变化规律如图所示,那么在图中()A. t1时刻,穿过线圈磁通量的变化率最大B. t2时刻,穿过线圈的磁通量变化率为零C. t3时刻,线圈中的感应电动势达最大值D. t4时刻,线圈中的感应电动势达最大值3.单匝矩形线圈abcd边长分别为l1和l2,在匀强磁场中可绕与磁场方向垂直的轴OO′匀角速转动,转动轴分别过ad边和bc边的中点,转动的角速度为ω.磁场的磁感应强度为B.图为沿转动轴OO′观察的情况,在该时刻线圈转动到ab边的速度方向与磁场方向夹角为θ,此时线圈中产生的感应电动势的瞬时值为()A. 2Bl1l2ωcosθB. 3Bl1l2ωsinθC. Bl1l2ωcosθD.Bl1l2ωsinθ4.如图甲所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交变电流如图乙所示,设沿abcda方向为电流正方向,则下列说法正确的是()A. 乙图中ab时间段对应甲图中A至B图的过程B. 乙图中bc时间段对应甲图中C至D图的过程C. 乙图中d时刻对应甲图中的D图D. 若乙图中d处是0.02 s,则1 s内电流的方向改变50次5.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,下列说法正确的是()A. 在中性面时,通过线圈的磁通量最小B. 在中性面时,磁通量的变化率最大,感应电动势最大C. 线圈通过中性面时,电流的方向发生改变D. 穿过线圈的磁通量为零时,感应电动势也为零6.矩形线框垂直于匀强磁场且位于线框平面的轴匀速转动时产生交变电流,下列说法正确的是()A. 当线框位于中性面时,线框中感应电动势最大B. 当穿过线框的磁通量为零时,线框中感应电动势为零第1页,共9页C. 每当线框掠过中性面时,感应电动势和感应电流方向就改变一次D. 线框经过中性面时各边切割线的速度为零7.线圈的匝数为100匝,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,穿过线圈磁通量随时间的变化规律如图所示.下列结论正确的是()A. 在t=0 s和t=0.2s时,线圈平面和磁场垂直,电动势最大B. 在t=0.1s和t=0.3 s时,线圈平面和磁场垂直,电动势为零C. 在t=0.2s和t=0.4s时电流改变方向D. 在t=0.1s和t=0.3 s时,线圈切割磁感线的有效速率最大二、多选题8.在匀强磁场中,一矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示,则下列说法正确的是()A. t=0.01s时穿过线框的磁通量最小B. t=0.01s时穿过线框的磁通量变化率最大C. 该线框匀速转动的角速度大小为100πD. 电动势瞬时值为22V时,线圈平面与中性面的夹角可能为45°9.如图矩形线圈面积为S,匝数为n,线圈总电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻R.在线圈由图示位置转过90°的过程中()A. 磁通量的变化量△φ=nBSB. 平均感应电动势=C. 通过电阻的电量为D. 电阻R产生的焦耳热Q=10.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示,已知发电机线圈内阻为5.0Ω接一只电阻为95.0Ω如图乙所示,则正确的是()A. 周期为0.02sB. 电路中的电压表的示数为220VC. 该交变电动势的瞬时值表达式为e =220sin(100πt)D. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为20J11.如图所示,发电机的矩形线圈面积为S,匝数为N,绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动.从图示位置开始计时,下列判断正确的是()A. 此时穿过线圈的磁通量为NBS,产生的电动势为零B. 线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωsinωtC. P向下移动时,电流表示数变小D. P向下移动时,发电机的电功率增大12.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,如线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示,则线圈中()A. 0时刻感应电动势最大B. 0.05s时感应电动势为零C. 0.05s时感应电动势最大D. 0~0.05s这段时间内平均感应电动势为0.4V13.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,当线框的转速为n1时,产生的交变电动势的图线为甲,当线框的转速为n2时,产生的交变电动势的图线为乙.则()A. t=0时,穿过线框的磁通量均为零B. 当t=0时,穿过线框的磁通量变化率均为零C. n1:n2=3:2D. 乙的交变电动势的最大值是V三、计算题14.如图所示,在磁感应强度B=0.2T的水平匀强磁场中,有一边长为L=10cm,匝数N=100匝,电阻r=1Ω的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动,转速n =r/s,有一电阻R=9Ω,通过电刷与两滑环接触,R两端接有一理想电压表,求:(1)若从线圈通过中性面时开始计时,写出电动势瞬时植表达式;(2)求从中性面开始转过T时的感应电动势与电压表的示数;(3)在1分钟内外力驱动线圈转动所作的功.第3页,共9页15.如图所示,线圈abcd的面积是0.05m2,共200匝;线圈总电阻r=1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度B=T,线圈以角速度ω=100πrad/s匀速转动.(1)若线圈经图示位置时开始计时,写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式;(2)求通过电阻R的电流有效值.16.如图所示为交流发电机示意图,匝数为n=100匝的矩形线圈,边长分别为10cm和20cm,内阻为5Ω,在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以50rad/s 的角速度匀速转动,线圈和外部20Ω的电阻R相接.求:(1)若从线圈图示位置开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式(2)电键S合上时,电压表和电流表示数;(3)通过电阻R的电流最大值是多少;(4)电阻R上所消耗的电功率是多少.答案和解析【答案】1. D2. D3. D4. B5. C6. C7. B8. CD9. BCD10. AC11. BD12. ABD13. BCD14. 解:(1)角速度ω=2πn=200rad/s电动势的最大值E m=NBSω=100×0.2×0.12×200=40V表达式e=E m sinωt=40sin200t(V)(2)电压有效值E =V电压表示数U ==18V从中性面开始转过T时的感应电动势e =40×sin(3)外力做的功转化为电能W=EIt=E=4800J答:(1)若从线圈通过中性面时开始计时,电动势瞬时植表达式为e=40sin200t(V);(2)从中性面开始转过T 时的感应电动势为V,电压表的示数为18V;(3)在1分钟内外力驱动线圈转动所作的功为4800J.15. 解:(1)感应电动势最大值为E m=NBS ω=200××0.05×100πV=1000V由于从中性面开始计时,则瞬时值表达式为:e=E m sin(ωt)=1000sin(100πt)V(2)流过电阻R的最大电流I m ===100A通过电阻R的电流有效值I ===50A.答:(1)若线圈经图示位置开始计时,线圈中感应电动势瞬时值的表达式是e=1000sin(100πt)V;(2)通过电阻R的电流有效值是50A.16. 解:(1)产生的感应电动势的最大值为瞬时表达式为闭合s 时,有闭合电路的欧姆定律可得电压为U=IR=40V(3)通过R 的电流最大值为(4)电阻R上所消耗的电功率P= IU=2×40 W=80 W.答:(1)若从线圈图示位置开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式为(2)电键S合上时,电压表和电流表示数分别为40V,2A;(3)通过电阻R 的电流最大值是(4)电阻R上所消耗的电功率是80W【解析】1. 解:A、由图象可知交变电流的周期T=0.04s ,角速度,频率f =Hz,故该交流电压瞬时值的表达式u=100sin(50πt)V,故AB错误;第5页,共9页C、该交流电的电压的有效值为,故C错误;D、若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率为:P=,故D正确故选:D从图象中可以求出该交流电的最大电压以及周期等物理量,然后根据最大值与有效值以及周期与频率关系求解.本题考查了交流电最大值、有效值、周期、频率等问题,要学会正确分析图象,从图象获取有用信息求解.2. 解:A、t1时刻,磁通量最大,磁通量的变化率为零,t2时刻磁通量为零,磁通量的变化率最大.故AB 错误.C、t3时刻,磁通量最大,磁通量的变化率为零,则感应电动势为零.故C错误.D、t4时刻磁通量为零,磁通量的变化率为最大,则感应电动势最大.