粤教版选修32 交变电流的描述 作业.doc

课时分层作业(八)基础达标练(15分钟50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1. (多选)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2212所示则下列结论正确的是()图2212a在t0.1 s和t0.3 s时，电动势最大b在t0.2 s和t0.4 s时，电动势改变方向c电动势的最大值是157 vd在t0.4 s时，磁通量变化率最大，其值为3.14 wb/scd在t0.1 s和t0.3 s时，磁通量最大，但磁通量的变化率最小为零，所以电动势为零，方向发生改变；在t0.2 s和t0.4 s时，磁通量最小为零，但磁通量的变化率最大，方向不变；电动势的最大值emnbs500.2(2/0.4) v157 v，emn，所以3.14 wb/s，c、d两项正确2一交变电流的瞬时值表达式为e380sin 4t(v)，将一耐压值为360 v的电容器接在该电源两端，则电容器()【导学号：97752095】a会被击穿b不会被击穿c时而击穿时而不会击穿d是否会被击穿，还需看电容a电容器能否被击穿决定于其耐压值与交变电流的峰值之间的大小关系，由于em380 v360 v，故会被击穿，故a正确3(多选)如图2213甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴oo以恒定的角速度转动从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照如图2213乙所示的余弦规律变化，则在t时刻()甲乙图2213a线圈中的电流最大b穿过线圈的磁通量为零c线圈所受的安培力为零d线圈中的电流为零cd线圈转动的角速度为，则转过一圈用时，当t时说明转过了圈，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，b错误，由于此时感应电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的安培力为零，a错误，c、d正确4(多选)如图2214所示，形状或转轴位置不同，但面积均为s的单匝线圈处在同一个磁感应强度为b的匀强磁场中，以相同的角速度匀速运动，从图示的位置开始计时，则下列说法正确的是() 【导学号：97752096】图2214a感应电动势最大值相同b感应电动势瞬时值不同c感应电动势最大值、瞬时值都不同d感应电动势最大值、瞬时值都相同ad感应电动势的最大值为embs，a正确；感应电动势的瞬时值eemsin t与转轴位置无关，图中都以中性面位置计时，故瞬时值相同，d正确，b、c错误5交流发电机工作时电动势为eemsin t，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为()aeemsinbe2emsinceemsin 2tdesin 2tc感应电动势的瞬时值表达式eemsin t，而emnbs，当加倍而s减半时，em不变，故正确答案为c6有一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，线圈中的最大磁通量为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0.5m时，感应电动势为0.5emd角速度d由交变电流的产生原理可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，与磁通量的大小无关磁通量最大时，感应电动势为零；而磁通量为零时，感应电动势最大且embsm，故选项d正确二、非选择题(本题共1小题，共14分)7一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311 v，线圈在磁场中转动的角速度是100 rad/s.(1)写出感应电动势的瞬时值表达式；(2)若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100 ，试写出通过负载的电流的瞬时值表达式在t s时电流的瞬时值为多少？【导学号：97752097】【解析】(1)因为电动势的最大值em311 v，角速度100 rad/s，所以电动势的瞬时值表达式是e311sin 100t(v)(2)根据欧姆定律，电路中电流的最大值为：im a3.11 a所以通过负载的电流的瞬时值表达式是i3.11sin 100t(a)当t s时，电流的瞬时值为：i3.11sin(100) a3.11 a1.555 a【答案】(1)e311sin 100t(v)(2)i3.11sin 100t(a)1.555 a能力提升练(25分钟50分)一、选择题(本题共4小题，每小题7分)1. (多选)如图2215所示，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e0.5sin(20t) v，由该表达式可推知以下哪些物理量()图2215a匀强磁场的磁感应强度b线框的面积c穿过线框的磁通量的最大值d线框转动的角速度cd根据正弦式交变电流的感应电动势的瞬时值表达式：ebssin t，可得20 rad/s，而磁通量的最大值为mbs，所以可以根据bs0.5 v求出磁通量的最大值2.如图2216所示，虚线oo的左边存在着方向垂直于纸面向里的匀强磁场，右边没有磁场单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场右边界重合，线圈平面与磁场垂直线圈沿图示方向绕oo轴以角速度匀速转动(即ab边先向纸外、cd边先向纸里转动)，规定沿abcda方向为感应电流的正方向若从图示位置开始计时，下图中四个图象能正确表示线圈内感应电流i随时间t的变化规律的是() 【导学号：97752098】图2216abcdb在0内，ab一侧的线框在磁场中绕oo转动产生正弦式交流电，电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大.内，ab一侧线框在磁场外，而dc一侧线框又进入磁场产生交流电，电流方向为dcba且越来越小，以此类推，可知it图象正确的为b3. (多选)一单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图2217线a所示，当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图线b所示，以下关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是()图2217a从图线可算出穿过线圈磁通量的最大值b线圈先后两次转速之比为23c在图线a和b中，t0时刻穿过线圈的磁通量均为零d图线b电动势的瞬时值表达式为e100sin t(v)ad根据图线a：感应电动势最大值embsm，因此磁通量最大值m wb，a正确；线圈先后两次周期之比，b错误；t0时刻感应电动势为零，线圈与中性面平行，磁通量最大，c错误；感应电动势最大值embs，因此，即embema100 v，图线b的电动势瞬时值表达式为eembsin bt100sin t(v)，d正确4如图2218甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴oo以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角45时(如图2218乙所示)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正则下列选项中正确的是() 【导学号：97752099】甲乙图2218abcdd由楞次定律可知，t0时电流方向为负，线圈平面与中性面的夹角为，线圈再转过到达中性面；所以线圈中的感应电流为iimsin，d正确二、非选择题(本题共2小题，共22分)5(10分)一矩形线圈有100匝，面积为50 cm2，线圈内阻r2 ，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时开始计时，已知磁感应强度b0.5 t，线圈的转速n1 200 r/min，外接一用电器，电阻为r18 ，试写出r两端电压的瞬时值表达式【解析】角速度2n40 rad/s，最大值emnbs1000.55010440 v10 v，线圈中感应电动势eemcos t10cos(40t) v，由闭合电路欧姆定律i故r两端电压uri9cos(40t) v.【答案】9cos(40t) v6. (12分)如图2219所示，在匀强磁场中有一个“”形导线框可绕ab轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度b t，线框的cd边长为l120 cm，ce、df边长均为l210 cm，转速为50 r/s.若从图示位置开始计时：图2219(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)在et坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图象. 【导学号：97752100】【解析】(1)线框转动，开始计时的位置为线圈平面与磁感线平行的位置，产生的交变电流按余弦规律变