2019人教版选择性必修第二册第三章课时1交变电流同步练习(word版含答案)

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名称 2019人教版选择性必修第二册第三章课时1交变电流同步练习(word版含答案)
格式 docx
文件大小 336.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-24 02:55:02

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文档简介

2019人教版选择性必修第二册 第三章 课时1 交变电流 同步练习
一、多选题
1.下列说法正确的是(  )
A.方向不变、大小随时间变化的电流是交变电流
B.正弦交变电流的峰值是其有效值的倍
C.远距离输电,输送电流大小一定时,根据P损=R线可知通过减小输电线的电阻可以降低输电损耗
D.理想变压器工作原理是互感现象,可以改变电压、电流,但是不能改变功率和频率,所以原、副线圈中通过的交变电流的频率相等
2.如图所示,在磁感应强度B=T的匀强磁场中,矩形线框绕垂直于磁场的轴以恒定角速度ω=10 rad/s转动,线框电阻不计,匝数为10,面积为0.4 m2,线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连,副线圈接有一只灯泡L(规格为“4W 100Ω”)和滑动变阻器,电流表视为理想交流电表.下列说法正确的是(  )
A.若从图示位置开始计时,则线框中感应电动势的瞬时值表达式为e=40cos 10t (V)
B.若灯泡正常发光,则原、副线圈的匝数比为1:2
C.若将滑动变阻器滑片向上移动,则电流表示数增大
D.若将自耦变压器触头向下滑动,则灯泡会变暗
3.在匀强磁场中,一矩形金属线圈共100匝,绕垂直于磁场的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图像如图乙所示,则下列说法中正确的是(  )
A.时,线圈在中性面
B.线圈产生的交变电动势的频率为100Hz
C.若不计线圈电阻,在线圈中接入定值电阻,则该电阻消耗的功率为
D.线圈磁通量随时间的变化率的最大值为
4.在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。则( )
A.t = 0时,线圈平面平行于磁感线
B.t = 1s时,线圈中的电流改变方向
C.线圈产生的交变电动势有效值为40π(V)
D.0 ~ 0.5s内,线圈产生的交变电动势平均值为80V
5.如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动,线圈的两端与滑动变阻器R连接,当R=10Ω时,交流电压表示数为10V。图乙是穿过矩形线圈的磁通量Φ随时间t变化的图象,线圈电阻不能忽略,下列说法正确的是(  )
A.0.02s时,R两端的电压瞬时值为零
B.电阻R上的电功率为10W
C.R两端的电压u随时间t变化的规律是u=10cos100πt(V)
D.当滑动变阻器触头向下滑动时,电压表示数变小
二、单选题
6.线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电流如图所示,则
A.在A和C时刻线圈平面和磁场垂直
B.在B和D时刻线圈中的磁通量为零
C.在B和D时刻线圈中的磁通量最大
D.B和D时刻通过线圈的磁通量的变化率的绝对值最大
7.如图所示,矩形线圈abcd绕轴OO′匀速转动产生交流电,在图示位置开始计时,则下列说法正确的是(  )
A.t=0时穿过线圈的磁通量最大,产生的感应电流最大
B.(T为周期)时感应电流沿dcbad方向
C.若转速增大为原来的2倍,则交变电流的频率是原来的2倍
D.若转速增大为原来的2倍,则产生的电流有效值为原来的4倍
8.一个按正弦规律变化的交变电流的图像如图所示,由图可知(  )
A.该交变电流的频率为0. 2Hz
B.该交变电流的有效值为20A
C.时刻,该交变电流大小与其有效值相等
D.该交变电流的瞬时值表达式为A
9.线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交变电流的图像如图所示,由图可知(  )
A.在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零
B.在A、C时刻线圈处于与中性面垂直的位置
C.从A时刻到D时刻线圈转过的角度为π
D.若从0时刻到D时刻经过0.01s,则在1s内交变电流的方向改变100次
10.图甲为小型发电机的结构简图,通过线圈在两磁极间转动给小灯泡供电,电表均为理想交流电表,已知小灯泡获得的交变电压如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.图甲中电压表的示数为62V
B.图乙中的0时刻就是图甲所示时刻
C.图乙中时,穿过图甲中线圈的磁通量最小
D.图乙中时,穿过图甲中线圈的磁通量最小
11.矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中,线框输出的交流电电压随时间变化的图象如图所示,下列说法中正确的是( )
A.交流电压的有效值为36V
B.交流电压的最大值为36V,频率为0.25Hz
C.2s末线框平面垂直于磁场,通过线框的磁通量最小
D.1s末线框平面垂直于磁场,通过线框的磁通量变化最快
