青海省人教版物理高二选修2-1 4.3三相交变电流同步练习

高中物理学习资料金戈铁骑整理制作交变电流同步练习我夯基我达标1.如图随时间5-1-9所示，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，线圈中的感觉电动势t的变化如图5-1-9所示，以下说法中正确的选项是（）e图5-1-91时辰经过线圈的磁通量为零2时辰经过线圈的磁通量的绝对值最大3时辰经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，经过线圈的磁通量的绝对值都为最大思路分析：t1、t3时辰线圈中的感觉电动势e=0，故此时线圈经过中性面，线圈的磁通量为最大，磁通量的变化率为零，故A、C选项不正确.t2时辰e=-E m，线圈平面与磁感线平行，故B选项不正确.每当e变化方向时（中性面时辰）,经过线圈的磁通量的绝对值最大，故D选项正确.答案:D2.将硬导线中间一段折成不关闭的正方形，每边长为l，它在磁感觉强度为B、方向如图5-1-10的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处上经过电刷与外电路连结，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（）图5-1-10A.(2l2nB)P 2 B.2(l2nB)2PC.(l2nB)22PD.(l2nB)2P(max )2(Bl 2)2(2Bl 2 n )222222 2(l 2nB)2思路分析：P=，所以R=P PP，所以B 选项正确.R PP答案:B3.沟通发电机在工作时电动势为 e=E m sin2ωtV ，若将发电机的速度提升一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其余条件不变，则其电动势变成（ ）t′=2E m sint ′=E m sin22′=E m sin2ωt′=E m 2sin2ωt思路分析：交变电压刹时价表达式为e=E m sin2ωt ，而E m =NBS ω，ω=2πn ，当ω加倍而S 减半时，E m 不变，应选C 项.答案:C4.矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图5-1-11所示.以下结论正确的选项是()图5-1-11A.在s 和s 时，电动势最大B.在s 和s 时，电动势改变方向C.电动势的最大值是157VD.在s 时，磁通量变化率最大，其值为 Wb/s思路分析：从图中可知，在s 和s 时辰，穿过线圈的磁通量最大，此时辰磁通量的变化率等于零；s 和s 时辰，穿过线圈的磁通量为零，但此时辰磁通量的变化率最大，由此得选项 AB 错误.依据电动势的最大值公式：E m =nBS ω，Φm =BS ，ω=2π/T ，可得：E m =50××2×V=157V ；磁通量变化率的最大值应为E mWb/s ，故CD 正确.n答案:CD5.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时， 产生的正弦交变电流 i=I m sin ωt.若保持其余条件不变，使线圈的匝数及转速各增添1倍，则电流的变化规律为i ′=_____________.思路分析：由电动势的最大值知，最大电动势与角速度成正比， 与匝数成正比，所以电动势最大值为4E m ，匝数加倍后，其电阻也应当加倍，此时线圈的电阻为 2R ，依据欧姆定律可得电流的最大值为I m ′=4E m 2R=2I m .答案:2I m sin2ωt6.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转速为10r/s ，在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为 Wb.则线圈平面转到与磁感线平行时，感觉电动势为 ____________V ，当线圈平面与中性面夹角为时，感觉电动势为____________V.4思路分析：线圈转动的角速度为ω=2πf=20rad/s ，电动势的最大值 E m =nBS ω=100××20V=120V ；依据刹时价方程 e=E m sin ωt=120×sin V=60 2 V.4答案:1206027.发电机的转子是匝数为 100匝、边长为 20cm 的正方形线圈，将它置于磁感觉强度 T 的匀强磁场中，绕着垂直于磁感线方向的轴以 ω=100πrad/s 的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时，线圈和外电路的总电阻 R=10Ω.写出沟通电流刹时价表达式；(2)线圈从计时开始，转过过程中经过线圈某一截面的电荷量为多少？3思路分析：(1)感觉电动势的最大值为E m =nBS ω=20πV ，I m =E m=2π，因为从与磁场方向垂直地点开始R计时，也就是从中性面计时，所以刹时价用正弦表达： i=2πsin100πtA.(2)线圈从计时开始，转过的过程中，经过某一截面的电荷量应当用均匀值来计算q=It=nn .t=3tRRΦ=BS-BScos1 BS ，代入电荷量方程得q=nBS=1×10-2C.32 （2）1×10-2 2R答案:（1）i=2πsin100πtAC8.如图5-1-12所示,匀强磁场T ，所用矩形线圈的匝数 N=100，边长m ，m ，以角速度ω=100πrad/s 绕OO ′轴匀速转动.当线圈平面经过中性面时开始计时，试求：(1) 图5-1-12(2) 线圈中感觉电动势的大小；(3) 由t=0至t=T过程的均匀电动势.4思路分析：(1)线圈经过时间t 转过的角度θ=ωt ，因为是从中性面开始计时，故电动势的刹时价方程是：e=E m sin ωt ，此中E m =NBS ω，S=ab ·bc ，将数据代入可得E m =100××××100πV=314 V ，得到电动势为e=314sin100πtV.(2)用法拉第电磁感觉定律能够计算从0时辰经T时间内的均匀电动势值4T,E =N4NBS 2Φ=BS,t==NBS ω=200V.4 t2答案:（1）e=314sin100πtV（2）E =200V9.圆形线圈共100匝，半径为m ，在匀强磁场中绕过直径的轴匀速转动，角速度为ω=300rad/s ，电阻为R=10Ω.求：图5-1-13转过90°时，线圈中的感觉电流为多大？(2)写出线圈中电流的表达式（磁场方向如图5-1-13所示，T，以图示地点为t=0时辰）.思路分析：(1)当线圈从图示地点转过90°时，线圈中有最大感觉电流，E m=nBSω=100××π×2×300E m30V=30V.