课时规范练35交变电流的产生及其描述

1、文档编码 : CF4S6D1P1I10 HM9H9P4U1Z9 ZQ3P7H9D10V3课时规范练 及其描述35 交变电流的产生课时规范练35交变电流的产生及其描述课时规范练第 68 页 基础巩固组 1.交变电流的产生 如以下图为一台发电机的结构示 意图 ,其中 N、S 是永久磁铁的两个磁极 ,它们的表面 成半圆柱面形状； M 是圆柱形铁芯 ,铁芯外套有一矩 形线圈 ,线圈绕铁芯 M 中心的固定转轴匀速转动； 磁 极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场；如从图示位置开头计时电动势为正值 ,就以下图中能正确反映线圈中感应电动势 的是 答案 D e随时间 t 变化规律解析 由磁场分布特点知

2、,线圈在每一个位置的切割磁 感线情形相同 ,故感应电动势大小是相同的 ,方向做 周期性变化；2.交变电流的图象 如图甲所示 ,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；如以线圈平面与磁场夹角=45 时如图乙 为计时起点 ,并规定当电流自 a 流第 2 页向 b 时电流方向为正；就能够正确反映线圈中电流变化规律的图象是 答案 D 解析 t=0 时刻,依据图乙表示的转动方向 ,由右手定就知,此时 ad 中电流方向由 a 到 d,线圈中电流方向为adcba,与规定的电流正方向相反 ,电流为负值,由图乙仍能观看到 ,线圈在接下来的 45

3、转动过程中 ,ad、bc 两边垂直切割磁感线的速度越来越小 ,所以感应电动势应减小 ,感应电流减小 ,故 D 正确；3.交变电流的有效值 2022 安徽宿州期末 如以下图为正弦交变电流经过整流器处理后的电压波形 ,其电压的有效值是 A.1.5 V B.1 V C. V D. V 答案 A 解析 设交变电流电压的有效值为U,一个周期 T=4 s, T,解得 U=1.5 V,A 正确；4.交变电流的有效值 2022 山东莱芜期末 一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 ,周期为第 3 页T,从中性面开头计时 ,当 t= T 时,感应电动势的瞬时值为 10 V,就此沟通电压的有效值为 A.5

4、V B.10 V C.10V D.20 V 答案 C 解析 从中性面开头计时 ,瞬时值表达式为 e=Emsin t,当 t= T 时,e= =10 V,解得 Em=20 V,有效值E=10V,C 正确；5.交变电流的有效值 如以下图电路 ,电阻 R1 与电阻 R2阻值相同 ,都为 R,和 R1并联的 D 为理想二极管 正向电阻可看作零 ,反向电阻可看作无穷大 ,在 A、B 间加一正弦式交变电流 u=20 sin 100t V,就加在 R2上的电压有效值为 A.10 V B.20 V C.15 V D.5 V 答案 D 解析 电压值取正值时 ,即在前半个周期内 ,二极管电阻为零 ,R2上的电压等

5、于输入电压值,电压值取负值时,即在后半周期内 ,二极管电阻无穷大可看作断 路,R2 上的电压等于输入电压值的一半 ,据此可设加第 4 页在 R2 的电压有效值为 U,依据电流的热效应 ,在一个周期内中意T=,可求出 U=5V；应选项 D 正确；6.多项 交变电流 “ 四值 ” 的运算 2022 河南郑州一模 边长为 l 的正方形线框在匀强磁场B 中以角速度 匀速转动 ,产生的感应电流的最大值为 Im,设灯泡的电阻为 R,其他电阻不计；从如以下图位置开头计时 ,就 A.电路中电流的最大值 I m=B.电路中电流的瞬时表达式为 C.电流表的读数为 D.灯泡的电功率为 R 答案 AD i=Imsin

6、 t解析 感应电动势的最大值 Em=Bl2,就电流的最大值I m= ,选项 A 正确;由线圈电流为最大值时开头计时 ,故电路中电流的瞬时表达式应为 i=I mcost,选项 B 错误;电流表的读数为有效值 ,为 I= I m,选项 C错误 ;灯泡的电功率 P=I2R=R,选项 D 正确；第 5 页7.多项 交变电流 “ 四值 ” 的运算 2022 安徽屯溪模拟 如以下图 ,面积为 S、匝数为 N、电阻为 r 的正方形导 线框与阻值为 R 的电阻构成闭合回路 ,理想沟通电压 表并联在电阻 R 的两端；线框在磁感应强度为 B 的 匀强磁场中 ,以与电路连接的一边所在直线为轴垂直 于磁场以角速度 匀