故D正确.故选:D.感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,磁通量φ随时间的变化图线的斜率反映感应电动势的大小.解决本题的关键知道感应电动势与磁通量变化率的关系,知道图线的斜率反映感应电动势的大小.3. 解:矩形线圈在匀强磁场中做匀角速转动,产生交流电,感应电动势的最大值为:E m=nBSω=nBL1L2ω根据电动势的瞬时值表达式:e=E m sinωt,在该时刻线圈转动到ab边的速度方向与磁场方向夹角为θ时,θ=ωt;此时线圈中产生的感应电动势的瞬时值为:e=Bl1l2ωsinθ.故选:D发电机产生正弦式交变电流,根据公式E m=nBSω求解最大电动势,根据电动势的瞬时值表达式:e=E m sinωt,即可得出结论.本题关键是记住交流电最大值表达式E m=nBSω,然后结合电动势的瞬时值表达式即可.4. 解:从线圈转过中性面的位置开始计时,所以电流在开始时为0;线圈在匀强磁场中绕轴逆时针匀速转动时,切割磁感线,产生电流,根据右手定则可以判定;A、乙图中ab,感应电流为正方向,且大小在减小,根据楞次定律,则有:感应电流方向abcda,根据法拉第电磁感应定律,则有:感应电流的大小在增大,所以对应甲图中B至C图的过程,故A错误;B、乙图中bc,感应电流为负方向,且大小在增大,根据楞次定律,则有:感应电流方向adcba,根据法拉第电磁感应定律,则有:感应电流的大小在增大,所以对应甲图中C至D图的过程,故B正确;C、乙图中d时刻,感应电流为零,则磁通量的变化率最小,即磁通量最大,且电流有负变为零,故对应A 图,故C错误;D、若乙图中D等于0.02s,则周期为0.02s,则交流电的频率为50Hz,而一个周期内电流方向改变两次,所以1s内电流的方向改变了100 次;故D错误;故选:B.该位置的磁通量最大,感应电流为0,是中性面.矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时,在线圈中产生正弦交流电该题考查交流电的产生、中性面与交流电的图象,要明确线圈的转动图象与交流电的瞬时电动势的图象之间的关系.5. 解:A、在中性面时,线圈与磁场垂直,磁通量最大.故A错误.B、在中性面时,没有边切割磁感线,感应电动势为零.故B错误.C、线圈每次通过中性面,电流的方向均会发生改变;故C正确;D、穿过线圈的磁通量为零时,线圈与磁场平行,有两边垂直切割磁感线,感应电动势最大.故D错误.故选:C.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生正弦式电流.在中性面时,线圈与磁场垂直,磁通量最大,感应电动势为零.线圈每通过中性面一次,电流方向改变一次.本题考查正弦式电流产生原理的理解能力,抓住两个特殊位置的特点:线圈与磁场垂直时,磁通量最大,感应电动势为零;线圈与磁场平行时,磁通量为零,感应电动势最大.6. 解:A、在中性面时感应电流为零,感应电动势为零,线圈与磁场垂直,磁通量最大.故A错误;B、当穿过线框的磁通量为零时,线框中感应电动势最大;故B错误;C、每当线框掠过中性面时,感应电动势和感应电流方向就改变一次;故C正确;D、左右两边要切割磁感线的速度不为零,但由于相互抵消而使磁通量为零;故D错误;故选:C.线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流,由电流图象读出感应电流的变化.由欧姆定律得知感应电流与感应电动势成正比,由法拉第电磁感应定律得知,感应电动势与磁通量的变化率成正比,当线圈磁通量最大时,感应电动势为零;而当线圈的磁通量为零时,感应电动势最大.本题考查理解正弦交变电流与磁通量关系的能力及把握电流的变化与线圈转过的角度的关系的能力.比较简单.7. 解:A、在t=0 s和t=0.2 s时,磁通量最最小,线圈位于与中性面垂直位置,感应电动势最大,故A错误;B、在t=0.1 s和t=0.3 s时,磁通量最大,线圈位于中性面位置,感应电动势为零,故B正确;C、在t=0.2s和t=0.4s时,磁通量最最小,线圈位于与中性面垂直位置,电流方向没有发生变化,故C错误;D、在在t=0.1s和t=0.3 s时,磁通量最大,线圈处于中性面位置,感应电动势为零,故磁通量变化率为零,线圈切割磁感线的有效速率最小,故D错误;故选:B.交变电流产生过程中,线圈在中性面上时,穿过线圈的磁通量最大,感应电动势最小,线圈与中性面垂直时,通过的磁通量最小,电动势为大;结合Φ-t图象分析答题.要掌握交流电产生过程特点,特别是两个特殊位置:中性面和垂直中性面时,掌握电流产生过程即可正确解题.8. 解:A、由图象知:t=0.01s时,感应电动势为零,则穿过线框的磁通量最大,变化率最小,故AB错误;C、由图象得出周期T=0.02s,所以ω==100πrad/s,故C正确D、当t=0时,电动势为零,线圈平面与磁场方向垂直,故该交变电动势的瞬时值表达式为e=311sin(100πt)V,电动势瞬时值为22V时,代入瞬时表达式,则有线圈平面与中性面的夹角正弦值sinα=,所以线圈平面与中性面的夹角可能为45°,故D正确;故选:CD.从图象得出电动势最大值、周期,从而算出频率、角速度;磁通量最大时电动势为零,磁通量为零时电动势最大本题考查了对交流电图象的认识,要具备从图象中获得有用信息的能力,并掌握有效值与最大值的关系.9. 解:A、图示位置磁通量为Φ1=0,转过90°磁通量为Φ2=BS,△Φ=Φ2-Φ1=BS.故A错误.B 、根据法拉第电磁感应定律得,平均感应电动势,△t =解得=,故B正确;C、通过电阻R的电量q=It =t=n,得到q =,故C正确;D、电流的有效值为I =,E =,电阻R所产生的焦耳热Q=I2Rt,解得Q =,故D正确.故选:BCD.图示位置磁通量为Φ1=0,转过90°磁通量为Φ2=BS=Φ2-Φ1.根据法拉第电磁感应定律求解平均感应电动第7页,共9页势.根据焦耳定律Q=I2Rt求解热量,I为有效值.根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式求解电量.对于交变电流,求解热量、电功和电功率用有效值,而求解电量要用平均值.注意磁通量与线圈的匝数无关.10. 解:A、由甲图可知交流电的周期T=0.02s,故A正确;B、由甲图可知交流电的最大值为E m=220V,故有效值E=220V,电压表示数U=V=209V.故B错误;C、角速度,故该交变电动势的瞬时值表达式为e=220sin(100πt),故C正确;D、发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q=t=×1J=24.2J.故D错误.故选:AC.由图读出电动势的最大值,求出有效值,根据欧姆定律求出外电压的有效值,即为电压表的示数.根据电流方向每个周期改变两次,求出每秒钟方向改变的次数.根据电压有效值求出灯泡消耗的功率.由焦耳定律,由有效值求出发电机焦耳热.交流电的电压、电流、电动势等等物理量都随时间作周期性变化,求解交流电的焦耳热、电功、电功率时要用交流电的有效值,求电量时用平均值.11. 解:A、此时线圈位移中性面,穿过线圈的磁通量最大为BS,故A错误;B、产生的感应电动势的最大值为E m=NBSω,从中性面开始计时,故e=NBSωsinωt,故B正确;C、当P位置向下移动、R不变时,副线圈匝数增大,根据理想变压器的变压比公式,输出电压变大,故电流变大,功率变大,故输入功率变大,故C错误,D正确故选:BD正弦式交流发电机从中性面位置开始计时,其电动势表达式为:e=NBSωsinωt;电压表和电流表读数为有效值本题关键明确交流四值、理想变压器的变压比公式、功率关系,注意求解电量用平均值12. 解:A、由图示图象可知,0时刻磁通量的变化率最大,感应电动势最大,故A正确;B、由图示图象可知,0.05s时刻磁通量的变化率为零,感应电动势为零,故B正确,C错误;D、由法拉第电磁感应定律可知,0~0.05s内平均感电动势:E===0.4V,故D正确;故选:ABD.根据法拉第电磁感应定律知,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比.通过法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势的大小.本题关键是掌握好图象的含义,磁通量比时间其物理含义为感应电动势,即图象的斜率表示感应电动势.13. 解:A、由图象知t=0时,电动势为零,穿过线框的磁通量最大,A错误;B、当t=0时,穿过线框的磁通量变化率均为零,B正确;C、由图象知=37.5,=25,所以n1:n2=3:2,C正确;D、由图象知NBS×2πn1=10V,所以,乙的交变电动势的最大值是NBS×2πn2=V,D正确;故选BCD根据图象判断初始时刻电动势为零,所以是从中性面开始计时,磁通量最大,磁通量变化率为零,由图象知道周期,求出转速之比,根据最大值的表达式判断D.本题考查了交流电的产生和原理,能够从图象中获取对我们解决问题有利的物理信息.14. (1)交流发电机产生电动势的最大值E m=nBSω,从线圈通过中性面时开始计时,电动势表达式为e=E m sinωt.(2)交流电压表测量的是路端电压有效值,根据闭合电路欧姆定律和最大值是有效值的倍,进行求解.(3)根据焦耳定律Q=EIt求解整个回路发热量,即可得到外力做功.解决本题的关键掌握正弦式交流电峰值的表达式E m=nBSω,知道从中性面计时,电动势表达式为e=E m sinωt,要注意求电功时必须用有效值求解.15. 从线圈处于中性面开始计时,线圈中感应电动势的瞬时值表达式e=E m s inωt,由E m=NBSω求出E m.根据闭合电路欧姆定律求最大电流I m,通过电阻R的电流有效值I =.本题考查对交流发电机原理的理解能力.对于交流电表,显示的是交流电的有效值.瞬时值表达式要注意计时起点,不同的计时起点表达式的初相位不同.16. (1)由E m= nBSω求得最大值,根据e=E m cosωt求得瞬时表达式;(2)电压表和电流表测量的是有效值,根据闭合电路的欧姆定律即可判断;(3)根据求得最大值;(4)有P=UI求得产生的功率本题考查了求电压表与电流表示数、求电阻消耗的功率问题,求出感应电动势的最大值、掌握最大值与有效值间的关系、应用欧姆定律即可正确解题.第9页,共9页。