依据欧姆定律得：I m=A=3A.R10(2)由题意知，从中性面开始计时交变电流是正弦规律，所以300tA. i=I m sinωt=3sin答案:（1）3A（2）i=3sin 300tA10.一线圈中产生的正弦沟通电按i=10sin314tA变化，求出当线圈从中性面起转过30°、60°、90°、120°所需时间及对应的电流值.思路分析：线圈从中性面开始转动产生的正弦式电流的标准是i=I max sinωt，式中ωt表示线圈平面对中性面的夹角（单位是rad），当线圈平面转过的角度θ1=30°时，由θ=π/6=314t1，得经历的时间和对应的电流值分别为t1=s1314s,i1=10sin30°A=5A6600同理，当θ2=60°时，得t2=s 1s,i2=10sin60°A=53A3314300当θ3=90°时，得t3=s 1s,i3=10sin90°A=10A2200314当θ4=120°时，得t4=2s1s,i4=10sin120°A=53A.3141502答案:t1i1=5A 1=s6001s i2=53At2=3001s i3=10At3=2001s i4=53At4=150我综合我发展11.一矩形线圈，面积是m2，共100匝，线圈电阻r=1Ω，外接电阻R=4Ω，线圈在磁感觉强度B=1/πT的匀强磁场中以n=300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图5-1-14所示.若从中性面开始计时，求：图5-1-14（1）线圈中感觉电动势的刹时价的表达式;（2）线圈中开始计时经1/30s时线圈中感觉电流的刹时价;（3）外电路R两头电压的刹时价表达式.思路分析：（1）圈在匀磁中垂直于磁感的匀速，从中性面开始生的感的瞬e=E m sin ωt ，此中ω=2n π，E m =NBS ω，代入数据可得 2n π=2×5πrad/s=10πrad/s ，E m =NBS ω=100×1××10πV=50V所以e=50sin10πtV.（2）由合路欧姆定律有i=e =10sin10πt,当t= 1 s,i=10sin （10π×1）=10sin π3=53R r 3030A.（3）由u=iR 得，u=40sin10πtV.答案:(1)e=50sin10πtV A(3)u=40sin10πtV12.沟通机某一固定阻供的流i=I m sin ωt ，若将其枢的速提升1倍，其余条件不，流多大？思路分析：本的关是理解感流、感的最大与哪些要素相关，机生的感的最大E m =nBS ω，当固定阻供流的最大E m nBS ，当速提升1倍，ωI m =RrRr本来的2倍，其余条件不的流最大本来的2倍，其瞬 i ′=2I m sin2ωt.13.如5-1-15甲所示，L 的相距d 的平行金属板与源相，一量 m 、荷量q 的粒子以速度v 0沿平行于金属板的中射入两板之，从粒子射入刻起，两板加交，随化律如5-1-15乙所示，求：使粒子射出的能最小，所加U 0和周期各足什么条件？5-1-15思路分析：要使粒子能最小，力做功零，在中行周期整数，即 L/v 0=nT ，故周期足条件T= 1 (n=1,2,3,⋯)，要求 U 0足的条件是nT 内使向位移y ≤d ,即d≥nv 022U 0q T2U 0qT 2 2nmd 2v 0 2ns 1=n×( )×2=n,所以U 0=qL 2(n=1，2，3，⋯)粒子在匀中做平抛运2md24md，在力方向上先加快后减速，一个周期在方向上速度恰巧零，若粒子在中运恰周期的整数倍，粒子走开能最小 .2 2答案:U 0=2nmd 2v 0(n=1，2，3，⋯)qL1 T=(n=1,2,3,⋯)nv 0我新我超越14.磁在器中有宽泛的用，如机，如5-1-16所示，已知一台相机子框共有框l 1，l 2，子的角速度ω，磁极的磁感度B ，出机瞬达式.N 匝，e 的表图5-1-16此刻知道有一种永磁资料钕铁硼，用它制成发电机的磁极时，磁感觉强度可增大到本来的 k 倍，假如保持 发电机构造和尺寸、转子转动角速度、需产生的电动势都不变，那么这时转子上的导线框需要多少匝？思路分析：线框在转动过程中，两条长边在切割磁感线，若从中性面开始计时，则经 ts 线框转过的角度为θ=ωt ，两条长边相当于两个电源串连在一同，单匝中产生的电动权力：e 1=2Bl 1vsin θ=2Bl 1ω·l 2sin2θ=Bl 12ωsin ω匝时相当于N 个电源串连，电动势为 e=NBl 12·ωsin ωt ，当B ′=kB 且ω不变时，e ′ll=N ′kBl 1l 2·ωsin ωt ，又e ′=e ，所以N ′=N.kN答案:NBl 1l 2ωsin ωtk15.以前流行过一种向自行车车头供电的小型沟通发电机，图 5-1-17甲为其构造表示图，图中 N 、S 是一对固定的磁极，abcd 为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc 边中点、与ab 边平行，它的一端有一半径r 0cm 的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边沿相接触，如图 5-1-17乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，进而使线框在磁极间转动，设线框由 N=800匝线圈构成，每匝线圈的面积S=20cm 2，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感觉强度 T ，自行车车轮的半径R 1=35cm ，小齿轮的半径R 2cm ，大齿轮的半径R 3cm(见图5-1-17乙)，现从静止开始使大齿轮加快转动，问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值V ？（假设摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）图5-1-17思路分析：设摩擦小轮、车轮、小齿轮、大齿轮的角速度分别为 ω1、ω2、ω3、ω4，此中ω2=ω3，当车轮转动线框中产生正弦沟通电，其电动势最大值为 E m =NBS ω，又E m =2U ，所以NBS ω1=2U①因为摩擦小轮和车轮边沿线速度同样，大齿轮和小齿轮边沿线速度同样，所以 r 0ω2=ω2R 1，R 3ω4=R 2ω3，ω2=ω3，解得ω1=R 1R 3ω4/（R 2r 0） ②由①②联立，得ω4=2R 2r 0Urad/s.小轮与车轮相摩擦，两者线速度同样；车轮与小齿轮绕同一轴转R 1R 3BSN动，两者角速度同样；小齿轮与大齿轮由同一链条连结，两者线速度同样 .答案:rad/s。

