高中物理选修3-2第五章第40讲 课时作业 交变电流的产生和描述 电感和电容对交变电流的影响.doc

课时作业(四十)交变电流的产生和描述电感和电容对交变电流的影响1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()第1题图 A交变电流的周期为0.125 s B交变电流的频率为8 Hz C交变电流的有效值为 A D交变电流的最大值为4A2交流电流的图象如图所示，由图可知()第2题图 A用电流表测该电流其示数为14.1A B该交流电流的频率为50Hz C该交流电流通过10电阻时，电阻消耗的电功率为1000W D该交流电流瞬时值表达式为i14.1sin628t(A)3如图所示，在电路两端接上交变电流，保持电压不变，使频率增大，发现各灯的亮暗变化情况是：灯1变暗、灯2变亮、灯3不变，则M、N、L处所接元件可能是()第3题图 AM为电阻，N为电容器，L为电感器 BM为电阻，N为电感器，L为电容器 CM为电感器，N为电容器，L为电阻 DM为电容感，N为电感器，L为电阻4一根电阻丝接入100V的恒定电流电路中，在1min内产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电流的电路中，在2min内产生的热量也为Q，则该交流电压的峰值是() A141.4V B100V C70.7V D50V5某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断()第5题图 A在A和C时刻线圈处于中性面位置 B在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零 C从AD时刻线圈转过的角度为2 D若从OD时刻历时0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次6(11年江苏调研)如图所示，一个100匝的矩形线圈abcd放置在磁感应强度为B的有界匀强磁场中，磁场只分布在bc的左侧，线圈以bc为轴旋转，转动的角速度为，图中ad边正垂直于纸面向外转动，电路中接入一个起辉电压为50V的氖泡，已知转速100rad/s，线圈的两条边ab0.4m，ad0.2m，磁感应强度BT，则下列说法正确的是()第6题图 A该线圈产生交流电的有效值为50V B该线圈产生交流电的有效值为25V C1秒内氖泡闪光的时间为0.25s D1秒内氖泡闪光100次7在寒冷的冬季，人们常用电热毯温暖被窝某电热毯的电路示意图如图所示，交流电压u311sin100t(V)，当开关S接通时，电热丝的电功率为P0，下列说法正确的是()第7题图 A开关接通时，交流电压表的读数为220V B开关接通时，交流电压表的读数为311V C开关断开时，交流电压表的读数为311V，电热丝功率为P0/2 D开关断开时，交流电压表的读数为156V，电热丝功率为P0/28在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个面积为S的矩形线圈匀速转动时所产生的交流电压随时间变化的波形如图所示，线圈与一阻值R9的电阻串联在一起，线圈的电阻为1，则()第8题图 A通过电阻R的电流瞬时值表达式为i10sin200t(A) B电阻R两端的电压有效值为90V C1s内电阻R上产生的热量为450J D图中t1102s时，线圈位于中性面9如图正方形线框abcd长为L，每边电阻均为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速率转动，c、 d两点与外电路相连、外电路电阻也为r，则下列说法中正确的是()第9题图 AS断开时，电压表读数为BL2 BS断开时，电压表读数为BL2 CS闭合时，电流表读数为BL2 DS闭合时，线框从图示位置转过过程中流过电流表的电荷量为10交流发电机的原理如图甲所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，已知线圈的电阻为R2.0，求：第10题图(1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少；(2)矩形线圈转动的周期是多少；(3)线圈电阻上产生的电热功率是多少；(4)保持线圈匀速运动，1min内外界对线圈做的功是多少11如图所示，边长为L的正方形线框abcd的匝数为n，ad边的中点和cb边的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，线圈与外电阻R构成闭合电路，整个线圈的电阻为r.