3.2交变电流的描述 基础巩固（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.2交变电流的描述 基础巩固（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 847.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-23 08:34:58 | ||
图片预览
文档简介
3.2交变电流的描述基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，图线是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线所示。以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（ ）
A．线圈先后两次转速之比为
B．交流电电压的最大值为
C．交流电的电压瞬时值表达式
D．在图中时刻穿过线圈的磁通量为零
2．如图所示，为交流发电机的示意图。装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，线圈转动时通过滑环和电刷保持与外电路的闭合。假设线圈沿逆时针方向匀速转动，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈通过图中位置瞬间，边的电流方向由A到B
B．线圈通过图中位置瞬间，穿过线圈的磁通量的变化率为零
C．线圈通过图中位置瞬间，通过电阻的电流瞬时值最大
D．若使线圈转动的角速度增大一倍，那么通过电阻电流的有效值变为原来的倍
3．图示两种电压的波形，其中图甲表示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是( )
A．图甲表示交流电，图乙表示直流电
B．两种电压的有效值都是311 V
C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u=220sin 100πt V
D．以上说法都不对
4．一长直导线与闭合金属线框位于同一竖直平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图所示（以竖直向上为电流的正方向），则在0~T时间内，下列说法正确的是（ ）
A．0~时间内，金属线框受安培力的合力方向向左
B．~时间内，金属线框中产生顺时针方向的感应电流
C．~T时间内，金属线框有收缩的趋势
D．0-T时间内，长直导线中电流的有效值为
5．一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的交变电流e=220sin100πt（V）（ ）
A．该交变电流的频率是100Hz
B．当t=0时，通过线圈的磁通量为零
C．当时t=s，通过线圈的磁通量变化最快
D．该交变电流电动势的有效值为220V
6．一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动。转轴位于线圈平面内并与磁场方向垂直产生的交变电流i随时间t变化关系如图所示，则（ ）
A．该交变电流频率是0.4Hz B．该交变电流有效值是0.8A
C．t=0.1s时，穿过线圈平面的磁通量最小 D．该交变电流瞬时值表达式是i=0.8sin5πt
7．如图所示.水平方向有磁感应强度大小为0.5T的匀强磁场，匝数为10的矩形线框ab边长为0.5m．ad边长为0.4m，线框绕垂直磁场方向的转轴OO′匀速转动，转动的角速度为 20rad/s，线框通过金属滑环与阻值为10Ω的电阻R构成闭合回路，t=0时刻线圈平面与磁场方向平行，不计线框及导线电阻，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中磁通量变化率的最大值为20V
B．电阻R两端电压的瞬时值表达式(V)
C．电阻R中电流方向每秒变化20次
D．电阻R消耗的电功率为40W
8．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B．线圈转动的角速度为50πrad/s
C．时，穿过线圈的磁通量为最大值
D．t=0s -时间内，流过电阻R的电荷量为
9．如图所示为某种交变电流的波形，每半个周期按各自的正弦规律变化，其有效值为（ ）
A．4A B．5 A C．5 A D．4 A
10．如图是交流发电机的示意图，匀强磁场方向水平向右，磁感应强度为B0，线圈ABCD从图示位置开始计时，绕垂直于磁场方向的轴OO′逆时针匀速转动。已知转动角速度为ω，线圈ABCD的面积为S，匝数为N，内阻为r，外电路总电阻为R（包括滑环和电刷的接触电阻和电表电阻），规定线圈中产生的感应电流方向沿ABCD为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．线圈产生感应电动势的瞬时值表达式为e=NB0Sωsinωt
B．外电路的电压峰值表达式为
C．电路中产生的电流有效值表达式为
D．1秒内线圈中电流方向改变次