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．。

三相沟通电练习1.如下图，在三相沟通电源上按星形接法连结同样负载 1、2、3.NN ′是中性线，已知负载 1 上电压为 220 V ，电流为 15 A.现以 I 表示中性线上的电流， U 表示 P 、Q 两点间电压，则A.I=15 A U=440 VB.I=45 A U=380 VC.I=0 U=440 VD.I=0 U=380 V2.如下图， A 、 B 、C 是三相沟通电源的三根火线， D 是零线 .电源的相电压为 220 V ， L 1、L 2、 L 3 是三个“ 220 V 60 W ”的灯泡 .电键 K 1 断开， K 2 和 K 3 闭合，因为某种原由，电源的零线在图中的 O ′处断开，那么 L 2 和 L 3 两灯泡将A.马上熄灭B.变得比本来亮些C.变得比本来暗些D.保持亮度不变 3.如下图，在线电压 380 V 的三相电路中，用三个额定电压均为 U 0=220 V ，额定功率分别为 P 1=100 W ，P 2=25 W ，P 3=200 W 的电灯分别作 A 、B 、C 三相负载构成星形连结方式，议论当 C 相负载断开和短路时所造成的影响： （1）有中性线；（2）无中性线 .参照答案：1.D 三相沟通电源上“ Y ”形连结同样负载时，中性线上电流为 0，相电压为 220 V ，线电压为 380 V.2.C 当 K 1 和中性线断开后，两灯泡 L 2 和 L 3 变为串连关系，两头电压为 BC ，两火线间的线电压为 380 V ，此时每个灯分得电压 190 V ，均小于它们的额定电压 220 V.故两灯变暗 .3.解:在三相电路中，每根相线与中性线都相当于一个独立发电机供电系统，.无中性线时，某一相负载的变化则C 相负载断开或断路时， A 、B 两相分别由相线与中性线构成两供电回路， U A =U B = U 线 =220 V.3某一相的负载变化可以为对其余两相无影响会对其余造成影响 . （1）如下图，当有中性线时，当故 A、B 两灯还能正常工作 .C 短路时，会因电流过大而熔断 C 相线的保险丝 . （2）如下图，无中性线时供电电路如下图：当 C 相负载断开后， A、B 两相负载串接在两根相线间.A220 2=484 ΩR =100R B= 220 2Ω=1936 Ω =（ 484×4 Ω）25两灯获取电压为：U A=U 线×R A=380×484 V=76 V<220 V R A R B4845U B=U 线 -U A =380 V-76 V=304 V>220 V故 B 相电灯烧毁，并使 A 相电灯不亮 .当 C 相负载短路时， A、B 负载挨次接在 A、C 和 B、C 两根相线间，两灯电压猛增为 380 V，两灯一同烧毁 .（严重时还可能影响电源）所以可见，中性线不可以随意断开 .。