现在让线框以OO连线为轴，以角速度匀速转动，求：第11题图(1)闭合电路中电流瞬时值表达式；(2)线框从图示位置转动过90的过程中电阻R产生的热量、通过R的电荷量和电阻R上的最大电压分别为多少课时作业(四十)交变电流的产生和描述电感和电容对交变电流的影响1.C【解析】 由题图可直接获取的信息是： 交变电流的周期是0.250s, A错；感应电动势的最大值为20V，线圈中产生的交变电流为正弦交变电流从而可推出： 交变电流的频率f Hz4Hz, B错；交变电流的最大值Im A2A, D错；交变电流的有效值I AA.所以正确选项为C.2.CD【解析】 根据图象知交流电的有效值为10A，则电流表示数为有效值10A，A项错；周期T0.01s，频率为100Hz，B项错；通过10的电阻，电功率PI2R1000W，C项正确；瞬时值表达式为iImsint14.1sin200tA14.1sin628tA，D项正确3.C【解析】 因为电源频率增大时，电感器的感抗增大，电容器的容抗减小，电阻阻值不变，而并联电路两端的电压不变，所以，与电感器串联的灯泡变暗，与电容器串联的灯泡变亮，与电阻串联的灯泡变暗，选项C正确本题答案为C.4.B【解析】 由有效值定义得t2t，得：U有UU峰U有UUU100V时，B对，A、C、D错5.D【解析】 根据图象，首先判断出感应电流的数学表达式iImsint.其中Im是感应电流的最大值，w是线圈旋转的角速度另外应该进一步认识到线圈是从中性面开始旋转，而且线圈旋转一周，两次经过中性面，经过中性面的位置时电流改变方向从该图形来看，在tO、B、D时刻电流为零，所以此时线圈恰好在中性面的位置，且穿过线圈的磁通量最大；在A、C时刻电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时磁通量为零；从A到D时刻，线圈旋转3/4周，转过的角度为3/2；如果从O到D时刻历时0.02s，恰好为一个周期，所以1s内线圈转动50个周期，100次经过中性面，电流方向改变100次综合以上分析可得，只有选项D正确6.BCD【解析】 电路产生的是正弦半波交流电，交流电的有效值UU25V，B对；Ts0.01s，f100Hz，起辉电压为50V，uUmsint50sin50t，u50V时，t()，k0，1，2，一个周期内闪光时间t0.02s，1s内闪光时间为0.25s，闪光100次故选BCD.7.D【解析】 开关接通时，温控器两端被短路，不起作用，交流电压表的读数为交流电的有效值，A选项正确，B选项错误；开关断开时，由于温控器的作用，交流电只有半周通过，所以交流电压表的读数即交流电的有效值为156V，电热丝功率为P0/2，所以C选项错误，D选项正确8.ACD【解析】 由图象可知，瞬间电动势E100sin200t(V)由欧姆定律可知i10sin200t(A)，对；电阻R两端最大电压为90V有效电压为45V，B错；由QUIt可知C对(均应用有效电压电流计算)；由中性面特点可知D对，故选ACD.9.BD【解析】 S断开时，电压表的示数是cd两端的电压，UcdEBL2BL2，故A错误，B正确S闭合时，ab边相当于电源，整个电路为cd边与r并联后与ab、 bc、 ad边串联，I ，故C错误线框转过过程中，流过电流表的电荷量qtt，D正确正确答案为BD.10.(1)2.0A(2)4.0103 s(3)4W(4)240J【解析】 (1)由It图可知通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值Im2.0A.(2)矩形线圈转动的周期T4.0103s.(3)由有效值I，线圈电阻上产生的电热功率为PI2RR4W.(4)外界对线圈做功转化成电能再转化成电热，1分钟内外界对线圈做的功WPt240J.11.(1)sint(2)【解析】 (1)线框转动时，总是只有一条边切割磁感线，且ab边和cd边的转动线速度大小相等当线框平行于磁场时，产生的感应电动势最大为EmnBLvnBLLnBL2.由闭合电路欧姆定律得流过R的电流最大值为Im，当以图示时刻(线框垂直于磁场)为计时起点时