11．图甲为一台小型发电机构造示意图，单匝线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示．发电机线圈内阻为 0.5 Ω，外接灯泡的电阻为 9.5 Ω，则
A．电压表的示数为 6 V
B．电流方向每秒改变 50 次
C．若线圈从图甲所示位置开始计时，电动势的表达式为e=6sin100πt（V）
D．在t＝0.01 s 的时刻，穿过线圈的磁通量为（Wb）
12．如图甲所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一矩形单匝线圈，其面积为S，总电阻为r，线圈两端外接一电阻R和一个理想交流电流表。若线圈绕对称轴OO′以角速度ω做匀速转动，图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图象，下列说法正确的是（ ）
A．在t1～t3时间内，穿过线圈平面的磁通量的变化量为BS
B．在t3～t4时间内，通过电阻R的电荷量
C．在t3时刻穿过线圈平面的磁通量的变化率为2BSω
D．在t3时刻电流表的示数为
13．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示，则（ ）
A．线圈中0时刻的感应电动势最大 B．线圈中时刻的感应电动势最大
C．线圈中0至时间内平均感应电动势为 D．线圈中至时间内感应电动势逐渐减小
14．下图中不表示交变电流的是（ ）
A． B．
C． D．
15．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度绕轴匀速转动，则以下判断正确的是（ ）
A．图示位置线圈中的感应电动势最大为
B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为
C．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为
D．线圈从图示位置转过的过程中，流过电阻R的电荷量为
二、填空题（共4题）
16．家庭电路的交变电压随时间变化的图象如图所示。由图可知，交变电压的有效值为______V。频率为______Hz。此电压加在阻值为484的电阻上，在1min内产生的热量Q=______J。
17．如图为交流发电机的工作原理图，经过0.05s线框从图示位置匀速转过90°，图示位置线框中的感应电流_______(选填最大或最小)，该发电机产生的交流电的频率为_______Hz.
18．如图所示电路，当在a、b两端加上直流电压时，L1正常发光，L2不亮；当a、b两端加上同样电压的交变电流时，L1发光亮度变暗，而L2正常发光.则A、B分别为________和________.( 可选择：电阻、电容器、电感线圈 )
19．图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器，在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。
（1）研究此交变电流的波形，发现屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第31个向上的“尖峰”经历的时间为1min，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为___________。
（2）将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电流图象，此电流的瞬时值表达式为___________，电流的有效值为___________。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数N＝100匝、边长为10 cm、线圈总电阻为10 Ω，线圈绕OO′轴在B＝0.5 T的匀强磁场中匀速转动，每分钟转1 500转，求线圈从图示位置转过30°时，感应电动势的值是多少？
21．矩形线框abcd的边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，线框电阻为R，转动角速度为ω．匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，初位置时线圈平面与B平行，如图所示．
（1）以图示位置为零时刻，写出现框中感应电动势的瞬时值表达式．
（2）由图示位置转过90°的过程中，通过线框截面的电荷量是多少？
22．如图所示，N=50匝的矩形线圈，边长，边长，放在磁感应强度的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴以的转速匀速转动，线圈电阻，外电路电阻，时线圈平面与磁感线平行，求：
(1)感应电动势的瞬时值表达式；
(2)线圈转一圈R上产生的热量；
(3)从图示位置转过的过程中流过电阻R的电荷量。
23．校园脚踏式发电装置是利用脚踩踏板带动线圈转动发电的。线圈在磁场中转动时，线圈中的电流i随时间t按图示正弦规律变化，已知电路中的总电阻为10Ω。求：
(1)0~8s内，电路中产生的焦耳热Q；
(2)若线圈共200匝，穿过线圈磁通量变化率的最大值
参考答案
1．B
2．C
3．D
4．B