7、速转动 ,不计其他电阻 ,就以下说 法正确选项 A.如从图示位置开头计时 ,线框中感应电动势的瞬时 值为 e=NBSsin tB.线框通过中性面前后 ,流过电阻 R 的电流方向将发 生转变 ,1 秒内流过电阻 R 的电流方向转变 次C.线框从图示位置转过 电荷量为60 的过程中 ,通过电阻 R 的D.电压表的示数跟线框转动的角速度 大小无关答案 ABC 解析 从图示位置开头计时 ,即从线框处于中性面位置开头计时 ,感应电动势瞬时值e=NBSsin t,选项 A正确 ;线框通过中性面前后 ,流过电阻 R 的电流方向 第 6 页发生转变 ,每转 1 周电流方向转变 2 次,1 秒钟内线框转动圈数为

8、 ,故流过电阻 R 的电流方向转变2次,选项 B 正确;线框从图示位置转过 60 的过程中 ,通过电阻 R 的电荷量 q= t= t=N ,而 =BS= BS,故 q=,选项 C 正确;电压表的示数 U=,而 E=,故 U,选项 D 错误；8.交变电流 “四值 ” 的运算 2022 广东中山月考 如图甲所示 ,标有 “ 220 V40 W” 的灯泡和标有 “ 20 F300 V” 的电容器并联到沟通电源上 ,V 为沟通电压表 ,沟通电源的输出电压如图乙所示；闭合开关 ,以下判断正确选项 A.t= 时刻,V 的示数为零B.灯泡恰好正常发光C.电容器不行能被击穿D.V 的示数保持 110 V 不变

9、答案 B 解析 V 的示数应是电压的有效值220 V,故 A、D 错;电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压 ,灯泡正常发第 7 页光,B 正确 ;电压的峰值 Um=220V=311 V,大于 300 V,故电容有可能被击穿 ,C 错；. 导学号 06400486.才能提升组 9.多项 如图 ,M 为半圆形导线框 ,圆心为 OM;N 是圆心 角为直角的扇形导线框 ,圆心为 ON;两导线框在同一 竖直面 纸面内,两圆弧半径相等 ;过直线 OMON 的水 平面上方有一匀强磁场 ,磁场方向垂直于纸面；现使 线框 M、N 在 t=0 时从图示位置开头 ,分别绕垂直于 纸面且过 OM 和 ON 的轴 ,以相

10、同的周期 T 逆时针匀速 转动 ,就 A.两导线框中均会产生正弦交变电流 B.两导线框中感应电流的周期都等于 TC.在 t= 时,两导线框中产生的感应电动势相等 D.两导线框的电阻相等时 ,两导线框中感应电流的有 效值也相等 答案 BC 解析 因半径、周期相同 ,故两线框进入磁场过程产生的感应电动势大小为e0= BR2=R2=,两线框中产生的电动势瞬时值随时间关系如图: 第 8 页所以选项 A 错误 ,选项 B、C 正确；由有效值定 义可知 M、N 线圈中电流的有效值不相等 ,D 项错误；. 导学号 06400487.10.多项 2022 江西三校第一次联考 如图 xOy 平面为 光滑水平面

11、,现有一长为 d、宽为 l 的线框 MNPQ 在 外力 F 作用下 ,沿 x 轴正方向以速度 v 做匀速直线运动,空间存在竖直方向的磁场,磁感应强度 B=2B0cos x式中 B0 为已知量 ,规定竖直向下为磁感应强度正 方向 ,线框电阻为 R,t=0 时刻 MN 边恰好在 y 轴处 ,就 以下说法正确选项 A.外力 F 为恒力B.t=0 时,外力大小 F=16 l2 C.通过线框的瞬时电流 I= D.经过 t= ,线框中产生的电热 Q= 答案 BC 解析 由于磁场是变化的 ,故切割产生的感应电动势也 为变值 ,安培力也会变化 ,故要保持其匀速运动 ,外力F 不能为恒力 ,故 A 错误 ;t=

12、0 时,左右两边处的磁感应第 9 页强度均为 2B0,方向相反 ,就感应电动势 E=4B0lv,拉力等于安培力即 F=22B0Il=,故 B 正确;由于两边正好相隔半个周期 ,故产生的电动势方向相同,经过的,位移为 vt,瞬时电动势 E=4B0lvcos ,瞬时电流 I=故 C 正确 ;由于瞬时电流为余弦规律变化,故可知感应电流的有效值 I=,故产生的电热 Q=I2Rt=故 D 错误；11.2022 广东中山月考 如以下图 ,匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,边长 l=10 cm 的正方形线圈共 100匝,线圈电阻 r=1 ,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速运动 ,角速度 =2rad/s,外电路中的电阻 R=4 ,求: 1感应电动势的最大值 ; 2由图示位置 线圈平面与磁感线平行 转过 60 时 的瞬时感应电动势 ; 3由图示位置 线圈平面与磁感线平行 转过 60 的 过程中产生的平均感应电动势 ; 4沟通电压表的示数 ; 5线圈转动一周产生的总热量 ; 第 10 页6从图示位置开头的周期内通过 R 的电荷量；答案 13.14 V21.57 V32.6 V41.78 V 50.99 J60.087 C 解析 1感应电动势的最大值 Em=nBS=1000.50.122 V=3.14 V；2由图示位置转过 60 时的瞬时感应电动势为 e=E