课时检测区·基础达标1.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是( )A.线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次B.线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变C.线圈平面每经过中性面一次,感应电流和感应电动势方向都要改变一次D.线圈转动一周,感应电流和感应电动势方向都要改变一次【解析】选C。
当线圈在匀强磁场中转动产生交变电流时,线圈平面每经过中性面一次,感应电流与感应电动势方向均改变一次,转动一周,感应电流与感应电动势方向改变两次。
故只有C正确。
2. (多选)如图所示,一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值为e=0.5sin20t V,由该表达式可推知以下哪些物理量 ( )A.匀强磁场的磁感应强度B.线框的面积C.穿过线框的磁通量的最大值D.线框转动的角速度【解析】选C、D。
根据单匝闭合线圈正弦式交变电流的表达式e=BSωsinωt,可得ω=20 rad/s,而磁通量的最大值的表达式为Φ=BS,所以可以根据BSω=0.5求出磁通量的最大值。
【补偿训练】(多选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电动势为e=10sin20πt V,则下列说法正确的是( )A.t=0时,线圈平面位于中性面B.t=0时,穿过线圈的磁通量最大C.t=0时,导线切割磁感线的有效速度最大D.t=0.4 s时,e达到峰值10 V【解析】选A、B。
由交流电动势瞬时值表达式e=10sin20πt V 知,t=0时,线圈位于中性面,穿过线圈的磁通量最大、有效切割速度为零,故A、B正确、C错误。
当t=0.4 s时,e=0,D错误。
3.如图甲所示,在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AA′轴转动,已知匀强磁场的磁感应强度B= T,线框CD边长为20 cm,CE、DF 长均为10 cm,转速为50 r/s,若从图示位置开始计时:(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式。
姓名,年级:时间:第五章综合检测(B卷)对应学生用书P37 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分110分,考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共48分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。
1~8小题只有一个选项正确,9~12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的不得分)1。
如图所示电路中,A、B间接有交变电压u=311sin100πt(V),电路中接有“220 V 440 W”的电暖宝、“220 V220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。
下列说法正确的是( )A.交流电压表的示数为311 VB.电路要正常工作,保险丝的额定电流不能小于3 2 AC.电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D.1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J答案D解析由u=311sin100πt(V)可知,交变电压的有效值为220 V,故交流电压表的示数为220 V,选项A错误;已知两用电器的额定电压和额定功率,根据并联电路电流规律及P=UI可知,I干=错误!+错误!=错误! A+错误! A=3 A,故保险丝的额定电流应不小于3 A,选项B错误;因抽油烟机功率包括热功率及机械功率,故电暖宝发热功率大于抽油烟机发热功率的2倍,选项C错误;根据W=Pt可得1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J,选项D正确。
2.在下列所示的四幅图中,a、b均为输入端,接交流电源,c、d均为输出端,则输出电压大于输入电压的电路是( )答案C解析A、B两图均为滑动变阻器,它们只涉及电压的分配问题,不涉及变压问题,A图中,cd两端电压等于ab两端电压,故A错误;B图中,cd两端电压小于ab两端电压,故B错误;C、D两图为变压器,C图是一个升压变压器,输出电压大于输入电压,D图是一个降压变压器,输出电压小于输入电压。
故C正确,D错误。
3.输电导线的电阻为R,输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电,则两次输电线上损失的电功率之比为( )A.U1∶U2 B.U21∶U错误!C.U错误!∶U错误! D.U2∶U1答案C解析输送的电功率一定,由P=UI知,I=错误!,则P损=I2R=错误!2R,知输电线上损失的电功率与输电的电压的平方成反比,故P损1∶P损2=U错误!∶U错误!,故选C.4.如图所示为模拟远距离输电电路图,两理想变压器的线圈匝数n1=n4<n2=n3,A1、A2、A3为相同的理想交流电流表。
人教版物理选修3-2第五章交变电流测试题一、选择题1、欲增大交流发电机的感应电动势而不改变频率,下面措施中不能采用的是( ) A .增大转速B .增大磁感应强度C .增加线圈匝数D .增大线圈的包围面积2.一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动,产生交变电动势的瞬时表达式为e = 102sin 4 t ,则( )A .该交变电动势的频率为2 HzB .零时刻线圈平面与磁场垂直C .t =0.25 s 时,e 达到最大值D .在1 s 时间内,线圈中电流方向改变100次 3.我国家庭照明电路电压瞬时值可表示为( ) A .u =380 sin 3.14t VB .u =311 sin 314t VC .u =220 sin 314t VD .u =36 sin 0.02t V4.一交变电流的图象如图1所示,由图可知( ) A .用交流电流表测该电流,示数为10 A B .该交变电流的频率为100 Hz C .该交变电流的有效值为102A D .该交变电流瞬时值为i =102sin 628t5.如图2所示,正弦交流电压U 的最大值为311V ,负载电阻为100 Ω,若不考虑电表内阻对电路的影响,则交流电流表和电压表的读数分别为( )A .2.2 A 311 VB .3.1 A 311 VC .2.2 A 220 VD .3.1 A 220 V6.某电热器接在36 V 直流电源上正常工作,功率为P 。
若接到u =36 sin ωt V 交流电源两极间,电热器的电阻不变,则它的功率为( )A .PB .22P C .21P D .41P 7.在电工和电子技术中使用的扼流圈有两种:低频扼流圈和高频扼流圈。
它们的区别在于( )A .低频扼流圈的自感系数较大B .高频扼流圈的自感系数较大图1图2C .低频扼流圈能有效地阻碍低频交变电流,但不能阻碍高频交变电流D .高频扼流圈能有效地阻碍高频交变电流,但不能阻碍低频交变电流8.变压器原线圈1 400匝,副线圈700匝并接有电阻R ,当变压器工作时原、副线圈中( )A .电流频率之比为2∶1B .输入和输出功率之比为2∶1C .电流之比为2∶1D .输入端和输出端电压之比为2∶19.一理想变压器的原、副线圈匝数之比为4∶1,若在原线圈上加u =1 410 sin 100πt V 的交变电压,则在副线圈的两端用交变电压表测得的电压是( )A .250 VB .352.5 VC .203.8 VD .327.5 V10.一理想变压器变压比为20∶1,原线圈接入220 V 电压时,将副线圈拆去18匝,输出电压为8 V ,则该变压器原线圈的匝数应为( )A .495匝B .1 320匝C .2 640匝D .990匝11.如图3所示,理想变压器原线圈接在电压恒定不变的交变电源上,副线圈接有两个灯泡L 1 、L 2和一个电阻R 。
