高三物理總復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)29交變電流的產(chǎn)生及描述

1、課時(shí)作業(yè)29交變電流的產(chǎn)生及描述時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(8×864)1(2013·貴陽(yáng)質(zhì)檢)如右圖所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行的位置開始計(jì)時(shí)，則在t時(shí)刻()A線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小B線圈中的感應(yīng)電流最大C穿過線圈的磁通量最大D穿過線圈磁通量的變化率最小解析：經(jīng)過時(shí)間t，線圈轉(zhuǎn)過的角度為，則該時(shí)刻磁通量為零，左、右兩個(gè)邊的速度剛好與磁感線垂直，由電動(dòng)勢(shì)EBLv得此刻產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，磁通量的變化率最大，線圈中的感應(yīng)電流最大，B正確，A、C、D錯(cuò)誤答案：B2如右圖所示，圖線a是線圈在勻

2、強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦交流電的圖象，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說法正確的是()A在圖中t0時(shí)刻穿過線圈的磁通量均為零B線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3:2C交流電a的瞬時(shí)值為u10sin5t(V)D交流電b的最大值為5 V解析：t0時(shí)刻穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，故電壓為零，A錯(cuò)；讀圖得兩次周期之比為2:3，由轉(zhuǎn)速得轉(zhuǎn)速與周期成反比，故B正確；讀圖得a的最大值為10 V，5，由交流電感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式eEmsint(V)(從中性面開始計(jì)時(shí))得，u10sin5t(V)，故C正確；交流電的最大值EmnBS，所以根據(jù)兩次轉(zhuǎn)速的比值

3、可得，交流電b的最大值為×10 V V，故D錯(cuò)答案：BC3如圖所示的電路中，A是熔斷電流I02 A的保險(xiǎn)絲，R是可變電阻，S是交流電源交流電源的內(nèi)阻不計(jì)，其電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律是e220sin314t V為了不使保險(xiǎn)絲熔斷，可變電阻的阻值應(yīng)該大于()A110 B110 C220 D220 解析：該交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值為U V220 V，故電阻的最小阻值Rmin 110 .答案：B4矩形線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，線框輸出的交流電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，下列說法中正確的是()A交流電壓的有效值為36 VB交流電壓的最大值為36V，頻率為0.25 HzC. 2 s末線框平面垂

4、直于磁場(chǎng)，通過線框的磁通量最大D. 1 s末線框平面垂直于磁場(chǎng)，通過線框的磁通量變化最快解析：由線框輸出的交流電壓隨時(shí)間變化圖象可知，交流電壓的最大值為36 V，頻率為0.25 Hz，B正確；有效值則為36 V，A錯(cuò)誤；2 s末，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，所以此時(shí)線框平面垂直于磁場(chǎng)，C正確；1 s末，線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，此時(shí)線框平面平行于磁場(chǎng)，通過線框的磁通量變化最快，D錯(cuò)誤答案：BC5在如下圖甲所示的電路中，電阻R的阻值為50 ，在ab間加上圖乙所示的正弦交流電，則下面說法中正確的是()A交流電壓的有效值為100 VB電流表示數(shù)為2 AC產(chǎn)生該交流電的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為3.14

5、 rad/sD在1分鐘內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為1.2×104 J解析：從題圖乙中可以看出，交流電壓的峰值為100 V，所以有效值U100 V，A項(xiàng)正確；通過電阻的電流IU/R2 A，B項(xiàng)正確；交流電的周期為T0.02 s，故角速度100 rad/s，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)Qt得，Q1.2×104 J，D項(xiàng)正確答案：ABD6一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如下圖所示由圖可知()A該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u100sin(25t)VB該交流電的頻率為25 HzC該交流電的電壓的有效值為100 VD若將該交流電壓加在阻值為R100 的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50 W解析：從題圖中

