南方新高考2018版高考物理大一轮复习专题十交变电流第1讲交变电流的产生和描述课时作业

1、题目10交流电第一讲交流电的产生和描述一、单项选择问题1.如果交流电压为u=6sin314tv，以下陈述是正确的()(1)当交流电作为打火定时器的电源时，打火周期为0.02秒；将额定电压为6 V的小灯泡接入该电源，小灯泡将正常发光；将额定电压为6 V的小灯泡接入此电源，小灯泡将被烧毁；耐压6 V的电容器不能直接用于本电源A. B. C. D.2.(2015年陕西宝鸡质检)如图K1011所示，图A是线圈在均匀磁场中匀速旋转时产生的正弦交流电的图像。调整线圈速度后，产生的正弦交流电的图像如图b所示。以下关于这两个正弦交流电的陈述是正确的()图K1011A.线圈的两个转速之比为12B.交流电的瞬时电

2、压值a u=10sin0.4 t (v)C.交流电b的峰值电压是v。通过线圈的磁通量在t=0时为零3.如图K1012所示，图A和图B分别显示了正弦脉冲波和方波的交流电流与时间的关系。如果这两个电流分别通过两个相同的电阻，1分钟后两个电阻消耗的电能之比是()图K1012A.1 B.12 C.13 D.164.在均匀磁场中，矩形金属线框绕垂直于磁感应线的旋转轴匀速旋转，如图K1013所示，产生的交变电动势图像如图B所示，然后()A b图K1013A.当t=0.005s秒时，线框的磁通量变化率为零B.当t=0.01s秒时，线框平面与中性表面重合C.线框产生的交变电动势的有效值是311伏D.线框产生的

3、交变电动势的频率为100赫兹5.如果一个小型电加热器连接到一个输出电压为10 V的DC电源，则功耗为P；如果连接到正弦交流电源，其消耗的电能为。如果电加热器的电阻恒定，该交流电源的最大输出电压为()5伏交流电直流10伏直流10伏6.两个电阻相同、面积为S的线圈分别置于图K1014所示的磁场中。在图A中，有一个B0磁感应强度的均匀磁场。线圈在磁场中以恒定的速度绕OO轴旋转，周期为t。在图B中，磁场的变化规律是B=B0COS，计时从图中所示的位置开始，然后是()图K1014A.两个线圈的磁通量变化规律不同B.两个线圈中感应电动势达到最大值的时刻是不同的C.在相同的时间t (t t)之后，两个线圈产

4、生的热量不同D.从这一刻开始，经过一段时间后，流经两个线圈横截面的电荷量是相同的第二，选择题7.如图K1015所示，单圈圆形闭合引线框的半径为R，引线框的电阻为R，与交流电流表相连(不包括内阻)。线框内充满均匀磁场，已知该磁场的磁感应强度B随时间按正弦规律变化，如图B所示(规定向下为B的正方向)，则下列说法正确()A b图K1015A.线框中的感应电流在0.005秒时最大B.在0.01秒时，线框中的感应电流方向是从上到下顺时针方向C.电流表的指示在0.015秒时为零D.0 0.02秒内闭合引线框上产生的热量为8.如图K1016所示，是交流发电的示意图。在磁感应强度为b的均匀磁场中，线圈以恒定速

5、度以角速度绕OO轴旋转。线圈的匝数为n，线圈的总电阻为r，线圈的面积为s，外部电路的电阻为r。在线圈从图示位置转动90的过程中，以下陈述是正确的()图K1016A.磁通量 =nbs的变化B.平均感应电动势=C.电阻r q=产生的焦耳热D.电阻产生的焦耳热(1)每侧产生的感应电动势是多少？线框中感应电流的大小和方向是什么？(2)求出线框从图中所示位置旋转时产生的平均电动势。(3)线框在一次旋转中产生多少热量？图K101710.如图K1018所示，交流发电机的线圈在均匀磁场中以均匀的速度旋转，匝数n=100，线圈电阻r=3，ab=CD=0.5m，BC=ad=0.4m，磁感应强度b=0.5t，电阻r

6、=311。当线圈以n=300r转/分的速度旋转时，(1)感应电动势的最大值。(2)当t=0时，线圈处于图中所示的位置，并写出交流电动势的瞬时值表达式。(3)该电压表的指示。图K101811.图K1019是交流发电机模型的示意图。在磁感应强度为b的均匀磁场中，矩形线圈abcd可以绕垂直于线圈平面中磁感应线的轴OO旋转。线圈引出的导线ae和df分别与随线圈一起绕OO旋转的两个金属环连接，金属环分别与两个固定电刷保持滑动接触。这样，矩形线圈可以在旋转期间保持与外部电路电阻R的闭合电路。图B是线圈的前视图，导线ab和cd分别由它们的横截面表示。众所周知，ab的长度为L1，bc的长度为L2，线圈以恒定的

