高考物理江蘇專版總復習課時作業(yè)： 四十二 交變電流的產生和描述 含解析

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1、課時作業(yè)課時作業(yè) 四十二四十二 交變電流的產生和描述交變電流的產生和描述(限時：45 分鐘)(班級_姓名_)1(多選)如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，線圈的 AB 邊連在金屬滑環(huán) K 上，CD 邊連在滑環(huán) L 上，導體做的兩個電刷 E、F 分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在轉動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接關于其工作原理，下列分析正確的是()第 1 題圖A在線圈平面轉到中性面的瞬間，穿過線圈的磁通量最大B在線圈平面轉到中性面的瞬間，線圈中的感應電流最大C在線圈平面轉到跟中性面垂直的瞬間，穿過線圈的磁通量最小D在線圈平面轉到跟中性面垂直的瞬間，線圈中的感應電流最小2小型手搖發(fā)電機線圈共 N 匝，每匝

2、可簡化為矩形線圈 abcd，磁極間的磁場視為勻強磁場，方向垂直于線圈中心軸 OO，線圈繞 OO軸勻速轉動，如圖所示線圈 ab 邊和 cd 邊產生的感應電動勢的最大值都為 e0，不計線圈電阻，則發(fā)電機輸出電壓 ()第 2 題圖A峰值是 e0B峰值是 2e0C有效值是22Ne0D有效值是2Ne03(多選)某小型發(fā)電機產生的交變電動勢為 e50sin100t(V)對此電動勢，下列表述正確的有()A最大值是 50 2 VB頻率是 100 HzC有效值是 25 2 VD周期是 0.02 s4(多選)如圖甲為風力發(fā)電的簡易模型，在風力的作用下，風葉帶動與其固定在一起的永磁鐵轉動，轉速與風速成正比某一風速時

3、，線圈中產生的正弦式電流如圖乙所示，則()甲乙第 4 題圖A電流的表達式為 i0.6sin(10t)AB磁鐵的轉速為 10 r/sC風速加倍時電流的表達式為 i1.2sin(10t)AD風速加倍時線圈中電流的有效值為 0.6 2 A5(多選)如圖所示，面積為 S、匝數為 N、電阻為 r 的線圈與阻值為 R 的電阻構成閉合回路，理想交流電壓表并聯在電阻 R 的兩端線圈在磁感應強度為 B 的勻強磁場中，繞垂直于磁場的轉動軸以角速度勻速轉動設線圈轉動到圖示位置的時刻 t0.則()第 5 題圖A在 t0 時刻，線圈處于中性面，流過電阻 R 的電流為 0，電壓表的讀數也為 0B1 秒鐘內流過電阻 R 的

4、電流方向改變次C在電阻 R 的兩端再并聯一只電阻后，電壓表的讀數將減小D在電阻 R 的兩端再并聯一只電容較大的電容器后，電壓表的讀數不變6 如圖所示為一個經調控電路調節(jié)后加在電燈上的電壓， 正弦交流電的每一個二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，則現在電燈上電壓的有效值為()第 6 題圖AUmB.Um2C.Um3D.Um27(多選)電阻為 1 的單匝矩形線圈繞垂直于磁場方向的軸，在勻強磁場中勻速轉動，產生的交變電動勢隨時間變化的圖象如圖所示，現把交變電流加在電阻為 9 的電熱絲上，下列判斷正確的是()第 7 題圖A線圈轉動的角速度為 100 rad/sB在 00.005 s 時間內，通過電阻

5、的電荷量為15CC電熱絲兩端的電壓為 180 VD電熱絲的發(fā)熱功率為 1800 W8一小型發(fā)電機可看成一匝數 n1000 匝、邊長 L20 cm、內阻 r1 的正方形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的轉軸勻速轉動， 當轉動周期 T0.01 s 時， 用它給銘牌上標有“50 V，250 W”的小電動機供電，恰能使其正常工作，已知電動機內阻 r1 ，求：(1)電動機輸出的機械功率；(2)發(fā)電機產生的電動勢的最大值；(3)發(fā)電機內部磁場的磁感應強度 B；(4)電動機由于某種原因被卡住，此時電動機內阻上的熱功率9如圖所示，某興趣小組設計了一種發(fā)電裝置在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為49