6、可知，交流電周期T4×102 s，峰值電壓Um100 V，故交流電的頻率f25 Hz，有效值U50 V加在R100 的電阻上時(shí)的熱功率P50 W，瞬時(shí)值表達(dá)式uUmsint100sin(50t) V，故正確選項(xiàng)為B、D.答案：BD7一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如下圖甲所示已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0 ，現(xiàn)外接一只電阻為95.0 的燈泡，如圖乙所示，則()A電壓表的示數(shù)為220 VB電路中的電流方向每秒鐘改變50次C燈泡實(shí)際消耗的功率為484 WD發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J解析：電動(dòng)勢(shì)的有效值為E V220 V，所以電流的有效值I A2.2 A，

7、所以電壓表的示數(shù)為UIR2.2×95.0 V209 V，選項(xiàng)A錯(cuò)；交流電的頻率為f50 Hz，每個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次，故每秒鐘內(nèi)電流方向改變100次，選項(xiàng)B錯(cuò)；燈泡實(shí)際消耗的功率為P燈I2R2.22×95.0 W459.8 W，故選項(xiàng)C錯(cuò)；發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為QI2rt2.22×5.0×1 J24.2 J，選項(xiàng)D對(duì)答案：D8(2011·四川高考)如右圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場(chǎng)方向，線圈電阻為2.從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過60°角時(shí)的感應(yīng)電流為1 A那么(

8、)A線圈消耗的電功率為4 WB線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 AC任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e4costD任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為sint解析：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，線圈平面從與磁場(chǎng)方向平行開始計(jì)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)過60°時(shí)，電流的瞬時(shí)值為iImcos60°1 AIm2 A，正弦交變電流有效值I A，B項(xiàng)錯(cuò)；線圈消耗的功率PI2R4 W，A項(xiàng)正確；由歐姆定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值EmImR4 V，所以瞬時(shí)值表達(dá)式為e4 cost，C項(xiàng)正確；通過線圈的磁通量msintmsint，由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值EmBSm×m解兩式得sintsint，D項(xiàng)錯(cuò)答案：AC二、計(jì)算題(3×1

9、236)9如右圖所示，矩形線圈abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸OO以角速度10 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈共10匝，電阻r5 ，ab0.3 m，bc0.6 m，負(fù)載電阻R45 .求：(1)寫出從圖示位置開始計(jì)時(shí)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)電阻R在0.05 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量；(3)0.05 s內(nèi)流過電阻R上的電荷量(設(shè)線圈從垂直中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng))解析：(1)電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmnBS10×2×0.3×0.6×10 V113.04 V故瞬時(shí)值表達(dá)式eEmcost113.04cos10t V(2)電流的有效值I1.6 A所以0.05 s內(nèi)R上產(chǎn)

10、生的熱量QI2Rt5.76 J(3)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為n72 V平均感應(yīng)電流為1.44 A所以通過電阻R的電荷量為q·t0.072 C.答案：(1)e113.04cos10t V(2)5.76 J(3)0.072 C10(2013·鄭州模擬)如下圖甲所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)已知線圈的匝數(shù)n100匝，總電阻r1.0 ，所圍成矩形的面積S0.040 m2，小燈泡的電阻R9.0 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為enBmScost，其中Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)

11、度的最大值，T為磁場(chǎng)變化的周期，不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化，求：(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)小燈泡消耗的電功率；(3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0時(shí)間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量解析：(1)由圖象知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T3.14×102 s，所以EmnBmS8.0 V.(2)電流的最大值Im0.80 A，有效值I A，小燈泡消耗的電功率PI2R2.88 W.(3)在0時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的平均值，平均電流，流過燈泡的電荷量Qt4.0×103 C答案：(1)8.0 V(2)2.88 W(3)4.0×103 C11(2012·安徽理綜)下圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型

12、示意圖在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)，由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路下圖乙是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來表示已知ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1, bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，線圈以恒定角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(只考慮單匝線圈)(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式；(2)線圈平面處于與中性面成0夾角位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，如上圖丙所示，試寫出t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2的表達(dá)式；(3)若線圈電阻為r，求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱(其它電阻均不計(jì))解析：(1)矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，只有ab和cd切割磁感線，設(shè)ab和cd的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為v，則v·在t時(shí)刻，導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)均為E1BL2v由圖可知