鲁科版选修32 交变电流是怎样产生的 课时作业.doc

课时跟踪检测（八） 交变电流是怎样产生的1下列说法不正确的是()a交流发电机是把其他形式的能转变为电能的装置b交流发电机是把电能转变成其他形式能的装置c交流发电机中电枢和磁极不管谁转动，只要转动，就称为转子，只要不动，就称为定子d交流发电机利用的是电磁感应原理解析：选b交流发电机是利用线圈在磁场中转动，引起电磁感应现象形成电流，将其他形式的能转化为电能。交流发电机的内部是由转子和定子组成的，转动的为转子，不动的为定子。故选项a、c、d正确，b错误。2下列选项中，哪些情况线圈中不能产生交流电()解析：选a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项符合题意。3.如图1所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是()图1a线圈每转动一周，指针左右摆动两次b图示位置为中性面，线圈中无感应电流c图示位置ab边的感应电流方向为abd线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零解析：选c线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故a错。线圈处于图示位置时，线圈与中性面垂直，感应电流最大，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为ab，故b错，c对。线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈处于竖直位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，故d错。4.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(如图2所示)，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，则在下列选项中能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图像是()图2解析：选c由右手定则或者楞次定律可以确定开始时刻感应电流的方向为abcda，跟规定的正方向相同，而且该时刻感应电流最大，故选c。5(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e50sin 100t v。对此电动势，下列表述正确的有()a最大值是50 vb频率是100 hzc有效值是25 v d周期是0.02 s解析：选cd由交变电动势的表达式可知，电动势的最大值em50 v，则有效值e25 v，周期t0.02 s，频率f50 hz，所以选项c、d正确。6一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图3甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 ，外接一只电阻为95.0 的灯泡。如图乙所示，则()图3a电压表的示数为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解析：选d由图像可知电动势的有效值为220 v，而电压表测量的是路端电压，其大小为ur95 v209 v，选项a错误；由图像读出交变电流的周期为t0.02 s，则频率f50 hz，一个周期内电流的方向要改变2次，故每秒钟电流方向要改变100次，选项b错误；灯泡的实际功率为p2r295 w459.8 w，选项c错误；由焦耳定律得发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为q2rt251 j24.2 j，选项d正确。7.如图4所示，abcd为一边长为l、匝数为n的正方形闭合线圈，绕对称轴oo匀速转动，角速度为。空间中只有oo左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b。若闭合线圈的总电阻为r，则()图4a线圈中电动势的有效值为nbl2b线圈中电动势的最大值为nbl2c在线圈转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流d当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为nbl2解析：选b由于只有oo左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，所以最大值：emnbl2，有效值：enbl2。故a错、b对。在线圈转动的过程中，线圈始终有一半在磁场中运动，不会有一半时间没有电流，故c错。图中所示位置中，穿过线圈的磁通量为bl2，d错。正确选项为b。8如图5所示电路中，电源电压u311sin 100t v，a、b间接有“220 v440 w”的电暖宝、“220 v220 w”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是()图5a交流电压表的示数为311 vb电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 ac电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍d1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32104 j解析：选d由u311sin 100t v可知，交变电压的有效值为220 v，故交流电压表的示数为220 v，选项a错误；由两用电器的额定功率为660 w，根据pui可知，保险丝的额定电流应不小于3 a，选项b错误；因抽油烟机220 w包括热功率及机械功率，故电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍还要多，选项c错误；根据wpt可得1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32104 j，选项d正确。9(多选)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，从线框平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n，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nbsc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e2nbssin 2nt解析：选bd转速为n，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，b对、a错。由n得平均电动势为4nbs，c错。从线框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ebssin t2nbssin 2nt，d对。10(多选)如图6甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则()图6a两次t0时刻线圈平面均与中性面重合b曲线a、b对应的线圈转速之比为23c曲线a表示的交变电动势频率为25 hzd曲线b表示的交变电动势有效值为10 v解析：选act0时刻，两次产生的交流电的电动势瞬时值均为零，因此线圈平面均与中性面重合，a项正确；图中a、b对应的周期之比为23，因此线圈转速之比nanb32，b项错误；a图线表示的交流电动势的频率为fa hz25 hz，c项正确；a图线对应线圈相应的电动势的最大值eamnbs，由图像知eam15 v，b图线对应线圈相应的电动势的最大值ebmnbs，因此，ebm10 v，有效值eb v5 v，d项错误。11在水平方向的匀强磁场中，有一个正方形闭合线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n100匝，边长为20 cm，电阻为10 ，转动频率f50 hz，磁场的磁感应强度为0.5 t，求：(1)外力驱动线圈转动的功率；(2)当线圈转至线圈平面与中性面的夹角为30时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小；(3)线圈由中性面转至与中性面成30角的过程中，通过导线横截面的电荷量。解析：(1)线圈中产生的感应电动势的最大值为emnbs1000.50.22250 v628 v感应电动势的有效值为e314 v外力驱动线圈转动的功率与线圈中交变电流的功率相等，即p外 w1.97104 w。(2)当线圈转至线圈平面与中性面的夹角为30时，线圈产生的感应电动势的瞬时值为eemsin 30314 v感应电流的瞬时值为i a31.4 a。(3)在线圈由中性面转过30的过程中，线圈中的平均感应电动势为n平均感应电流为n故通过导线横截面的电荷量为qtn0.027 c。答案：(1)1.97104 w(2)314 v31.4 a(3)0.027 c12某兴趣小组设计了一种发电装置，如图7所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向。匝数为n的矩形线圈abcd的边长abcdl、bcad2l。线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为b、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为r。求：图7(1)线圈切割磁感