6、，磁場均沿半徑方向匝數為 N 的矩形線圈 abcd 的邊長 abcdl、bcad2l.線圈以角速度繞中心軸勻速轉動，bc 和 ad 邊同時進入磁場在磁場中，兩條邊所經過處的磁感應強度大小均為 B、 方向始終與兩邊的運動方向垂直線圈的總電阻為 r， 外接電阻為 R.求：(1)線圈切割磁感線時，感應電動勢的大小 Em；(2)線圈切割磁感線時，bc 邊所受安培力的大小 F；(3)外接電阻上電流的有效值 I.第 9 題圖課時作業(yè)(四十二)交變電流的產生和描述 1.AC【解析】中性面處 BS，此時線圈磁通最大，而感應電動勢、磁通變化率、感應電流均為 0；垂直中性面處 B/S，此時磁通為 0，但感應電動勢

7、、磁通變化率、感應電流均為最大，故選項 AC 正確2D【解析】由題意可知，線圈 ab 邊和 cd 邊產生的感應電動勢的最大值都為 e0，因此對單匝矩形線圈總電動勢最大值為 2e0，又因為發(fā)電機線圈共 N 匝，所以發(fā)電機線圈中總電動勢最大值為 2Ne0，根據閉合電路歐姆定律可知，在不計線圈內阻時，輸出電壓等于感應電動勢的大小，即其峰值為 2Ne0，故 A、B 錯誤；又由題意可知，若從圖示位置開始計時，發(fā)電機線圈中產生的感應電流為正弦式交變電流，由其有效值與峰值的關系可知，UUm2，即 U 2Ne0，故 C 錯誤、D 正確3CD【解析】交變電動勢 eEmaxsint 或 eEmaxcost，其中

8、Emax為電動勢的最大值，為角速度，有效值 EEm2，周期 T2，頻率 f1T，由 e50sin100t 知，Emax50 V，E25 2 V，T20.02 s，f1T50 Hz，所以選項 CD 正確4AD【解析】由圖乙可知產生的電流為正弦交變電流，iImsint，其中 Im0.6A，T02 s，而2T10rad/s，則 i0.6sin(10t) A，A 項正確；nf1T5 r/s，B 項錯誤；風速加倍時，角速度增大為原來的兩倍，根據 ImNBSR可知，電流的最大值增大為原來的兩倍，則風速加倍時電流的表達式為 i1.2sin(20t)A，C 項錯誤；根據 IIm2，風速加倍時 I2Im20.6

9、 2A，D 項正確5BC【解析】電表讀數應為有效值，故 A 錯；正余弦交流電一個周期電流方向改變兩次，所以 1 s 電流方向改變次數 n22，B 正確；并聯電阻外阻減小根據全電路歐姆定律知 C 正確；電容器“斷直通交” ，并聯電容器總電流變大內電壓變大，外電壓減小，D 錯；選 BC.6D【解析】由題給圖象可知，交流電壓的變化規(guī)律具有周期性，用電流熱效應的等效法求解設電燈的阻值為 R，正弦交流電壓的有效值與峰值的關系是 UUm2，由于一個周期內半個周期有交流電壓，一周期內交流電產生的熱量為 QU2RtU2mT4R，設交流電壓的有效值為 U，由電流熱效應得 QU2RT，所以該交流電壓的有效值 UU

10、m2，可見選項D 正確7BD【解析】由題圖可知 T0.02 s，2T100 rad/s，A 錯誤；在 00.005s 內，由 UmnBS得 BS2Wb，qRrBS0Rr15C，B 正確；電熱絲兩端的電壓URRrUm290 2 V，C 錯誤；電熱絲的發(fā)熱功率 PI2RU2R（90 2）29W1800 W，D 正確8(1)225 W(2)78 V(3)3.1103T(4)756 W【解析】 (1)IPU250505 A， P熱I2r52125 W， P機PP熱25025225W.(2)U內Ir515 V，E有UU內50555 V ，Em 2E有 25578 V.(3)由 EmnBL2nBL22T可得：BEmT2nL2780.01210003.140.043.1103T.(4)P熱E有rr2r551121756 W.9(1)2NBl2(2)4N2B2l3rR(3)4NBl23（rR）【解析】(1)bc、ad 邊的運動速度 vl2感應電動勢 Em4NBlv解得 Em2NBl2.(2)電流 ImEmrR，安培力 F2NBIml解得F4N2B2l3rR.(3)一個周期內，通電時間 t4T9根據焦耳定律 R 上產生的電熱QI2mRt且 QI2RT解得I4NBl23（rR）.