三订交变电流练习1．对于三订交变电流，以下说法正确的选项是（）A．三相沟通发电机的三个线圈产生的交变电动势有同样的周期和最大值B．三相沟通发电机的三个线圈的每一个线圈都能够独自向外供电C．三相沟通发电机的三个线圈产生的电动势不一样时达到最大值D．三相沟通发电机线圈采纳星形连结时，负载也一定采纳星形连结2．对于三相电源与负载的连结，以下说法正确的选项是（）A．三相电源和负载都是既能够接成星形接法，又能够接成三角形接法B．在电源的星形接法中，若相电压是220V ，则线电压是380VC．在电源的三角形接法中，若相电压是220V ，则线电压是380VD．在电源的三角形接法中，若相电压是220V ，则线电压也是220V3．对于三订交变电源与负载的连结，以下说法正确的选项是（）A．两条相线间的电压叫相电压B．三相电源接成星形接法时相电压是220V ，改接成三角形接法时，相电压将变成380V C．相电压是线圈两头电压，由发电机状况决定，与电源的接法没关D．电源接成星形接法时，中性线有时能够没有4．如图18-56 所示， A 、 B、 C 是发电机的三个线圈，它们是___________________ 接法，三个灯泡的接法属于___________________ 接法。

若电源的相电压是220V ，则加在每个灯泡两头的电压是______________________V 。

两根火线间电压是____________________V 。

5．如图 18-57 所示， A 、B 、C 为三相沟通电源的三根相线，电源的相电压是220V 。

P、Q 为两台感觉电动机，则电动机P 的线圈接法为__________________ 接法。

每个线圈两头电压是 _________________V 。

电动机Q 的线圈为 ____________________ 接法，每个线圈两头的电压是 ______________________V 。

人教版物理高二选修2-1 4. 3三相交变电流同步练习C卷姓名: 班级: 成绩:一、选择题〔共10题；共20分〕1.〔2分〕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,如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示,那么〔〕A.t = 0. 005 s时线框的磁通量变化率为零B . t = 0. 01 s时线框平面与中性而重合C .线框产生的交变电动势有效值为311VD .线框产生的交变电动势频率为100 Hz2.〔2分〕〔2021高二下•松原期中〕一个按正弦规律变化的交变电流的图象如下图,由图可知〔〕①该交变电流的频率为0. 2Hz；②该交变电流的有效值为14. 1A；③该交变电流的瞬时值表达式为i=20sin0. 02tA：T④t二豆时刻,该交变电流大小与其有效值相等.B .②④C .③④D . ®®3.〔2分〕我国家用照明电路电压瞬时值可表示为〔〕A M = 380sin3.14f〔r〕B w = 3115in314/〔^〕C . “ = 2205111314〃〕D , 〃= 36sm0»02f〔P,4.〔2分〕〔2021高二下•城关期末〕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.电路组成如图乙所示,发电机线圈内阻为5. 0Q,外接灯泡阻值为95.0 C,灯泡正常发光,那么〔〕甲乙A .电压表©的示数为220VB .电路中的电流方向每秒钟改变50次C .灯泡消耗的功率为509WD .发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24. 2J5.〔2分〕关于交变电流和直流电的说法中,正确的选项是〔〕A .如果电流大小随时间做周期性变化,那么一定是交变电流B .直流电的大小和方向一定不变C .交变电流一定是按正弦规律变化的D .交变电流的最大特征就是电流的方向随时间做周期性的变化6.〔2分〕〔2021高二上•青山期末〕如下图,矩形线框置于磁场中,该磁场可视为匀强磁场.线框通过导线与电阻构成闭合电路,线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动,以下说法正确的选项是〔〕A .线框通过图中位置瞬间,线框中的电流方向由A到BB .线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量最大C .线框通过图中位置瞬间,通过电阻的电流瞬时值最大亚D .假设使线框转动的角速度增大一倍•,那么通过电阻电流的有效值变为原来的2倍7.〔2分〕交流发电机在工作时的电动势为.二玛丹1】臼,假设将其电枢的转速提升1倍,其他条件不变,那么其电动势变为〔〕L - U A .L - OXB.卢3TC . 29rD . 2^w sin2wf8.〔2分〕〔2021高二下-黑龙江期中〕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, 如图甲所示.产生的交变电动势的图象如图乙所示,那么〔〕A . t=0. 005 s时线框的磁通量变化率为零B . t=0. 01 s时线框平而与中性而重合C .线框产生的交变电动势有效值为311VD .线框产生的交变电动势频率为100 Hz9.〔2分〕一闭合矩形线圈abed绕垂直于磁感线的固定轴..'匀速转动,线圈平面位于如图〔甲〕所示的匀强磁场中.通过线圈内的磁通量中随时间的变化规律如图〔乙〕所示.以下说法正确的选项是〔〕A . tl、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B . t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变C . tl、t3时刻线圈中感应电流方向改变D . t2、t4时刻线圈中感应电动势最小10.