交变电流单元练习题一、交变电流的产生及变化规律1.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断()A.在A和C时刻线圈处于中性面位置B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A~D时刻线圈转过的角度为2 πD.若从O~D时刻历时0.02 s,则在1 s内交变电流的方向改变100次答案 D2.如图所示,一个匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为T.若把万用电表的选择开关拨到交流电压挡,测得a、b两点间的电压为20.0 V,则可知:从中性面开始计时,当t=T/8时,穿过线圈的磁通量的变化率约为()A.1.41 Wb/sB.2.0 Wb/sC.14.1 Wb/sD.20.0 Wb/s答案B3.如图所示为演示用的手摇发电机模型,匀强磁场磁感应强度B=0.5 T,线圈匝数n=50,每匝线圈面积0.48 m2,转速150 r/min,在匀速转动过程中,从图示位置线圈转过90°开始计时.(1)写出交变感应电动势瞬时值的表达式.(2)画出e-t图线.答案(1)e=188sin 5πt V(2)见下图4.如图所示,矩形线框匝数n =250匝,ab =12 cm ,ad =10 cm ,线框置于B =π2 T 的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO ′以120 r/min 的转速匀速转动,线框通过滑环与外电路相连,外电路接有R =12Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12 V 的氖泡L .求:(1)当S 接e 时,电流表读数为多少?R 的热功率为多大?10 min 内外力对线框做功多少?(2)当S 接f 时,氖泡闪光频率为多大?通电10 min ,氖泡发光总时间为多少?(线框电阻不计) 答案 (1)1.41 A 24 W 1.44×104 J (2)4 Hz 400 s二、描述交流电的物理量5、如图所示,交流发电机转子有n 匝线圈,每匝线圈所围面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B ,线圈匀速转动的角速度为ω,线圈内阻为r ,外电路电阻为R .当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中,求: (1)通过R 的电荷量q 为多少? (2)R 上产生的电热Q R 为多少? (3)外力做的功W 为多少? 答案 (1)rR nBS+ (2)2222)(4πr R R S B n +ω (3))(4π222r R S B n +ω6、一个边长为6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36Ω.磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为 ( ) A .2×10-5 A B .6×10-5 A C .22×10-5 AD . 223×10-5 A答案 B7、如图所示的交变电流,最大值为I m ,周期为T ,则下列有关该交变电流的有效值I ,判断正确的是( ) A .I =2m I B .I <2m I C .I >2m ID .以上均不正确 答案 B三、交流电图象的应用8、如图所示,为某交变电动势随时间变化的图象,从图象中可知交变电动势的峰值为 V ,周期T 是 s,交变电动势变化最快的时刻是 ,穿过产生此电动势的线圈的磁通量变化最快的时刻是 ,若此交流线圈共100匝,则穿过此线圈的最大磁通量是 Wb .答案 310 2×10-2 2nT (n =1,2,3…) T n 412 (n =0,1,2,3…)1×10-2四、变压器9、如图所示为由一个原线圈n 1和两个副线圈n 2、n 3组成的理想变压器,已知n 1∶n 2∶n 3=4∶2∶1,电阻R =3Ω,副线圈n 2接2个“6 V , 6 W ”灯泡,副线圈n 3接4个3 W 的灯泡,所有灯泡均正常发光,求电源的输出功率. 答案 36 W10、如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2∶n 3=44∶3∶1,原线圈两端输入电压U 1=220 V ,在变压器输出端如何连接可使“20 V ,10 W ”灯泡L 1正常发光?如何连接可使“10 V ,5 W ”灯泡L 2正常发光?通过计算,分别画出连接图. 答案 见下图11、钳形电流表的外形和结构如图(a )所示.电流表的读数为1.2 A .图(b )中用同一电缆线绕了3匝,则( ) A .这种电流表能测直流电流,图(b )的读数为2.4 A B .这种电流表能测交流电流,图(b )的读数为0.4 A C.这种电流表能测交流电流,图(b )的读数为3.6 AD.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图(b )的读数为3.6 A 答案 C12、如图甲所示,在变压器的输入端串接上一只整流二极管D ,在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u 1=U m 1sin t ,设t =0时刻为a “+”、b “-”,则副线圈输出的电压的波形(设c 端电势高于d 端电势时的电压为正)是图中的( )答案 B13、如图所示,原线圈匝数为n 1,两个副线圈的匝数分别为n 2和n 3.四只完全相同的灯泡分别接在理想变压器的原、副线圈的回路中,当原线圈回路中a 、b 接入交流电压U 0时,四只灯泡均正常发光,则三组线圈的匝数比n 1∶n 2∶n 3等于多少?灯泡的额定电压U 额等于多少? 答案 3∶2∶1 41U 014、如图两电路中,当a 、b 两端与e 、f 两端分别加上220 V 的交流电压时,测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110 V .若分别在c 、d 两端与g 、h 两端加上110 V 的交流电压,则a 、b 间与e 、f 间的电压分别为( ) A .220 V ,220 V B .220 V ,110 VC .110 V ,110 VD .220 V ,0 V答案 B五、交变电流综合问题15、如图所示,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,电容器两极板水平放置.在两极板间,不计重力的带正电粒子Q 在t =0时由静止释放,若两板间距足够宽,则下列运动可能的是( )A .若t =0时,线圈平面与磁场垂直,粒子一定能到达极板B .若t =0时,线圈平面与磁场平行,粒子在两极间往复运动C .若t =0时,线圈平面与磁场垂直,粒子在两极间往复运动D .若t =0时,线圈平面与磁场平行,粒子一定能到达极板 答案 AB16、如图是示波管的示意图.竖直偏转电极的极板长l =4 cm ,板间距离d =1 cm ,板右端距荧光屏L =18 cm .(水平偏转电极上不加电压,没有画出)电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是1.6×107 m/s .电子的电荷量e=1.60×10-19 C,质量m=0.91×10-30 kg.若在偏转电极上加u=220sin 100πt V的交变电压,在荧光屏的竖直坐标轴上能观测到多长的线段?答案 10 cm=6.4×103m/s的电子束连续射入两平行板之间,板17、如图所示,在真空中速度v长L=12 cm,板间距离d=0.5 cm,两板不带电时,电子束将沿两板之间的中线做直线运动.在两板之间加一交变电压u=91sin100πt V,若不计电子间的相互作用,电子电荷量e=1.6×10-19 C,电子质量m=9.1×10-31 kg,不计电子打在极板上对两极电压的影响.(1)在图中画出电子束可能出现的区域.(画斜线表示,要求有推理和计算过程)(2)如果以两极板刚加上交变电压时开始计时(t=0),则何时进入交变电场的电子打在极板上具有最大的动能?答案(1)见右图(2)(0.005+0.01n)s(n=0,1,2,…)。
《交变电流》检测题一、单选题1.如图,图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=5:1,电阻R= 20Ω,L1、L1为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S1接l且S2闭合,此时L2正常开光.下列说法正确的是A.输入电压u的表达式u sin(50πt)VB.当S1接1,断开S2时,L1、L2均正常发光C.当S1接1,断开S2时,原线圈的输入功率将增大D.当S1换接到2后,R消耗的电功率为0.8W2.如图所示,a、b 灯分别标有“36V,40W”和“36V,25W”,闭合电键,调节R ,使a 、b 都正常发光.这时断开电键后再次闭合,则下列说法中错误的是()A.重新闭合瞬间,由于电感线圈对电流增大的阻碍作用,a 将慢慢亮起来,而b 立即变亮B.重新闭合稳定后,两灯都正常发光,a 的额定功率大,所以较亮C.断开瞬间,由于电感线圈对电流减小的阻碍作用,通过a 的电流将逐渐减小, a 渐渐变暗到熄灭D.断开瞬间,b 灯立刻熄灭3.一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5,原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u 如图所示.副线圈仅接入一个10Ω的电阻,则()A .原线圈电流表的示数是22 A B.