5．C
6．C
7．B
8．D
9．B
10．C
11．D
12．D
13．AC
14．A
15．C
16．220 50 6000
17．最大 5
18．电感线圈 电容器
19．
20．39.3 V
21．（1）e=Bl1l2ωcosωt
（2）q=Bl1l2/R
22．(1)；(2)88.7J；(3)0.1C
23．(1)160J；(2)0.1V
一、选择题（共15题）
1．如图所示，图线是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线所示。以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（ ）
A．线圈先后两次转速之比为
B．交流电电压的最大值为
C．交流电的电压瞬时值表达式
D．在图中时刻穿过线圈的磁通量为零
2．如图所示，为交流发电机的示意图。装置中两磁极之间产生的磁场可近似为匀强磁场，线圈转动时通过滑环和电刷保持与外电路的闭合。假设线圈沿逆时针方向匀速转动，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈通过图中位置瞬间，边的电流方向由A到B
B．线圈通过图中位置瞬间，穿过线圈的磁通量的变化率为零
C．线圈通过图中位置瞬间，通过电阻的电流瞬时值最大
D．若使线圈转动的角速度增大一倍，那么通过电阻电流的有效值变为原来的倍
3．图示两种电压的波形，其中图甲表示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是( )
A．图甲表示交流电，图乙表示直流电
B．两种电压的有效值都是311 V
C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u=220sin 100πt V
D．以上说法都不对
4．一长直导线与闭合金属线框位于同一竖直平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图所示（以竖直向上为电流的正方向），则在0~T时间内，下列说法正确的是（ ）
A．0~时间内，金属线框受安培力的合力方向向左
B．~时间内，金属线框中产生顺时针方向的感应电流
C．~T时间内，金属线框有收缩的趋势
D．0-T时间内，长直导线中电流的有效值为
5．一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的交变电流e=220sin100πt（V）（ ）
A．该交变电流的频率是100Hz
B．当t=0时，通过线圈的磁通量为零
C．当时t=s，通过线圈的磁通量变化最快
D．该交变电流电动势的有效值为220V
6．一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动。转轴位于线圈平面内并与磁场方向垂直产生的交变电流i随时间t变化关系如图所示，则（ ）
A．该交变电流频率是0.4Hz B．该交变电流有效值是0.8A
C．t=0.1s时，穿过线圈平面的磁通量最小 D．该交变电流瞬时值表达式是i=0.8sin5πt
7．如图所示.水平方向有磁感应强度大小为0.5T的匀强磁场，匝数为10的矩形线框ab边长为0.5m．ad边长为0.4m，线框绕垂直磁场方向的转轴OO′匀速转动，转动的角速度为 20rad/s，线框通过金属滑环与阻值为10Ω的电阻R构成闭合回路，t=0时刻线圈平面与磁场方向平行，不计线框及导线电阻，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中磁通量变化率的最大值为20V
B．电阻R两端电压的瞬时值表达式(V)
C．电阻R中电流方向每秒变化20次
D．电阻R消耗的电功率为40W
8．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B．线圈转动的角速度为50πrad/s
C．时，穿过线圈的磁通量为最大值
D．t=0s -时间内，流过电阻R的电荷量为
9．如图所示为某种交变电流的波形，每半个周期按各自的正弦规律变化，其有效值为（ ）
A．4A B．5 A C．5 A D．4 A
10．如图是交流发电机的示意图，匀强磁场方向水平向右，磁感应强度为B0，线圈ABCD从图示位置开始计时，绕垂直于磁场方向的轴OO′逆时针匀速转动。已知转动角速度为ω，线圈ABCD的面积为S，匝数为N，内阻为r，外电路总电阻为R（包括滑环和电刷的接触电阻和电表电阻），规定线圈中产生的感应电流方向沿ABCD为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．线圈产生感应电动势的瞬时值表达式为e=NB0Sωsinωt
B．外电路的电压峰值表达式为
C．电路中产生的电流有效值表达式为
D．1秒内线圈中电流方向改变次
11．图甲为一台小型发电机构造示意图，单匝线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示．发电机线圈内阻为 0.5 Ω，外接灯泡的电阻为 9.5 Ω，则
A．电压表的示数为 6 V
B．电流方向每秒改变 50 次
C．若线圈从图甲所示位置开始计时，电动势的表达式为e=6sin100πt（V）
