重难强化训练3　交变电流的产生及描述

1、.重难强化训练三交变电流的产生及描绘时间：40分钟分值：90分一、选择题此题共10小题，每题6分，16题为单项选择，710题为多项选择1某台家用柴油发电机正常工作时可以产生与我国照明电网一样的交变电流如今该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能到达正常工作时的一半，那么它产生的交变电动势随时间变化的图象是 【导学号：97752112】ABCDB线圈转速为正常工作时的一半，据2n知，周期变为正常工作时的2倍，又据EmNBS知，最大值变为正常时的一半，结合我国电网交流电实际情况，正确选项为B2如图9所示，图甲、乙分别表示两种电压的波形，以下说法正确的选项是甲乙图9A图甲表示交流电，图乙表示直流

2、电B两种电压最大值都是311 VC两种电压的有效值一样D两种电压都是交流电压，但周期、频率、有效值都不同B两种都是交流电，周期都是2×102 s，最大值都是311 V，图甲的有效值为220 V，图乙中由于对应一样时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可知，图甲有效值要比图乙有效值大，A、C、D错，B对3.如图10所示，为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，那么以下说法正确的选项是 【导学号：97752113】图10A这也是一种交流电B电流的变化周期是0.01 sC电流的有效值是1 AD电流通过100 的电阻时，1 s内产生的热量为200 JC因电流方向不变，故不是交流电，A错

3、；其周期为0.02 s，B错；由电流的热效应可知RI2RT，解得I1 A，故C对；由QI2Rt可知Q1×100×1 J100 J，D错4.如图11所示电路，电阻R1与电阻R2值一样，都为R，和R1并联的D为理想二极管正向电阻可看做零，反向电阻可看做无穷大，在A、B间加一正弦交流电u20sin100t V，那么加在R2上的电压有效值为图11A10 VB20 VC15 VD5 VD由二极管的单向导电性可知，假设二极管导通，加在R2上的电压波形为半个周期，最大值为20 V，假设二极管截止，R1、R2串联，那么R2上的电压半个周期最大值为10 V，由有效值的定义可得加在R2上的电压

4、有效值为5 V，选项D正确5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12所示，那么该交流发电机图12A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 VD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EIRr1×19 V10 V，所以电动势的最大值为EmE10 V，应选项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°的过程中，BS，t，所以n，由于EmnBS，所以 V，

5、选项D对6.正弦交变电源的电压是220 V，它跟电阻R11 210 和R2484 、电容器、电压表一起组成的电路如图13所示，图中电压表读数为U1，电容器的耐压值为U2，保险丝D的熔断电流是I，那么 【导学号：97752114】图13AU1220 V BU2220 VCU1220 VDI AC电压表读数为电压有效值，即U1220 V，C对，A错；而用电器的耐压值必须不小于交流电的最大值，故U2220 V，B错；保险丝的熔断电流为有效值I A A A，D错7电阻为1 的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的正弦交流电的图象如图14中图线a所示；当调整线圈转速后，该线圈中所产生的

6、正弦交流电的图象如图14线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的选项是图14A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先后两次转速之比为32C交流电a的电动势的有效值为5 VD交流电b的电动势的最大值为5 VBC由题图可知，t0时刻线圈中的感应电流为0，感应电动势为0，穿过线圈的磁通量的变化率为0，所以穿过线圈的磁通量最大，选项A错误；由题图可得线圈先后两次转动的周期之比为0.40.623，所以转速之比为32，选项B正确；由题图可得交流电a的电流的最大值为10 A，有效值为 A5 A，又矩形线圈的电阻为1 ，所以交流电a的电动势的有效值为5 V，选项C正确；由EnBS、可得电动势与周期

7、成反比，所以交流电b的电动势的最大值为 V，选项D错误8.如图15所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电阻为R，t0时刻线圈平面与纸面重合，那么 【导学号：97752115】图15At时刻线圈中电流的瞬时值表达式为icos tB线圈中电流的有效值为IC线圈中电流的有效值为ID线圈消耗的电功率为PCD回路中感应电动势的最大值EmBS，电流的最大值Im，t0时刻线圈位于中性面，故电流的瞬时值表达式isin t；线圈中电流的有效值I，PI2R，故A、B错误，C、D正确9.如图16所示，交流电压u311s

8、inV加在阻值为220 的电阻两端，那么图16A电压表的读数为311 VB电流表的读数为1.414 AC电流表的读数为1 AD2 s内电阻产生的电热是440 JCD电压表测的是有效值，故读数为 V220 V，电流表示数应为1 A，故2 s内电阻产生的电热QUIt440 J，故C、D正确10如图17甲所示为电热毯电路示意图，交流电压u311sin100tV，当开关S接通时，电热丝的电功率为P0；当开关S断开时，加在电热丝上的电压如图17乙所示，那么甲乙图17A开关接通时，交流电压表的读数为220 VB开关接通时，交流电压表的读数为311 VC开关断开时，交流电压表的读数为311 V，电热丝功率为

9、D开关断开时，交流电压表的读数为156 V，电热丝功率为AD交流电压表的读数为有效值，计算热功率要用有效值开关接通时，交流电压峰值Um311 V，所以有效值U220 V，A正确；开关断开时，取一个周期T，电热丝产生的热量减半，所以电热丝功率为，由P，电压有效值为156 V，电压表示数为156 V，D正确二、非选择题此题共2小题，共30分11. 12分如图18所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO匀速转动，沿转轴OO方向看去

10、，线圈转动沿逆时针方向，t0时刻线圈平面与磁感线垂直图181表示出线圈经过图示位置时，通过电阻R的感应电流的方向；2写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式；3求线圈从t0位置开场到转过90°的过程中的平均电动势；4求线圈从t0位置开场到转过60°时的瞬时电流【解析】1根据右手定那么或楞次定律判断可知，线圈中电流方向是badcb，故流过R的电流是自下而上2从中性面开场计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势EmnBab，所以感应电动势的瞬时值表达式为enBabsin t.3nn.4i.【答案】1自下而上2enBabsin t341218分如图19甲所示，矩形线圈匝数N100匝，ab30 cm，ad20 cm，匀强磁场磁感应强度B0.8 T，绕轴OO从图示位置开场匀速转动，角速度100 rad/s，试求：甲乙图191穿过线圈的磁通量最大值m为多大？线圈转到什么位置时获得此值？2线圈产生的感应电动势最大值Em为多大？线圈转到什么位置时获得此值？3写出感应电动势e随时间变化的表达式，并在图19乙中作出图象. 【导学号：9775