高三物理总复习一轮课时作业 交变电流的产生及描述 新人教版.doc

新课标人教版2013届高三物理总复习一轮课时作业课时作业33交变电流的产生及描述时间：45分钟满分：100分一、选择题(8864)1下图中不属于交变电流的是()图1解析：根据交变电流的定义，大小和方向都随时间做周期性变化的电流是交变电流，a、b、c图中电流的大小、方向均随时间做周期性变化，是交变电流，d图中电流的方向不变，为直流电答案：d2一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2甲所示，则下列说法正确的是()图2at0时刻，线圈平面与中性面垂直bt0.01 s时刻，的变化率最大ct0.02 s时刻，交流电动势达到最大d该线圈相应产生的交流电动势的图象如图2乙所示答案：b3一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动在转动过程中，线框中的最大磁通量为m，最大感应电动势为em，下列说法中正确的是()a当磁通量为零时，感应电动势也为零b当磁通量减小时，感应电动势也减小c当磁通量等于0.5 m时，感应电动势等于0.5 emd角速度等于em/m答案：d4如图3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t0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abcda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()图3答案：c5一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流电动势e220sint，则()a交流的频率是50 hzb交流的有效值是220 vc当t0时，线圈平面恰好与中性面重合d当t s时，e有最大值220 v答案：bc6一个边长为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0.36 .磁感应强度b随时间t的变化关系如图4所示，则线框中感应电流的有效值为()a.105 ab.105 ac.105 a d.105 a图4解析：由法拉第电磁感应定律和欧姆定律es，i可得03 s内，i1 a2105 a3 s5 s内，i2 a3105 a.于是可作出i随时间变化的图象如图5所示图5由有效值的定义q直q交，irt1irt2i2rt121010 r181010r5ri2i105 a，故b选项正确答案：b7正弦交变电源与电阻r、交流电压表、交流电流表按照图6甲所示的方式连接，r200 .图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则()图6a交流电压表的读数是311 vb交流电流表的读数是1.1 acr两端电压随时间变化的规律是ur311cost vdr两端电压随时间变化的规律是ur311cos100t v解析：由图乙可知，电源输出电压峰值为311 v，有效值为220 v，所以电压表示数为有效值220 v，电流表读数为电流的有效值i1.1 a，a错b对，由图乙可知t2102 s，100，所以r两端电压随时间变化的规律为ur311cos100t v，c错，d对答案：bd8如图7所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间加上交变电压后，能使电子有可能做往返运动的电压是()图7答案：abc二、计算题(31236)9用均匀导线弯成正方形闭合线框abcd，线框每边长10 cm，每边的电阻值为0.1 .把线框放在磁感应强度为b0.1 t的匀强磁场中，并使它绕轴o1o2以100 rad/s的角速度旋转，旋转方向如图9所示(沿o2o1由o2向o1看为顺时针方向)已知o1、o2两点分别在ad和bc上，轴o1o2在线框平面内，并且垂直于b，o1d3o1a，o2c3o2b. (1)当线框平面转至和b平行的瞬时(如图8所示位置)每个边产生的感应电动势的大小各是多少？线框内感应电流的大小是多少？方向如何？图8(2)求线框由图所示位置旋转的过程中产生的平均电动势的大小；(3)线框旋转一周内产生的热量为多少？解析：(1)令l表示正方形线框的边长，r表示其每边的电阻值，则l0.1 m，r0.1 ，设此时cd段感应电动势的大小为e1，ab段感应电动势的大小为e2，则e1blv13bl2/40.075 ve2blv2bl2/40.025 vda段和bc段不切割磁感线，所以它们的电动势都是零线框中的感应电动势ee1e20.1 v线框中的感应电流为ie/(4r)0.25 a根据楞次定律或右手定则，可判断电流方向沿dcbad(2)根据法拉第电磁感应定律，线框由图所示位置旋转的过程中产生的平均电动势的大小，e v0.083 v(3)线框旋转一周产生的热量为q()2r总t()24r2.5104 j7.85104 j答案：(1)ecd0.075 veab0.025 vedaebc0i0.25 a方向沿dcbad(2)0.083 v(3)7.85104 j10如图9所示，矩形线圈abcd在磁感应强度b2 t的匀强磁场中绕轴oo以角速度10 rad/s匀速转动，线圈共10匝，每匝线圈的电阻值为0.5 ，ab0.3 m，bc0.6 m，负载电阻r45 .求图9(1)电阻r在0.05 s内发出的热量；(2)电阻r在0.05 s内流过的电荷量(设线圈从垂直中性面开始转动)解析：(1)矩形线圈abcd在匀强磁场中旋转产生正弦交变电流，电动势的峰值为emnbs1020.30.610113.04 v，电流的有效值i1.60 aqi2rt5.76 j(2)矩形线圈旋转过程中产生的感应电动势的平均值en72 v，电流的平均值i1.44 a；0.05 s内电路流过的电荷量qit0.072 c.答案：(1)5.76 j(2)0.072 c11曾经流行过一种自行车车头灯供电的小型交流发电机，图10甲为其结构示意图图中n、s是一对固定的磁极，abcd为固定转轴上的矩形线框，转轴过bc边中点，与ab边平行，它的一端有一半径r01.0 cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图10乙所示当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动设线框由n800匝导线圈组成，每匝线圈的面积s20 cm2，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感强度b0.010 t，自行车车轮的半径r135 cm，小齿轮的半径r24.0 cm，大齿轮的半径r310.0 cm.现从静止开始使大齿轮加速转动，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u3.2 v？(假设摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动)图10解析：当自行车车轮转动时，通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动，线框中产生一正弦交流电动势，旋转线框与摩擦小轮角速度相等，而摩擦小轮又与车轮线速度相等(自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动)，车轮又与小齿轮角速度相等，最终小齿轮与大齿轮边缘的线速度相等，由此得解答案：旋转线框产生感应电动势的峰值emnbs0式中0为线框转动的