D．在t＝0.01 s 的时刻，穿过线圈的磁通量为（Wb）
12．如图甲所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一矩形单匝线圈，其面积为S，总电阻为r，线圈两端外接一电阻R和一个理想交流电流表。若线圈绕对称轴OO′以角速度ω做匀速转动，图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图象，下列说法正确的是（ ）
A．在t1～t3时间内，穿过线圈平面的磁通量的变化量为BS
B．在t3～t4时间内，通过电阻R的电荷量
C．在t3时刻穿过线圈平面的磁通量的变化率为2BSω
D．在t3时刻电流表的示数为
13．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示，则（ ）
A．线圈中0时刻的感应电动势最大 B．线圈中时刻的感应电动势最大
C．线圈中0至时间内平均感应电动势为 D．线圈中至时间内感应电动势逐渐减小
14．下图中不表示交变电流的是（ ）
A． B．
C． D．
15．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度绕轴匀速转动，则以下判断正确的是（ ）
A．图示位置线圈中的感应电动势最大为
B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为
C．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为
D．线圈从图示位置转过的过程中，流过电阻R的电荷量为
二、填空题（共4题）
16．家庭电路的交变电压随时间变化的图象如图所示。由图可知，交变电压的有效值为______V。频率为______Hz。此电压加在阻值为484的电阻上，在1min内产生的热量Q=______J。
17．如图为交流发电机的工作原理图，经过0.05s线框从图示位置匀速转过90°，图示位置线框中的感应电流_______(选填最大或最小)，该发电机产生的交流电的频率为_______Hz.
18．如图所示电路，当在a、b两端加上直流电压时，L1正常发光，L2不亮；当a、b两端加上同样电压的交变电流时，L1发光亮度变暗，而L2正常发光.则A、B分别为________和________.( 可选择：电阻、电容器、电感线圈 )
19．图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器，在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。
（1）研究此交变电流的波形，发现屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第31个向上的“尖峰”经历的时间为1min，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为___________。
（2）将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电流图象，此电流的瞬时值表达式为___________，电流的有效值为___________。
三、综合题（共4题）
20．如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数N＝100匝、边长为10 cm、线圈总电阻为10 Ω，线圈绕OO′轴在B＝0.5 T的匀强磁场中匀速转动，每分钟转1 500转，求线圈从图示位置转过30°时，感应电动势的值是多少？
21．矩形线框abcd的边长分别为l1、l2，可绕它的一条对称轴OO′转动，线框电阻为R，转动角速度为ω．匀强磁场的磁感应强度为B，方向与OO′垂直，初位置时线圈平面与B平行，如图所示．
（1）以图示位置为零时刻，写出现框中感应电动势的瞬时值表达式．
（2）由图示位置转过90°的过程中，通过线框截面的电荷量是多少？
22．如图所示，N=50匝的矩形线圈，边长，边长，放在磁感应强度的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的轴以的转速匀速转动，线圈电阻，外电路电阻，时线圈平面与磁感线平行，求：
(1)感应电动势的瞬时值表达式；
(2)线圈转一圈R上产生的热量；
(3)从图示位置转过的过程中流过电阻R的电荷量。
23．校园脚踏式发电装置是利用脚踩踏板带动线圈转动发电的。线圈在磁场中转动时，线圈中的电流i随时间t按图示正弦规律变化，已知电路中的总电阻为10Ω。求：
(1)0~8s内，电路中产生的焦耳热Q；
(2)若线圈共200匝，穿过线圈磁通量变化率的最大值
参考答案
1．B
2．C
3．D
4．B
5．C
6．C
7．B
8．D
9．B
10．C
11．D
12．D
13．AC
14．A
15．C
16．220 50 6000
17．最大 5
18．电感线圈 电容器
19．
20．39.3 V
21．（1）e=Bl1l2ωcosωt
（2）q=Bl1l2/R
22．(1)；(2)88.7J；(3)0.1C
23．(1)160J；(2)0.1V