〔2分〕〔2021高二下•吴忠期中〕如下图,一单匝矩形线圈abed,ab边长为11 , be边长为 12 ,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕00'轴以角速度从图示位置开始匀速转动,那么t时刻线圈中的感应电动势为〔〕C . Bl 112 s sin3 tD - Bl 1123 cos 3 t二、填空题〔共6题；共11分〕11.〔1分〕在匀强磁场中有一线圈,磁感应强度与线圈平面的夹角为.,穿过这个线圈的磁通量为中,线圈的面积为S,这个磁场的磁感应强度为,12.〔2分〕如图为交流发电机的工作原理图,经过0.05s线框从图示位置匀速转过90..如下图位置线框中的感应电流〔选填“最大〞或“最小〞〕,该发电机产生的交流电的频率为.13.〔2分〕〔2021高二上•扬州期末〕有一令使用交流电的洗衣机上标有额定电压为“220V〞的字样,这“220V〞指交流电电压的〔填“瞬时值〞、“有效值〞、“最大值〞〕,洗衣机工作时消耗的电能洗衣机发热产生的内能.〔填“大于〞、“等于"、“小于〞〕14.〔2分〕如图是一电热水壶的铭牌,由铭牌可知,该电热水壶在额定电压下工作时,所使用的交流电压的最大值为 V,交流电的周期为 s.电器名称：电热水壶型号：WK - 9016B额定电压：220V工作频率：50Hz额定功率：2 200W.15.〔3分〕电磁波在真空中的传播速度是________ m/s .有一按正弦规律变化的交变电流"200sinl0〔Mt 〔V〕,其电压的最大值是__________ V ,电压的有效值是__________ V .16.〔1分〕交流发电机工作时,电动势瞬时值表达式为e=Emsinst,假设将电枢的转速提升1倍,同时将电枢所困而积减小一半,其他条件不变°那么其电动势瞬时值的表达式为.三、解做题〔共4题；共50分〕17.〔5分〕将硬导线中间一段折成半圆形,使其半径为R ,让它在磁感应强度为B、方向如下图的磁场中绕轴MN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,其余局部电阻不计,那么灯泡的电阻为多少？18.〔15分〕〔2021高二下•深水期中〕如下图为交流发电机示意图,匝数n=100匝的矩形线圈,边长分别为10cm 和20cm,内阻为5Q,在磁感应强度B=0. 5T的匀强磁场中绕00'轴以50回rad/s的角速度匀速转动, 线圈和外部20.的电阻R相连接,线圈绕00,轴转动时产生的电动势最大值Em=NBSs,求：（1）电压表和电流表示数？（2）电阻R上所消耗的电功率是多少？（3）由图示位置转过90°的过程中,通过R的电量是多少？19.〔15分〕如下图,矩形线圈100匝,ab=30cm , ad=20cm ,匀强磁场磁感应强度B=0. 8T ,绕轴00'从图示位置开始匀速转动,角速度3=10011 rad/s ,试求：(1)穿过线圈的磁通量最大值①m二？线圈转到什么位置时取得此值？（2）线圈产生的感应电动势最大值E中？线圈转到什么位置时取得此值？（3）写出感应电动势e随时间变化的表达式.20.〔15分〕〔2021高二下•烟台期中〕如下图,一个面积为0.勿.、匝数"100匝的圆形线圈,在匀强磁场中绕通过圆心且垂直于磁场方向的轴0.匀速转动,转动角速度3= 505Ms ,匀强磁场的磁感应强度BR.01T,线圈的总电阻厂0. 1Q.线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F 〔集流环〕焊接在一起,并通过电刷与阻值RR.9C的定值电阻连接.厂0时刻线圈平而与磁场方向平行,电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计.〔1〕穿过线圈的磁通量最大值0m为多大？〔2〕写出感应电动势e随时间变化的表达式:〔3〕线圈转动过程中电阻R的电功率为多大?参考答案一、选择题〔共10题；共20分〕1-1, B2-1, B3-1, B4-1, 05-1, 06-1, C7-1, 08-1, B9-1..10-K D二、填空题〔共6题；共11分〕【第1空】B = - -11-K 5 sin a［第1空］叱12-1、［第2空15Hz【第1空】品值【第1空】220014-1.［第2空］0Q2【第1空】3x108【第2空】20015-1,【第3空】20016-1、【第1空】"马如海三、解做题〔共4题；共50分〕E Q =B x 2m = B^R%P E可知：T2P故答会为：〔L・"：「17-1. 2F解；感应电动势最大值Em=nBS3=100xO.5xO」x0.2x50日=5O#V有效值：E=华=5OF电犍S合上后.由闭合电路欧姆定律得:=2.0A ,Rtr 20518T、U^1R=2«20=40V 18.2、篇；电阻R上所消帏的电动率P=IU=2/40=80W解:由图示位置咕过90°的过程中,通过RJ4电量.二了4〞咨：=皂丝=041r ~ R^r 18-3.当爱㈱平面与慰场垂直时,穿过级展的磁通量最大值,为:=BS=0.8K 03Ko.2=0.048Wb 妾过会展的磁通量最大值当残超平面与碳杨平行时,感应电动势的最大值为；Em=NB$3=100xO£xa3x0.2xlOOn=480nV=1507NV 式的产生的感应 ,c o 电动势最大E/l5072V f 线圈转到磁场与线因平行时取得此值19一2、畿朝曷从垂直于中性面开始计时,所以瞬时值表达式为余弦•有：e=E m cosl00nt=1507.2cosl00nlV. 蝎:当线SB 咕至与蹒浅垂直时.磴通里:有最大值20—h = 0-01 x °-nvb =1 x 10 ^Vb解:浅幽与磁感线平行时,感应电动势有最大值Em = nBSco = lOOxOeOlxO.lx 5陋= >^2V20-2..电动势顺时间变的1表达式e=/co 如1二班0.S5m1(V ) 解：通过电阻用电流有微值『 6 Em »1=3 石=s20-3.线圈拾动过程中电阻刚发热功率：F R =/2及=225W 19-1.工0.048Wb 线图转到中性面时取得此值.19-3。