与电阻并联的电压表的示数是C .经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J D .变压器的输入功率是1×103 W 4.如图所示,理想变压器原线圈中正弦式交变电源的输出电压和电流分别为和,两个副线圈的输出电压和电流分别为和、和.接在原副线圈中的五个完全相同的灯泡均正常发光.则下列表述正确的是A .∶∶=1∶2∶1B .∶∶=1∶1∶2C .三个线圈匝数之比为5∶2∶1D .电源电压与原线圈两端电压之比为5∶45.如图所示为一含有理想变压器的电路,U 为正弦交流电源,输出电压的有效值恒定,开关S 闭合前后理想电流表的示数比为1:3,则电阻1R 、2R 的比值12R R 为( )A .1:1B .2:1C .3:1D .4:16.如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为10:1,A 、V 均为理想电表,R 为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小),l L 和2L 是两个完全相同的灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u ,下列说法正确的是( )A .电压u 的频率为100HzB .电压表V 的示数为C .当照射R 的光强增大时,电流表A 的示数变大D .当l L 的灯丝烧断后,电压表V 的示数会变大7.如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数分别为1n 、2n ,原线圈回路接有内阻不计的交流电流表A ,副线圈回路接有定值电阻R =2Ω,现在a 、b 间,c 、d 间分别接上示波器,同时监测得a 、b 间,c 、d 间电压随时间变化的图象分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )A .T =0.01sB .1n :2n ≈55:2C .电流表A 的示数I ≈36.4mAD .当原线圈电压瞬时值最大时,副线圈两端电压瞬时值为08.如图甲所示,一阻值为R 的电阻接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源两端,电源的效率为94.1%;如图乙所示,当该阻值为R 的电阻通过理想变压器接在电压有效值为E 、内阻为r 的交流电源上时,变压器原线圈两端的电压为2E,则该变压器的原、副线圈匝数比为A .4:1B .1:4C .16:1D .1:169.教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的2倍,则A.R消耗的功率变为2P B.电压表V的读数变为2UC.电流表A的读数变为4I D.通过R的交变电流频率不变10.矩形金属线圈共10匝,在匀强磁场中绕垂直磁场方向的转轴匀速转动,线圈中产生的电动势e随时间t的变化情况如图所示,下列说法中正确的是A.此交流电的频率是50 Hz B.0.015 s时线圈平面与磁场垂直C.此交流电的电动势有效值是.穿过线圈的磁通量最大值为15Wb11.某交变电流的图象如图所示,则该交变电流的有效值为()A.2 A B.4A C.3.5 A D.6A二、多选题12.如图甲所示的电路中,电阻R1=R2=R,和R1并联的D是理想二极管(正向电阻可视为零,反向电阻为无穷大),在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压(电压为正值时,U AB>0).由此可知( )A .在A 、B 之间所加的交变电压的周期为2×10-2 sB .在A 、B 之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u =220√2sin 50πt (V)C .加在R 1上电压的有效值为55√2 VD .加在R 1上电压的有效值为55√10 V13.如图所示,一台理想变压器,要使变压的输入功率增加,可以采取下列哪种方法(其他条件保持不变)( )A .增大R 的阻值B .减小R 的阻值C .增加副线圈的匝数n 2D .减小原线圈的匝数n 114.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 4:1,电压表、电流表为理想电表.L 1、L 2、L 3、L 4为四只规格均为“220V,60W”的相同灯泡.如果副线圈电压按图乙所示规律变化,则下列说法正确的是()A .电流表的示数为 0.82AB .电压表的示数为 660 VC .a 、b 两点的电压是 1100VD .a 、b 两点的电压是 1045V15.如图,电阻R 、电容C 和电感L 并联后,接人输出电压有效值、频率可调的交流电源.当电路中交流电的频率为f 时,通过R C 、和L 的电流有效值恰好相等.若将频率降低为12f ,分别用12,I I 和3I 表示此时通过R C 、和L 的电流有效值,则( )A .13I I >B .12I I >C .32I I >D .23I I =16.一含有理想变压器的电路如图所示,正弦交流电源电压为U 0,,变压器原副线圈匝数之比为3∶1,电阻关系为R 0= R 1 =R 2 =R 3,为理想交流电压表,示数用U 表示,则下列判断正确的是A .闭合电键S ,电阻R 0与R 1消耗的功率之比为9∶1B .闭合电键S ,电阻R 0与R 1消耗的功率之比为1∶1C .断开S ,U 0∶U =11∶3D .断开S ,U 0∶U =4∶1 三、实验题17.一个教学用的简易变压器,两线圈的匝数未知,某同学想用所学变压器的知识测定两线圈的匝数。
高中物理人教版本选修3-2第五单元《交变电流》单元测试卷一、单选题(★) 1 . 如图甲所示,矩形线圈 abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交变电流如图乙所示,设沿 abcda方向为电流正方向,则下列说法正确的是( )A.乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B.乙图中c时刻对应甲图中的C图C.若乙图中d等于0.02s,则1s内电流的方向改变50次D.若乙图中b等于0.02s,则交流电的频率为50Hz(★) 2 . 正弦交变电动势的最小值出现在()A.线圈经过中性面时B.穿过线圈的磁通量为零时C.穿过线圈的磁通量变化最快时D.线圈边框的速度与磁感线垂直时(★) 3 . 一个照明电灯,其两端允许加的最大电压为311V,当它接入220V的照明电路时,这盏灯A.将不亮B.灯丝将烧断C.只能暗淡发光D.能正常发光(★★) 4 . 如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为1:2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则A.U=110V,I=0.2A B.U=110V,I=0.05AC.U=110V,I=0.2A D.U=110V,I=0.2A(★★) 5 . 在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器.如下所示的四个图中,能正确反映其工作原理的是()A.B.C.D.(★) 6 . 如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为1:2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则A.U="110V" , I="0.2A"B.U="110V" , I="0.05" AC.U=110V, I="0.2A"D.U=110V, I="0.22" A(★) 7 . 线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示,下列说法中正确的是A.交流电动势的有效值为1 VB.交流电动势的最大值为VC.交流电的频率为0.2 HzD.交流电的周期为0.2s(★) 8 . 一矩形线圈在匀强磁场中绕中心轴转动,产生的交流电动势e=10 sin4πt(V),以下说法正确的是A.交流电的频率是4πHzB.当t=0时,线圈平面跟中性面垂直C.当t=0.5s时,e有最大值D.交流电的周期是0.5s(★★) 9 . 如图所示,一理想变压器的原线圈匝数为 n 1=1000匝,副线圈匝数为 n 2=200匝,电阻R=8.8Ω,原线圈接入一电压(V)的交流电源,电压表和电流表对电路的影响可忽略不计,则()A.副线圈交变电流的频率是100 HzB.t=1s的时刻,电压表的示数为0C.变压器的输入电功率为220WD.电流表的示数为10A(★) 10 . 如图,将R=220Ω的电阻接入电压u=311sin314t V的交流电路中,则( )A.电压表示数是311VB.电压表示数是157VC.电流表示数是1AD.R消耗的功率是311W(★) 11 . 如图所示为演示交变电流产生的装置图,关于这个实验,正确的说法是()A.线圈每转动一周,指针左右摆动两次B.图示位置为中性面,线圈中无感应电流C.图示位置ab边的感应电流方向为a→bD.线圈平面与磁场方向平行时,磁通量变化率为零二、多选题(★★) 12 . 某电池充电器的工作原理可以简化为理想变压器,如果正常工作时输入电压为220 V,输出电压为4.2 V,输出电流为0.65 A,则( )A.原线圈输入电流约为0.20 AB.原线圈输入电流约为0.01 AC.原、副线圈的匝数比约为52∶1D.原、副线圈的匝数比约为1∶52三、单选题(★) 13 . 下列i-t图像属于正弦式交流电的是()A.B.C.D.(★) 14 . 一个小水电站,输出的电功率为20 kW,输电线总电阻为0.5 Ω,如果先用400 V电压输送,后又改用2 000 V电压输送,则输送电压提高后,输电导线上损失的电功率的变化情况是()A.减少50 WB.减少1 200 WC.减少7.68×106WD.增大7.68×106W(★) 15 . 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是( )A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变B.线圈每转动一圈,感应电流方向就改变一次C.线圈平面经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D.线圈每转动一圈,感应电动势和感应电流方向都要改变一次四、填空题(★★★★★) 16 . 一交流电压的瞬时值表达式为U="15" sin100πt ,将该交流电压加在一电阻上,产生的电功率为25W,那么这个电阻的阻值__________Ω。