7、角速度逆时针旋转。(仅考虑单匝线圈。(字母表图K1019(1)当线圈平面处于中性表面位置时开始计时，并尝试推导出在时间t时整个线圈中感应电动势e1的表达式.(2)当线圈平面与中性面成0角时，开始计时，如图C所示，并试着写出在时间T时整个线圈中感应电动势e2的表达式。(3)如果线圈的电阻为R，计算每次线圈旋转时电阻R上产生的焦耳热(其他电阻不计算在内)题目10交流电第一讲交流电的产生和描述1.d分析：根据=314 rad/s，可以看出该交流电流的周期为t=0.02 s，小灯泡的额定电压指交流电压的有效值，电容器的耐压值指交流电压的最大值。2.C3.c分析：对于电力的计算，我应该用有效值来计算。在

8、图A中，通过有效值的定义获得2R210-2 0 2r210-2=ir610-2，i1=a；在图b中，I的值不变，I2=1a。从w=uit=i2rt，我们可以得出w a: w b=I: I=1: 3，c是正确的。4.b分析：本题考查正弦交流电的图像，旨在考查考生根据正弦交流电的图像获取交流电特征信息的能力。当t=0.005 s时，感应电动势最大，线框磁通变化率也最大。a是错的。在t=0.01s时，感应电动势为零，通过线框的磁通量最大，线框平面与中性面重合，b是正确的，感应电动势的最大值为311 V，有效值为V，c是错误的，产生电动势的周期为0.02 s，频率等于周期的倒数，为50 Hz，d是错误

9、的。5.c分析：假设电加热器的电阻为R，正弦交流电源输出电压的有效值为U，则=；当应用DC时，p=；从最大值um=u，um=10 v可以求解，因此选项c是正确的。6.d分析：图A中线圈的磁通量变化规律为 A=B0SCOST，图B中线圈的磁通量变化规律为 B=B0SCOST。由于两个线圈的磁通量变化规律相同，所以两个线圈中感应电动势的变化规律相同，达到最大值的时间和有效值也相同。因为两个线圈的电阻是相同的，所以Q=T是相同的，并且流过两个线圈的横截面的电荷量是相同的。7.BD分析：线圈中的感应电动势为e= R2，感应电流为I=，0.005 s，=0，那么I=0，项目A是错误的；根据楞次定律，感应

10、电流方向为顺时针方向(从上往下看)0.01秒，b项正确；交流安培计测量的是8.BD分析：通过某个表面的磁通量与线圈的匝数无关。在规定的条件下，磁通量 =BS的变化，选项A是错误的；当线圈转动90时， t=，那么平均电动势=n=n=，选项b是正确的；线圈产生的感应电动势的有效值为e=，回路中电流的有效值为I=。因此，电阻r上产生的热量为q=i2rt=2r=，选项d正确，答案为BD。9.解：(1) (1)假设cd段的感应电动势为E1，ab段的感应电动势为E2，则L=0.1 m，R=0.1 E1=BLv1=BL2=0.075伏E2=BLv2=BL2=0.025伏da和bc段不切断磁感应线，因此它们的

11、电动势为零。在线框中感应电动势e=E1 E2=0.1 v线框中的感应电流为1=0.25安根据楞次定律，可以判断目前的方向是沿着dcbad。(2)根据法拉第电磁感应定律，线框从图中所示位置旋转时产生的平均电动势=0.083伏(3)线框旋转一周产生的热量为q=2r=24r=7.8510-4 J的总测试.10.解：(1)根据角速度与转速的关系，=2 n=10 rad/s感应电动势的最大值为em=nbs=1000 . 50 . 50 . 410v=100v314v .(2)在图中所示位置，导线切割磁感应线的有效速度最大，瞬时电压也最大，因此交流电动势的瞬时值表达式为E=314 cos 10 t(3)电动势的有效值e=根据闭合电路的欧姆定律部分闭合电路的欧姆定律代入数据，得到u=220v。11.解决方法：(1)在矩形线圈abcd的旋转过程中，只有ab和cd切断磁感应线。如果ab和cd的转速是V，那么v=在时间t，通过切割线ab和cd的磁感应线产生的感应电动势