高中物理学习材料桑水制作交变电流 同步练习一．从中性面开始计时，交变电流的变化规律：（外电路电阻为R 且为纯电阻，线圈电阻为r ）数学表达式图 像磁通量φ电动势e电 流i电 压u二．问题讨论：1．如果转轴仍平行于ab 边，且垂直于磁感线，距ab 边ad /4，试求从中性面开始计时，交变电流的变化规律； 小结：2．若从垂直于中性面开始计时（即从平行于磁感线），试求交变电流的变化规律；tφO tu Oti Ote O3．试从φ－t 图像的切线变化的角度理解上述内容。

1．线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势如图所示，从图中可知（ ）A ．在t 1和t 3时刻，线圈处于中性面位置B ．在t 2和t 4时刻，穿过线圈的磁通量为零C ．从t 1到t 4线圈转过的角度为πradD ．若从0时刻到t 4时刻经过0.02s ，则在1s 内交变电流的方向改变100次2．一正弦交流发电机的最大电动势为E m ，线圈转动的角速度为ω，线圈电阻为r ，线圈从垂直于中性面位置计时：（1）t 时刻电动势的瞬时表达式为__________________；（2）若此发电机的转速和磁场均增加一倍，t 时刻电动势的瞬时表达式为______________；（3）若线圈匝数增加一倍，t 时刻电动势的瞬时表达式为__________________；t 时刻电流的瞬时表达式为___________________（设外电路为纯电阻，外电阻为R ）3．处于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纸面重合，线圈的cd 边离开纸面向外运动。

若规定a →b →c →d →a 方向的感应电流为正，试画出线圈中感应电流i 随时间t 变化的图线。

4．如图所示，一根通有交流电i =I m sin ωt 的长直导线与一个闭合的矩形线圈在同一水平面内，若线圈所受的磁场力的合力方向背离直导线，则交流电必处于每个周期内的（ ） A ．第一个1/4周期内 B ．第二个1/4周期内 C ．第三个1/4周期内 D ．第四个1/4周期内5．一矩形线圈与外电阻相接后，感应电流随时间变化的图像如图所示，若线圈的面积为200cm 2，回路总电阻为10Ω，求线圈所处匀强磁场的磁感应强度。

一、选择题1．(0分)[ID ：128879]如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n 1：n 2=3∶1，正弦交流电压有效值为U 0恒定，电路中四个电阻R 1=R 2=R 3=R 4，理想电压表示数为U ，则下列说法正确的是（ ）A ．R 1与R 2的电流之比为1∶1B ．R 1与R 2的电压之比为3∶1C ．R 1与R 2的功率之比为1∶3D ．R 1与R 2的功率之比为1∶92．(0分)[ID ：128878]如图所示，三只完全相同的灯泡L 1、L 2、L 3分别与电阻R 、电感L 、电容C 串联，再并联到电压有效值不变、频率可调的交流电源上，当交变电流的频率为50Hz 时，三只灯泡恰好正常发光。