第五章 第2节1.(2017·广西玉林市陆川中学高二上学期期末)下列提到的交流电,哪个指的不是交流电的有效值( C )A .交流电压表的读数B .保险丝的熔断电流C .电容器的击穿电压D .电动机铭牌上的额定电压解析:交流电表的示数,是有效值;保险丝的熔断电流,也是有效值;电容器的耐压值,是指的最大值;电动机铭牌上的额定电压,也是有效值。
题目要求不是有效值,故选C 。
2.(2018·广西师范大学附属外国语学校高三上学期期末)一个U 形金属线框分别绕OO ′轴以相同的角速度匀速转动,通过导线给同一电阻R 供电,如图甲、乙所示。
其中甲图中OO ′轴右侧有匀强磁场,乙图中整个空间均有匀强磁场,两磁场磁感应强度相同。
则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为( A )A .1∶ 2B .1∶2C .1∶4D .1∶1解析:题图甲中只有OO ′轴的右侧有磁场,设产生感应电流的最大值为I m ,产生的感应电流的有效值为I ,则有(I m 2)2×R ×T 2=I 2Rt ,解得I =I m 2;题图乙中的磁场布满整个空间,则产生的感应电流的有效值为I ′=I m 2;则I ∶I ′=1∶2,即A 正确。
3.(2016·重庆市杨家坪中学高二上学期检测)如图所示线圈面积为S =0.05m 2,共N =100匝,线圈总电阻为r =1Ω,外电阻R =9Ω,线圈处于B =2πT 的匀强磁场中。
当线圈绕OO ′以角速度ω=10πrad/s 匀速转动时,求:(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出电动势的瞬时表达式;(2)两电表的示数;(3)线圈转过180°的过程中,通过电阻的电荷量q ;(4)线圈匀速转一圈回路产生的总热量Q 。
答案:(1)100sin10πt V (2)52A 452V (3)2π(4)100J 解析:(1)线圈的角速度ω=10πrad/s ,感应电动势的最大值E m =NBSω=100V ,则从线圈处于中性面开始计时,电动势的瞬时值表达式为e =E m sin ωt =100sin10πt V(2)电路中电流的有效值I =E R +r , E =22E m,代入解得I =52A ,即电流表读数为52A 。
高中物理学习资料金戈铁骑整理制作第五章交变电流(一二)练习题(2012-2-24)一.选择题(不定项)1.家庭电路的交变电流图象为以下列图中的()2.矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动,经过中性面时,以下说法正确的选项是A.线圈平面与磁感线方向垂直B.线圈中感觉电流的方向将发生改变C.经过线圈平面的磁通量最大D. 经过线圈的感觉电流最大3.一个矩形线圈在匀强磁场中转动,产生的感觉电动势e= 220 2sin100 πt,则 ()A .交流电的频率是100 πB. t= 0 时,线圈位于中性面C .交流电的周期是D. t= 0.05s 时, e 有最大值4.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,以下说法中不正确的选项是() A.在中性面时,经过线圈的磁通量最大B.在中性面时,感觉电动势为零C.穿过线圈的磁通量为零时,感觉电动势也为零D.线圈每经过中性面一次,电流方向改变一次5.以下列图,线框在匀强磁场中绕 OO'轴匀速转动 ( 由上向下看是逆时针方向 ) ,当转到图示地址时,磁通量和感觉电动势大小的变化情况是A.磁通量和感觉电动势都在变大B.磁通量和感觉电动势都在变小C.磁通量在变小,感觉电动势在变大D.磁通量在变大,感觉电动势在变小6. 某交流发电机产生的感觉电动势与时间的关系以下列图,若是其他条件不变,使线圈的转速加倍,则交流电动势的最大值和周期分别为A.400V ,,,,7. 由交流电动势瞬市价表达式e=10 2 sin4π t(V),可知A. 此交流电的频率是4π (Hz)B. 此交流电的周期是C.当 t=0.5s 时,此交流电动势有最大值D.当 t=0 时,产生此交流电的线圈平面与中性面重合8.下面关于交变电流的说法中正确的选项是A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值B.用交流电表测定的读数值是交流电的瞬市价C.给定的交变电流数值,在没有特别说明的情况下都是指有效值D.跟交变电流有相同热效应的直流电的数值是交变电流的有效值9.在相同的时间内,某正弦交流电经过一阻值为 100Ω的电阻产生的热量,与一电流强度为3A的直流电经过同一阻值的电阻产生的热量相等,则A. 此交流电的电流的有效值为3A,最大值为 3 2 AB. 此交流电的电流的有效值为3 2 A,最大值为6AC.电阻两端的交流电压的有效值为300V,最大值为 300 2 VD.电阻两端的交流电压的有效值为300 2 V,最大值为 600V10.一只低压授课电源输出的交变电压瞬时U=10 2 sin314t(V) ,关于该电源的规格和使用,以下说法正确的选项是A. 这只电源能够使"10V2W"的灯泡正常发光B. 这只电源的交变电压的周期是314sC.这只电源在 t=0.01s 时电压达到最大值D.“10V2μ F”电容器不能够接在这只电源上11. 一个电阻接在 10V的直流电源上,它的发热功率为 P,当接到电压 U=10sin ω t(V) 的交流电源上,它的发热功率是12.在以下列图电路中,已知交流电源电压 U=200sin(100 πt)V ,电阻 R=100Ω . 则电流表和电压表的读数分别为A.1.41A , 200V,141V, 200V, 141V13.一个接在某直流电源上的电热器所耗资的电功率为P1,若把它接到电压最大值与直流电压相等的交流电源上,该电热器所耗资的电功率为P2,则 P1:P2为A.2 :1:2 C.1 :1:214.把电热器接到 110V的直流电源上,每秒产生的热量为 Q,现把它接到交流电源 E,每秒产生的热量为 2Q,则交流电压的最大值是2 v 2 V15.某交流电动势的瞬市价 e=E m sin ω t ,若将转速提高 1倍,其他条件不变,则其电动势的瞬市价为m sin2 ω t B.E m sin ω tC.2E m sint ωm sin2ωt16.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的正弦式交变电流i= I m sin ωt.若保持其他条件不变,使线圈的匝数和转速各增加 1 倍,则电流的变化规律为()A. i′= I m sin ωt B. i′= I m sin 2ωtC. i′= 2I m sin ωt D. i′= 2I m sin 2ωt17.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图象以下列图,则以下说法中正确的选项是()A . t= 0 时辰线圈平面与中性面垂直B. t= 0.01 s 时辰Φ的变化率达最大C .0.02 s 时辰感觉电动势达到最大D.该线圈相应的感觉电动势图象如图乙所示18.以下列图是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感觉电动势的图象,依照图象可知()A.此感觉电动势的瞬时B.此感觉电动势的瞬时C. t= 0.01 s 时,穿过线D. t= 0.02 s 时,穿过线二.计算题表达式为e=表达式为e= 200sin100πt 圈的磁通量为零圈的磁通量的变化率最大19、一台发电机产生的按正弦规律变化的感觉电动势的最大值为311V,线圈在磁场中转动的角速度100π rad/s。
