2019_2020学年高中物理第二章交变电流习题课一交变电流的规律练习含解析教科版选修3.docVIP

交变电流的规律一、单项选择题1若交变电压U200sin 100t V, 能加在电容为10 F的电容器上，则电容器的耐压值不小于()A200 VB100 VC100 V D141.4 V解析：电容器的耐压值为交变电流的最大值，故选项A正确答案：A2一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T.从中性面开始计时，当tT时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交流电压的有效值为()A2 V B2 VC. V D. V解析：先用代入法求出感应电动势的最大值由eEmsin t得2 VEmsin ，由此得Em4 V，因此有效值为2 V，选项A正确答案：A3.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为()A400 V,0.02 s B200 V,0.02 sC400 V,0.08 s D200 V,0.08 s解析：由图像知交流电为正弦式交变电流，周期为T0.04 s，电动势的最大值为100 V，而正弦式交变电流的电动势最大值为EmaxNBSNBS2n，n为转速，则当n变为原来的2倍时，电动势的最大值变为原来的2倍，即200 V，而周期则变为原来的，即变为0.02 s.答案：B4.小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO匀速转动，如图所示矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A峰值是e0B峰值是2e0C有效值是Ne0 D有效值是Ne0解析：由“磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO匀速转动”知线圈产生正弦交流电矩形线圈产生感应电动势的最大值为2Ne0，又“不计线圈电阻”，故发电机输出电压的最大值等于2Ne0，有效值是最大值的，D对答案：D5交流发电机线圈电阻r1 ，用电器电阻R9 ，电压表示数为9 V，如图所示，那么，该交流发电机()A电动势的峰值为10 VB电动势的有效值为9 VC交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为10 VD交流发电机线圈自中性面转过90的过程中的平均感应电动势为 V解析：电压表示数等于路端电压，电路中的电流为I A1 A，所以电动势的有效值为EI(Rr)1(19) V10 V，所以电动势的最大值为EmE10 V，故选项A、B错；线圈通过中性面时最大，但0，故e0，选项C错；线圈从中性面转过90过程中，BS，t，所以n，由于EmnBS，所以 V，选项D对答案：D二、多项选择题6如图所示的甲、乙两图分别表示两个交流电压，比较这两个交流电压，它们具有共同的()A有效值 B频率C最大值 D均不一样解析：由图像可知，两个交流电压最大值均为2 V，周期均为0.4 s，可知B、C正确题图甲中电压有效值U甲，题图乙中电压有效值U乙Um，故A错答案：BC7图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A 为交流电流表线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示以下判断正确的是()A电流表的示数为10 AB线圈转动的角速度为50 rad/sC0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左解析：电流表的示数为交变电流的有效值10 A，A项正确；由可得，线圈转动的角速度为100 rad/s，B项错；0.01 s时，电路中电流最大，故该时刻通过线圈的磁通量最小，即该时刻线圈平面与磁场平行，C项正确；根据楞次定律可得，0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右，D项错答案：AC8一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 r/s，则()A线框交变电动势的峰值为nBSB线框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感应电动势瞬时值为e2nBSsin 2nt解析：因为2n，所以EmBS2nBS，所以A错误；EEmnBS，B正确；因为T，所以4nBS，C错误；eEmsin t2nBSsin 2nt，D正确答案：BD9如图甲是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在如图乙所示的交变电源上，电热毯是由一理想二极管D(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)与电热丝串联组成的若电热丝的电阻为110 ，则下列说法正确的是()甲乙A交变电流的周期为1102 sB用交流电压表测得电热丝两端的电压为110 VC通过电热丝的电流为 AD电热丝在1 min内产生的热量为1.32104 J解析：根据题图乙可知，交变电流的周期为0.02 s，选项A错误；根据有效值的定义可得T，解得U110 V，选项B错误；通过电热丝的电流I A，选项C正确；电热丝在1 min内产生的热量QI2Rt1.32104 J，选项D正确答案：CD10面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中图甲中有磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO轴做匀速转动；图乙中的磁场的变化规律为BB0cos t，从图示时刻起计时，则()A两线圈中的磁通量变化规律均为B0Scos tB两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C两线圈中产生的交变电流的有效值不同D从此刻起，时间内流过线圈截面的电荷量相同解析：由于甲中线圈在磁场中以周期T绕OO轴匀速转动，所以其角速度为，其磁通量为B0Scos tB0Scos t，乙中线圈的磁通量为BSB0Scos t，所以两者的磁通量变化规律相同，则两者实际产生的交变电流是相同的，因此两线圈中感应电动势达到最大值的时刻、两线圈中产生的交变电流的有效值、时间内流过线圈截面的电荷量都是相同的，故选项A、D正确，B、C错误答案：AD三、非选择题11某一发电机线圈面积S0.4 m2，匝数N500匝，绕轴以1 800 r/min的转速匀速转动，产生的电动势的最大值为6 000 V.(1)求磁感应强度B；(2)当线圈平面跟磁感应强度B的夹角为60时，求每匝线圈产生的电动势的瞬时值解析：(1)EmNBS，2n，其中n1 800 r/min30 r/s，所以6 000500B0.4230，解得B0.5 T.(2)当线圈平面跟磁感应强度B的夹角为60时，每匝线圈产生的感应电动势eBScos 60 V0.50.460cos 606 V18.8 V.答案：(1)0.5 T(2)18.8 V12.交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为r，外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置匀速转动90到达虚线位置过程中，求：(1)通过R的电荷量q为多少？(2)R上产生电热QR为多少？(3)外力做的功W为多少？解析：(1)由电流的定义