现仅将交变电流的频率降低到40Hz ，则下列说法正确的是（ ）A ．三灯均变暗B ．三灯亮度均不变C ．L 1亮度不变、L 2变亮、L 3变暗D ．L 1亮度不变、L 2变暗、L 3变亮3．(0分)[ID ：128861]如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n 1:n 2=4:1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表1A 的示数是12mA ，则副线圈中电流表2A 的示数是( )A ．3mAB ．48mAC ．零D ．与R 阻值有关 4．(0分)[ID ：128831]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 ．线圈经过图示位置时，电流方向发生改变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 b →D ．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零5．(0分)[ID ：128823]如图所示，一理想变压器原线圈串联电流表后与正弦式交流电源相连，副线圈与定值电阻1R 、2R 及光敏电阻G R 相连。

已知当光照强度增加时，G R 的电阻值减小，电表均为理想电表。

现保持电源输出电压U 不变，增加光照强度，则下列说法正确的是（ ）A ．电流表示数不变B ．电压表示数增大C ．定值电阻1R 消耗的功率增大D ．定值电阻2R 消耗的功率增大6．(0分)[ID ：128822]如图所示，理想变压器原、副线圈接有额定电压均为20V 的灯泡A 和B ，当输入()2202sin100V u t π=的交流电时，两灯泡均能正常发光，设灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是（ ）A ．原、副线圈匝数比为11：1B ．原、副线圈中电流的频率比为11：1C ．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡B 变亮D ．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡A 变亮7．(0分)[ID ：128816]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，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（ ）A ．线框产生的交变电动势有效值为311VB ．t =0.01s 时线框平面与磁场方向平行C ．t =0.005s 时线框的磁通量变化率最大D ．线框产生的交变电动势的频率为100Hz8．(0分)[ID ：128808]如图1所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为31：，保险丝的电阻为2Ω，熔断电流为2A 。

一、选择题1．如图所示，用交流发电机和理想变压器构成一供电电路。

下列说法正确的是（）A．仅将滑片向下移动，则电压表读数变大B．仅将发电机的线圈转速增大，则电压表读数增大C．仅将滑片向下移动，则发电机输出功率减小D．仅将发电机的线圈转速增大，则通过L1的交流电频率不变2．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示，则（）A．线圈中0时刻的感应电动势最大B．线圈中1t时刻的感应电动势最大C．线圈中0至1t时间内平均感应电动势为0.4V D．线圈中1t至2t时间内感应电动势逐渐减小3．图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕OO′轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是（）A．线圈是从垂直中性面位置开始计时的B．电动势表达式为e＝62sin100πt（V）C．电流方向每秒改变50次D．理想电压表示数为7.6 V4．远距离输电的原理图如图所示，T1、T2为理想变压器，其原、副线圈匝数比分别为1：10和10：1，输电线路的总电阻R=10Ω，A、B均是额定电压为220V额定功率为1100W的电热器。

开关S断开时，用电器A正常工作，则下列说法正确的是（）A．开关S断开时，输电线的热功率为2.5WB．变压器T1的输入电压为225VC．闭合开关S，输电线损失的电压不变D．闭合开关S，用电器A、B均正常工作5．如图所示，电路中的变压器为理想变压器，U为正弦式交变电压，R为变阻器，R1、R2是两个定值电阻，A、V分别是理想电流表和理想电压表，则下列说法正确的是（）A．闭合开关S，电流表示数变大、电压表示数变大B．闭合开关S，电流表示数变小、电压表示数变大C．开关S保持闭合，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变小D．开关S保持闭合，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变大6．家用电子调光灯的调光原理是利用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的调节，比过去用变压器调压方便且体积较小。

一、选择题1．图1所示为某可调台灯电路图，变压器原副线圈匝数比为5∶1，灯泡的额定电压为40V，额定功率为20W，在a、b两端接上如图2所示的交流电，调节滑动变阻器滑片P，使灯泡正常发光，这时滑动变阻器消耗的功率为（）A．1W B．2W C．3W D．4W2．图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕OO′轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是（）A．线圈是从垂直中性面位置开始计时的B．电动势表达式为e＝62sin100πt（V）C．电流方向每秒改变50次D．理想电压表示数为7.6 V3．一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动，当线圈处于如图所示位置时，它的（）A．磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大B．磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大C．磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电动势最大D．磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最大4．如图所示，一个理想变压器原线圈的匝数为 50 匝，副线圈的匝数为 100 匝，原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上，导轨间距为 L=0.4m．导轨上垂直于导轨有一长度略大于导轨间距的导体棒，导轨与导体棒的电阻忽略不计，副线圈回路中电阻R＝20Ω，图中交流电压表为理想电压表．导轨所在空间有垂直于导轨平面、磁感应强度大小为 1T 的匀强磁场．导体棒在水平外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为：v＝5sin10πt(m/s)，则下列说法正确的是( )A．水平外力为恒力B．电压表的示数为52VC．R 的功率为 0.2WD．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为 0.04Wb/s5．在如图所示的电路中，1L、2L、3L是三盏相同的灯泡．当a、b两端接交流6V时，三盏灯的发光情况相同．若将a、b两端接直流6V时，稳定后观察到的现象是（）A．三盏灯的亮度相同B．1L不亮，2L、3L的亮度相同C．1L不亮，2L比3L亮D．1L不亮，3L比2L亮6．如图所示，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，若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿→→→→为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是（）a b c d aA．B．C．D．7．如图甲所示电路中，L1、L2、L3为三只“6V3W”的灯泡，变压器为理想变压器。