高中物理学习资料金戈铁骑整理制作第一节交变电流基础夯实1.以以下列图所示图象中属于交流电的有()答案: ABC解析:图 A、 B、C 中 e 的方向均发生了变化,故它们属于交流电.正确答案为A、B、C.议论:判断电流为交变电流还是直流电就看方向可否变化.如 D 选项,尽管大小随时间变化的图象与 A 相似,但因其方向不变,仍是直流电.2. (2011 山·东曲阜一中高二期末)关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,以下说法中正确的选项是()A.线圈每经过中性面一次,感觉电流方向改变一次,感觉电动势方向不变B.线圈每转动一周,感觉电流方向就改变一次C.线圈平面每经过中性面一次,感觉电流和感觉电动势方向都要改变一次D.线圈转动一周,感觉电流和感觉电动势方向都要改变一次答案: C3.(2011 泉·州模拟 )以下列图,面积均为 S 的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场 B 中以角速度ω匀速转动,能产生正弦交变电动势 e=BSωsinωt的图是 ()答案: A解析:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动,产生的正弦交变电动势为e=BSωsinωt,由这一原则判断, A 图中感觉电动势为 e=BSωsinωt;B 图中的转动轴不在线圈所在平面内; C、D 图转动轴与磁场方向平行,而不是垂直.4.矩形线圈在磁场中匀速转动时,产生的感觉电动势最大值为50V,那么该线圈由图所示地址转过30°,线圈中的感觉电动势大小为()A.50V B.25 3VC.25V D.10V答案: B解析:由题示条件知:交变电流瞬市价表达式为e=50cosωt=50cosθ,当θ=30°时, e=25 3V,B 对.5.(2010 ·兴高二检测嘉 )一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴 OO′匀速转动,线圈平面位于如图 2 甲所示的匀强磁场中.经过线圈的磁通量Φ随时间 t 的变化规律如图乙所示,以下说法正确的是()A.t1、t3时辰经过线圈的磁通量变化率最大B.t1、t3时辰线圈中感觉电流方向改变C.t2、t4时辰线圈中磁通量最大D.t2、t4时辰线圈中感觉电动势最小答案: BΔΦ解析:t1、t3时辰经过线圈的磁通量Φ最大,磁通量变化率t =0,此时感觉电动势、感觉电流为零,线圈中感觉电流方向改变,A 错误, B 正确; t2、t4时辰线圈中磁通量为零,磁通量的变化率最大,即感觉电动势最大, C、 D 错误.6.以下列图,矩形线圈 abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴 P1和 P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时 ()A.线圈绕 P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B.线圈绕 P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C.线圈绕 P1和 P2转动时的电流的方向相同,都是 a→b→c→d D.线圈绕 P1转动时 dc 边碰到的安培力大于绕 P2转动时 dc 边碰到的安培力答案: A解析:产生正弦交变电流的条件是轴和磁感线垂直,与轴的地址和线框形状没关,转到图示地址时产生的电动势 E 上拥有最大值 E m=n BSω由欧姆定律 I =E可知此时 I 相等,故 A 对, B 错.由右手R总定则可知电流为a→d→c→b,故 C 错. cd 边受的安培力 F= BL cd I,故F相同大,D错.7.一台发电机产生正弦式电流,若是e=400sin314t(V) ,那么电动势的峰值是多少,线圈匀速转动的角速度是多少,若是这个发电机的外电路只有电阻元件,总电阻为2kΩ,写出电流瞬市价的表达式.答案: 400V 100π rad/s i=0.2sin314t(A)解析:依照电动势的瞬市价表达式可知电动势的峰值: E m= 400V线圈的角速度:ω=314rad/s=100πrad/s由欧姆定律: I m=ER m=所以电流瞬市价表达式为i=0.2sin314t(A)能力提升1.(2011 厦·门模拟 )处在匀强磁场中的矩形线圈abcd,以恒定的角速度绕ab 边转动,磁场方向平行于纸面并与ab 垂直,在t=0 时辰,线圈平面与纸面重合 (以下列图 ),线圈的 cd 边走开纸面向外运动,若规定由 a→b→c→d→a 方向的感觉电流方向为正,则能反响线圈中感觉电流 I 随时间 t 变化的图象是图中的 ()答案: C解析:解析交变电流的图象问题应注妄图线上某一时辰对应线圈在磁场中的地址,将图线描述的变化过程对应到线圈所处的详尽地址是解析本题的要点,线圈在图示地址时磁通量为零,但感觉电流为最大值;再由楞次定律可判断线圈在转过90°的过程中,感觉电流方向为正,应选项 C 正确.2. (2011 金·华十校高二期末 )如图一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动,线圈中的感觉电动势 e 随时间 t 的变化如图,以下说法中正确的选项是()A.t1时辰经过线圈的磁通量为零B.t2时辰线圈位于中性面C.t3时辰经过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当 e 变化方向时,经过线圈的磁通量最大答案: D解析: t1、t3时辰感觉电动势为零,线圈位于中性面地址,所以穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,A,C 错误; t2时辰感觉电动势最大,线圈位于中性面的垂面地址,穿过线圈的磁通量为零,B 错误;由于线圈每经过一次中性面时,穿过线圈的磁通量的绝对值最大, e 变换方向,所以 D 正确.3. (2010 天·津一中高二期中 )如图甲所示,虚线上方空间有匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O 以角速度ω 匀速逆时针转动.设线框中感觉电流的方向以逆时针为正,线框处于图示地址时为时间零点.那么,在图乙中能正确表示线框转动一周感觉电流变化情况的是()图甲图乙边答案: A4.(2011 ·昌模拟南 )以下列图,矩形线圈a bcd放在匀强磁场中,ad 在轴 OO′上,若线圈绕轴匀速转动,产生的交流电动势e=E m sinωt,若是将其转速增加一倍,其他条件保持不变,则电动势的表达式为()A.e=2E m sinωt B.e=2E m sin2ωtC.e=E m sinωt D.e=E m sin2ωt答案: B解析:设原来转速为n,则角速度ω=2πn,感觉电动势的峰值E m=NBSω当转速增加一倍,即为2n 时,其角速度ω′= 2π× 2n=2ω此时,感觉电动势的峰值 E′m=NBS·2ω=2E m,可见,此时电动势 e=E m′sinω′t=2E m sin2ωt,应选项 B 正确.5.在两块金属板上加交变电压2πU=U m sinT t,当t=0时,板间有一个电子正好处于静止状态,下面关于电子今后运动情况的判断哪些是正确的 ()A.t=T 时,电子回到原出发点B.电子向来向一个方向运动TC.t=2时,电子将有最大速度TD.t=2时,电子的位移最大答案: BC解析:本考了粒子在交所生的交中的运.解析粒子的运性从粒子运的速度方向与受力方向的关系下手,二者同向,粒子加速;反向,粒子减速运.子在中碰到化的力的作用F=Eq,,故.在第一个半周期内子从静止开始作正向加速运,第二个半周期内作正向的减速运,一个周期束子速度恰减T零.这样子素来向一个方向运,在t= (2k+ 1)2(k=0,1,2⋯⋯ )刻速度是最大.6.机的子是匝数100 匝, 20cm 的正方形圈,将它置于磁感度B=0.05T 的匀磁中,着垂直于磁方向的以ω=100πrad/s的角速度,当圈平面跟磁方向垂直开始.圈和外路的阻R=10Ω.(1)写出交流瞬表达式;π(2)圈从开始,3程中通圈某一截面的荷量多少?答案: (1)i=2πsin100tAπ(2)1×10-2C解析:感最大E m=nBSω.E m=100××××100πV=20πV20πI m=R A=2πA,∴i=I m sinωt=2πsin100tAππ(2)圈从开始,3程中通圈某一截面的荷量q= I t=nΔΦnΔΦπtR t=R .从中性面,3,如所示.1ΔΦ= B S=BS(1-sin30 )°=2BSnBS100×××- 2q=2R =20C=20C= 1×10 C.。
交变电流的产生及其变化规律知识要点1.交变电流:大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流电。
基本特征:电流方向随时间周期性变化。
2.正弦式交变电流1)规律:瞬时值最大值①电动势:e=EmsinωtEm=NBSω②电流:tsinIimω=rREI mm+=③电压:sinωiUum=RrRERIUm mm+==2)图像:3)特点:①中性面:线圈与磁场方向垂直时所处的平面。
S ┴B ;V//B②线圈位于中性面时:e=0(i=0;0t=∆∆Φ),Φ最大③线圈平行于磁场时:Φ=0,e最大(i最大;最大t∆∆Φ)④线圈每经过中性面一次,线圈中的电流方向变化一次;线圈转一周两次经过中性面,所以每转一周,线圈中的电流方向变化两次。
⑤正弦式交流电:线圈由中性面开始转动。
余弦式交流电:线圈由平行于磁场方向的位置开始转动。
说明:e=NBSωsinωt对于绕垂直于磁场方向轴匀速转动的任意形状的线圈均适用,且与转轴在线圈上的位置无关。
