高中物理 第3章 第2节 交变电流是怎样产生的同步练测 鲁科版选修32.doc

第2节 交变电流是怎样产生的建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分5一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题6分，共60分）1图1中，哪些情况线圈中不能产生交流电()图12一个矩形线框的面积为s，在磁感应强度为b的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则()a线框产生交变电动势的最大值为nbsb线框产生交变电动势的有效值为nbs/2c从开始转动经过周期，线框中的平均感应电动势为2nbsd.感应电动势瞬时值表达式为e2nbssin2nt3如图2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.则当线圈转至图示位置时()图2a线圈中的感应电流的方向为abcdab线圈中的感应电流为c穿过线圈的磁通量为bl2d穿过线圈的磁通量的变化率为04(2011年济南高二检测)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3所示此线圈与一个r10 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()图3a交变电流的周期为0.125 sb交变电流的频率为8 hzc交变电流的有效值为 ad交变电流的最大值为4 a5(2011年如皋高二检测)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4所示，由图中信息可以判断()图4a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o时刻到d时刻线圈转过的角度为2d若从o时刻到b时刻历时0.02 s，则交变电流的频率为50 hz6一只标有“220 v 100 w”的灯泡，接在u311sin314t v的电源上，则下列说法中正确的 是()a灯泡不能正常发光b通过灯泡的电流为i0.45sin314t ac与灯泡并联的交流电压表的示数为220 vd与灯泡串联的交流电流表的示数为0.03 a7(2011年重庆高二检测)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所示下面说法中正确的是()图5at1时刻通过线圈的磁通量为零bt2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大ct3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8一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流e220sin100t(v)，那么()a该交变电流的频率是100 hzb当t0时，线圈平面恰好与中性面垂直c当t s时，e有最大值d该交变电流电动势的有效值为220 v9如图6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，t0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象 是() 图6图710(2011年泉州高二检测)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8甲所示已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则()图8a电压表v的示数为220 vb电路中的电流方向每秒钟改变50次c灯泡实际消耗的功率为484 wd发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 j二、计算题（本题共2小题，共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11（20分）如图9所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度b0.5 t，线圈匝数n50，每匝线圈面积0.48 m2，转速150 r/min，在匀速转动过程中，从图示位置开始计时(1)写出交变感应电动势瞬时值的表达式；(2)画出et图线图9 12（20分）如图10所示，边长为a的单匝正方形线圈处在磁感应强度为b的匀强磁场中，以oo边为轴匀速转动，角速度为，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为r.求：(1)线圈从图示位置转过的过程中产生的热量q；(2)线圈从图示位置转过的过程中通过线圈某截面的电荷量q.图10第2节 交变电流是怎样产生的得分： 一、选择题题号12345678910答案二、计算题11.12.第2节 交变电流是怎样产生的 参考答案一、选择题1.a 解析：线圈转动过程中磁通量发生改变时，才能产生交流电，a项中磁通量不变，故a项不能产生2.d 解析：转速为n转/秒，则角速度为2n，根据感应电动势的最大值公式emnbs可以知道，电动势的最大值为2nbs，有效值为最大值的，即为nbs，所以a、b错从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，感应电动势瞬时值表达式为ebssint2nbssin2nt，d对由en得平均电动势为4nbs，c错3.b 解析：图示位置为垂直于中性面的位置，此时通过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电流也最大，则i，由右手定则可判断出线圈中感应电流的方向为adcba.4.c 解析：由题图可直接获取的信息是：交变电流的周期是0.250 s，a错；感应电动势的最大值为20 v，线圈中产生的交变电流为正弦式交变电流，从而可推出：交变电流的频率f hz4 hz，b错；交变电流的最大值im a2 a，d错；交变电流的有效值i a a所以正确选项为c.5.c 解析： a、c时刻电流最大，位于与中性面垂直的位置，a错b、d时刻，电流最小，处于中性面位置，磁通量最大，b错从o到d是一个周期，线圈转过的角度为2，c对若从o时刻到b时刻历时0.02 s，则交变电流的频率为25 hz，d错6.c 解析：由u311sin314t v，可知电压峰值um311 v，有效值u220 v，灯泡能正常发光，a错；电流的瞬时值表达式为i0.64sin314t a，b错误；交流电压表的示数为电压有效值220 v，c正确；交流电流表的示数为电流有效值0.45 a，d错7.d 解析： t1、t3时刻感应电动势为零，线圈位于中性面位置，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时刻感应电动势最大，线圈位于中性面的垂面位置，穿过线圈的磁通量为零，b错误；由于线圈每过一次中性面时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，e变换方向，所以d正确8.c 解析：交变电流的周期为0.02 s，频率为50 hz，a错t0时，e0，线圈处于中性面位置，b错 t1/200 st/4时，e有最大值，c对有效值为220 v，d错9.a 解析：由楞次定律可知前半个周期感应电流沿adcba方向，后半个周期沿abcda方向，因线圈绕垂直磁场的轴匀速转动，所以产生正弦式交变电流，a正确10.d 解析：电动势的有效值为e v220 v，所以电流的有效值i a2.2 a，所以电压表的示数为uir2.295.0 v209 v，选项a错；交流电的频率为f50 hz，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项b错；灯泡实际消耗的功率为p灯i2r2.22 95.0 w459.8 w，故选项c错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为qi2rt2.225.01 j24.2 j，选项d对二、计算题11.(1)e188sin5t(v) (2)见解析解析：(1)当线圈平面经过中性面开始计时，则线圈在时间t内转过角度t，于是感应电动势瞬时值eemsint，其中emnbs.由题意知n50，b0.5 t， rad/s5 rad/s，s0.48 m2，emnbs500.50.48 5 v188 v，所以e188sin5t(v)(2)根据交流电的方程画图线时，最大值是正弦图线的峰值，由纵轴上的刻度值标出，交流电的频率与正弦图线的周期相对应，而周期由时间轴上的刻度值标出，t2/0.4 s，et图线如图11所示图1112.(1)(2)解析