1交变电流 同步测试一、选择题1、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时（ ）A. 线圈平面与磁感线方向垂直B. 通过线圈的磁通量达到最大值C. 通过线圈的磁通量变化率达到最大值D. 线圈中的电动势为零2、一只标有“220V ，100W ”的灯泡接在U=311sin314tV 的交流电源上，则（ ）A. 该灯泡能正常发光B. 与灯泡串联的电流表读数为0.64AC. 与灯泡并联的电压表读数为311VD. 通过灯泡的电流i tA =064314.sin3、矩形线圈长为a ，宽为b ，在匀强磁场中以角速度ω绕中心轴匀速转动。

设t=0时线圈平面与磁场平行，匀强磁场的磁感应强度为B ，则线圈中感应电动势的即时值为（ ）A. B ab t ωωsinB. 2B ab t ωωcosC. 2B ab t ωωsinD. B ab t ωωcos4、如图5－6－4电路中，已知交流电源电压u=200sin100πtV ，电阻R=100Ω．则电流表和电压表的示数分别为 [ ]A ．1.41A ，200VB ．1.41A ，141VC ．2A ，200VD ．2A ，141V5、如图5－7－5所示为一理想变压器，S 为单刀双掷开关．P 是滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则: [ ]A ．保持U1及P 的位置不变，S 由a 合到b 时，I1将增大B ．保持P 的位置及U1不变，S 由b 合到a 时R 消耗的功率减小C ．保持U1不变，S 合在a 处，使P 上滑，I1将增大D ．保持P 的位置不变，S 合在a 处，若U1增大，I1将增大图5-6-4 图5－7－52 6、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t 的变化如图5－7－6所示．下面说法中正确的是： [ ]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7、在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为L ，输电线损耗的电功率为P ′，用户得到的电功率为P 用，则P ′、P 用的关系式正确的是: []8、理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R ，开始时，开关S 是断开的，如图图5－7－7所示，在S 接通后，以下说法正确的是（ ）A. 灯泡L 1两端的电压减小B. 通过灯泡L 1的电流增大C. 原线圈中的电流增大D. 变压器的输入功率增大9、如图5－7－8所示，A 、B 、C 、D 是四个相同的白炽灯，都处于正常发光状态，则图中ab 、cd 两端电压U1与U2之比是： [ ]A ．3∶1B ．4∶1C ．3∶2D ．2∶1图5－7－6 图5－7－7310、小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致（ ）A.升压变压器初级线圈中的电流变小B.升压变压器次级线圈两端的电压变小C.高压输电线路的电压损失变大D.降压变压器次级线圈两端的电压变小二、填空题11、一个按正弦规律变化的交流电流的图象如图5－7－9所示．根据图象可以知道（1）该交流电流的频率是____．（2）该交流电流的有效值是____．（3）该交流电流的瞬时值表示式____．（4）当t= ____T （周期），该电流的大小与其有效值相等．12、图5－7－10中的理想变压器原线圈接220V 交流电压，副线圈A 接4Ω电阻，B 接一个“10V 、24W ”的电灯．已知A 组线圈39匝，两端电压为6V ，灯泡L 正常发光，由此可见原线圈匝数为____，通过原线圈电流为____．三、论述、计算题13、矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100匝，转动的角速度为π/3（rad/s ），在转动过程中穿过线圈磁通量的最大值为0.03Wb ，则：（1）线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？（2）当线圈平面与中性面夹角为π/3时，感应电动势为多少？14、N 匝矩形线圈长L 1，宽L 2，电阻为r ，通过滑环M 、N 和电刷a 、b 与电阻为R 的电阻组成闭合电路，电路中连有安培表和伏特表，现使线圈绕垂直于磁场方向的轴OO’以角速度 匀速转动，如图图5－7－11所示，求：（1）转动过程中安培表和伏特表示数；（2）使线圈匀速转动一周，外力作的功。