例题:如图所示, N=100匝的矩形线圈abcd,边长ab=20 cm,ad=50 cm,放在磁感强度B=0.5 T的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n=3000 r/min的转速匀速转动,线圈电阻r=2 Ω,外电路电阻R=18 Ω,t=0,线圈平面与磁感线垂直,1)写出线圈感应电动势的瞬时表达式;2)从图示位置转过s6001时电阻R两端的电压是多少,其内部的电流又是多少;3)线圈从图示位置转过π/2的过程中通过线圈的电荷量是多少?同步练习:1.下图中不属于交变电流的是()2.对于图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象,下列描述正确的是()A.电流的大小变化,方向也变化,是交变电流B.电流的大小变化,方向不变,不是交变电流C.电流的大小不变,方向不变,是直流电D.电流的大小不变,方向变化,是交变电流i it(6)ii i3.如图中的线圈产生了交流电的是( )4.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,以下说法中正确的是( )A .线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变B .线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次C .线圈平面每经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D .线圈转动一周,感应电动势和感应电流方向都要改变一次 5.关矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动,产生的交流电动势的最大值为E m .设t =0时线圈平面与磁场平行,当线圈的匝数增加一倍,转速也增大一倍,其他条件不变时,交变电流的电动势表达式为( )A .e =2E m sin2ωtB .e =4E m sin2ωtC .e =E m cos2ωtD .e =4E m cos2ωt6.某交变电流的瞬时值i=I m sinωt ,若将转速提高一倍,线圈的匝数增加一倍,其他条件不变,则其电流的瞬时值为( ) w.w.w.k.s.5.u.c.o.m A .I m sin2ωt B.I m sinωtC.2I m sinωtD.2I m sin2ωt7.(2019年济宁高二检测)一线圈在匀强磁场中匀速转动,在如图所示位置时( )A .穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最小B .穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最大C .穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大D .穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最小8.一单匝线框长为a ,宽为b ,在磁感应强度为B 的匀强磁场中由图所示位置开始绕OO ′轴以角速度ω匀速转动,则t 时刻感应电动势为( )A .Babω·cos ωtB .Babω·sin ωtC .2Ba bω·sin ωtD .2Babω·cos ωt9.如图所示,处在匀强磁场中的矩形线圈abcd ,以恒定的角速度绕ab 边转动,磁场方向平行于纸面并与ab 垂直.在t =0时刻,线圈平面与纸面重合,线圈的cd 边离开纸面向外运动.若规定由a →b →c →d →a 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( )10.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示,则下列说法中,正确的是( )A .t =0时刻,线圈平面位于中性面B .t 1时刻,穿过线圈平面的磁通量的变化率最大C .t 2时刻,线圈中有最大感应电动势D .t 3时刻,线圈中有最大感应电流11.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,线圈中的感应电动势e 随时间变化如图所示,下面说法正确的是( )A.t 1时刻通过线圈的磁通量为零B.t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e 改变方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 12.如图所示,一闭合单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,除了转轴分别为OO'和ab 边外,其他条件均相同,则这两种情况下,线圈所产生的电流( )A.变化规律不同B.最大值不同C.瞬时值不同D.一切均相同13.如图所示,矩形线圈 abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时( )A .线圈绕P 1转动时的电流等于绕P 2转动时的电流B .线圈绕P 1转动时的电动势小于绕P 2转动时的电动势C .线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同,都是 a →b →c →dD .线圈绕P 1转动时dc 边受到的安培力大于绕P 2转动时dc 边受到的安培力14.如图所示,单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中,中心轴线OO ′与磁场边界重合,线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看为逆时针方向)匀速转动,t =0时线圈平面与磁场方向垂直,规定电流方向沿abcd 为正方向,则图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是( ) 死记硬背是一种传统的教学方式,在我国有悠久的历史。
第五章交流电
第一节交流电(二)
(总分:100分时间:30分钟)
必做题体会和积累
1.矩形线圈,绕垂直于匀强磁场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的变化如图1所示.下面说法中正确的是()
图1
A.t1时刻通过线圈的磁通量为零
B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D.每当e变换方向时,通过线圈的磁通量绝对值都为最大
2.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通
量随时间的变化图象如图2所示,则下列说法中,正确的是()
图2
A.t=0时刻,线圈平面与中性面垂直
B.t=0.01 s时刻,穿过线圈平面的磁通量的变化率最大
C.t=0.02 s时刻,线圈中有最大感应电动势
D.t=0.03 s时刻,线圈中有最大感应电流
3.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是()
A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向
不变
B .线圈每转动一圈,感应电流方向就改变一次
C .线圈每平面经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都要改变一次
D .线圈每转动一圈,感应电动势和感应电流方向都要改变一次
4.线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e =102sin 20πt V ,则下列说法正确的是( )
A .t =0时,线圈平面位于中性面
B .t =0时,穿过线圈的磁通量最大
C .t =0时,导线切割磁感线的有效速度最大
D .t =0.4 s 时,e 达到峰值10 2 V
5.交流发电机在工作时的电动势为e =E m sin ωt ,若将其电枢的转速提高1倍,其他条件不变,则其电动势变为( )
A .E m sin ωt 2
B .2E m sin ωt 2
C .E m sin 2ωt
D .2
E m sin 2ωt
6.一闭合矩形线圈abcd 绕垂直于磁感线的固定轴OO ′匀速转动,线圈平面位于如图3甲所示的匀强磁场中.通过线圈的磁通量Φ随时间t 的变化规律如图乙所示,下列说法正确的是( )
图3
A .t 1、t 3时刻通过线圈的磁通量变化率最大
B .t 1、t 3时刻线圈中感应电流方向改变
C .t 2、t 4时刻线圈中磁通量最大
D .t 2、t 4时刻线圈中感应电动势最小
7.如图4所示,一正方形线圈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 ′观察,线圈沿逆时针方向转动.已知匀强磁场的磁感应强度为B ,线圈匝数为n ,边长为l ,电阻为R ,转动的角速度为ω,则当线圈
转至图示位置时()
A.线圈中感应电流的方向为abcda
B.线圈中的感应电流为
nBl2ω
R
C.穿过线圈的磁通量为0
D.穿过线圈的磁通量的变化率为0
图4
选做题体验和收获
8.如图5所示,匝数为n,面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中匀速转动,
角速度为ω,求线圈从图示位置转过180°时间内的平均感应电动势.
图5
教师定性评语:计分:。