【志鸿优化设计】（江苏专用）高考物理 第十章交变电流 传感器第一节交变电流的产生和描述练习.doc

课时作业43交变电流的产生和描述一、单项选择题（每题6分，共18分）1（2012福州模拟）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（）a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 a2一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5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则（）a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产生的焦耳热为24.2 j3电学元件的正确使用，对电路安全工作起着重要作用。某电解电容器上标有“25 v,450 f”字样，下列说法中正确的是（）a此电容器在交流、直流电路25 v的电压时都能正常工作b此电容器只有在不超过25 v的直流电压下才能正常工作c当工作电压是直流25 v时，电容才是450 fd若此电容器在交流电压下工作，交流电压的最大值不能超过25 v二、多项选择题（每题8分，共24分）4（2012吉林二模）如图所示，闭合的矩形导体线圈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方向观察，线圈沿顺时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为b，线圈匝数为n，ab边的边长为l1，ad边的边长为l2，线圈电阻为r，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时（）a线圈中感应电流的方向为abcdab线圈中的感应电动势为2nbl2c穿过线圈的磁通量的变化率最大d线圈ad边所受安培力的大小为，方向垂直纸面向里5如图所示，面积均为s的两个电阻相同的线圈，分别放在如图所示的磁场中，甲图中是磁感应强度为b0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期t绕oo轴匀速转动，乙图中磁场变化规律为bb0cos，从图示位置开始计时，则（）a两线圈的磁通量变化规律相同b两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同c经相同的时间t（tt），两线圈产生的热量相同d从此时刻起，经t/4时间，流过两线圈横截面的电荷量相同6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t0时由静止释放，若两极板间距足够宽，则下列运动可能的是（）a若t0时，线圈平面与磁场垂直，粒子一定能到达极板b若t0时，线圈平面与磁场平行，粒子在两极板间往复运动c若t0时，线圈平面与磁场垂直，粒子在两极板间往复运动d若t0时，线圈平面与磁场平行，粒子一定能到达极板三、非选择题（分值依次为18分、20分、20分）7某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380 v，则该交流电压的最大值为_ v。当吊车以0.1 m/s的速度匀速吊起总质量为5.7103 kg的集装箱时，测得电动机的电流为20 a，电动机的工作效率为_。（g取10 m/s2）8如图所示，在真空中速度v6.4107 m/s的电子束，连续地射入两平行极板间，极板长度为l8.0102 m，间距d5.0103 m。两极板不带电时，电子束沿两极板之间的中线通过，在极板上加50 hz的交变电压uu0sin t，如果所加电压的最大值u0超过某一值uc时，将开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板，有时间断不能通过。（1）求uc的大小。（2）求u0为何值时才能使通过的时间t通跟间断的时间t断之比即t通t断21。9（2012安徽理综）图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为b的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴oo转动。由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕oo转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻r形成闭合电路。图2是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为l1，bc长度为l2，线圈以恒定角速度逆时针转动。（只考虑单匝线圈）（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式；（2）线圈平面处于与中性面成0夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻r上产生的焦耳热。（其他电阻均不计）参考答案 1c2d3d4ac5acd解析：甲图中的磁通量变化规律为甲b0scost，乙图中磁通量的变化规律为乙b0scost。由于两线圈的磁通量变化规律相同，则两线圈中感应电动势的变化规律相同，达到最大值的时刻也相同，有效值e也相同，又因两线圈电阻相同，所以qt也相同，经过时间，流过两线圈横截面的电荷量qi也相同，故a、c、d三项正确。6ab解析：若t0时，线圈平面与磁场垂直，则开始时刻，两极板间的电势差为零，故在一个周期内前加速，后减速，粒子将沿一个方向运动，故粒子一定能到达极板，a正确；若t0时，线圈平面与磁场平行，由于开始时刻两极板间的电势差不为零，若带电粒子在1/4个周期内不能到达另一极板，则带电粒子将在两极板间做往复运动，b正确。7答案：38075%解析：对于正弦交流电umu380v电动机的输出功率为p出mgv5.7 kw电动机的输入功率为p入ui7.6 kw电动机的工作效率为0.7575%。8答案：（1）91 v（2）105 v解析：电子通过平行板所用的时间t1.25109 s交变电压的周期t2.0102 s，则有tt。因此，电子通过平行板时，极板的电压及板间电场强度可看做是恒定不变的。电子在板间受恒力作用，电子将做相当于平抛运动的曲线运动。据平抛运动的规律at2，而a，所以uc91 v。从图中所示交变电压半个周期图象可知，为使题设通断关系成立，应让两极电压在t时达到两极电压uc，t两极电压uucsin t，得u0105 v。9答案：（1）e1bl1l2sin t（2）e2bl1l2sin（t0）（3）r2解析：（1）矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速度为v，则v在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为e1bl2v由图可知vvsin t则整个线圈