12.图甲为小型交流发电机的原理图,发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动,从t=0时刻开始,通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示,已知线圈的匝数n=50,线圈的电阻r=5 Ω,线圈与外电路连接的定值电阻R=45 Ω,电压表为理想交流电表.则下列判断正确的是
A.线圈转动的周期为6.28 s
B.t=0时刻线圈中感应电动势为零
C.线圈转动过程中产生的最大感应电动势为100 V
D.电压表的示数为45 V
三、解答题
13.交流发电机的原理如左下图所示,闭合的矩形线圈放在匀强磁场中,绕OO′轴匀速转动,转轴与磁场垂直.在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图所示,已知线圈的电阻为R=2.0Ω.求:
(1)矩形线圈转动的周期是多少?
(2)保持线圈匀速转动,1分钟内外界对线圈做的功是多少?
14.如图甲所示,边长L=1m的单匝正方形导线框,虚线MN为中轴线,其左侧有方向垂直纸面向里的匀强磁场分别求出下列三种情况感应电动势的大小:
(1)若磁感应强度大小B0=0.2T,让线框以线速度v=2.5m/s绕MN从图示位置匀速转过90°的过程中,线框产生的感应电动势E1;
(2)磁感应强度大小不变,将线框以(1)中速度水平向右匀速拉出,线框产生的感应电动势E2;
(3)若线框保持如图甲位置不动,磁感应强度大小随时间按图乙所示规律变化线框产生的感应电动势E3。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案
1.BCD
【详解】
A..方向不变、大小随时间变化的电流是直流电,A错误;
B.正弦交变电流的峰值是其有效值的倍,B正确;
C.远距离输电,输送电流大小一定时,根据可知,通过减小输电线的电阻可以降低输电损耗,C正确;
D.理想变压器工作原理是互感现象,可以改变电压、电流,但是不能改变功率和频率,所以原、副线圈中通过的交变电流的频率相等,D正确。
故选BCD。
2.AD
【详解】
A.输入电压的最大值为
Um=NBSω=40V
在图示位置穿过线框的磁通量为0,感应电动势最大,若从图示位置开始计时,则线框中感应电动势的瞬时值表达式为
A正确;
B.变压器输入电压的有效值为U1=40V,若灯泡正常发光,则
根据理想变压器的变压比得此时原、副线圈的匝数比为2:1,B错误;
C.若将滑动变阻器滑片向上移动,则滑动变阻器接入电路的电阻变大,负载等效电阻变大,根据I2=可知,副线圈中电流变小,则原线圈中电流变小,即电流表示数变小,C错误;
D.若将自耦变压器触头向下滑动,则副线圈匝数变小,根据理想变压器的变压比可知输出电压减小,所以灯泡变暗,D正确;
故选AD。
3.ACD
【详解】
A.t=0.01s时,感应电动势为零,穿过线圈的磁通量最大,线圈在中性面位置,故A正确。
B.由图可知周期为0.02s,则频率为f=50Hz,故B错误。
C.线圈产生的交变电动势有效值为
电阻消耗的功率
故C正确。
D.t=0.005s电动势最大为311V,则磁通量随时间的变化率为
故D正确。
故选ACD。
4.AD
【详解】
A.根据图像可知,在1 = 0时穿过线圈平面的磁通量为零,所以线圈平面平行于磁感线,A正确;
B.题图中Φ - t图像的斜率为,即表示磁通量的变化率,在0.5s ~ 15s之间,“斜率方向”不变,表示的感应电动势方向不变,B错误;
C.已知感应电动势的最大值
Emax = NSBω = 100 × 0.4 × (V) = 40π(V)
则线圈产生的交变电动势有效值为
E = = (V)
C错误;
D.由题图可知当t = 0时,Φ = 0,t = 0.5s时,Φ = 0.4Wb,可得出Φ = 0.4Wb,则线圈产生的交变电动势平均值为
E = n = 80V
D正确。
故选AD。
5.BC
【详解】
A.0.02s时穿过线圈的磁通量为零,磁通量变化率最大,感应电动势最大,此时R两端的电压瞬时值不为零,故A错误;
B.电压表的读数为R两端的电压,电阻R上的电功率
故B正确;
C.根据乙图可知,线圈从平行于磁场方向开始转动,故R两端的电压u随时间t变化的关系为余弦函数,R两端电压的最大值
Um=U=10 V
角速度
所以R两端的电压u随时间t变化的规律是
u=10cos100πt(V)
故C正确;
D.当滑动变阻器触头向下滑动时,R增大,总电流减小,内电压减小,路端电压增大,电压表示数增大,故D错误。
故选BC。
6.C
【详解】
A.在A和C时刻,感应电流最大,则此时线圈平面和磁场平行,选项A错误;
BCD.在B和D时刻,感应电动势为零,则此时线圈与磁场方向垂直,线圈的磁通量最大,通过线圈的磁通量的变化率的绝对值最小,选项BD错误,C正确;
故选C。
7.C
【详解】
A.当时穿过线圈的磁通量最大,而产生的感应电动势为零,则产生的感应电流也为零,故A错误;
B.为周期)时,根据楞次定律,则有感生电流沿方向,故B错误;
C.若转速增大为原来的2倍,根据转速与频率成正比的关系,则交变电流的频率是原来的2倍,故C正确;
D.若转速增大为原来的2倍,则角速度
增大为原来的2倍,感应电动势的最大值 ,也增加2倍,因此最大感应电流也增加2倍,所以产生的电流有效值为原来的2倍,故D错误。
故选C。
8.D
【详解】
A.题中图象描述的是电流随时间的变化关系,周期为T=0.02s,故频率为
A错误;
B.由图可知,该交流电的峰值是20A,则有效值为
B错误;
D.角速度
交变电流瞬时值表达式
D正确;
C.时刻,电流
C错误。
故选D。
9.B
【详解】
A.从图可知在B和D时刻感应电流为零,感应电动势为零,则磁通量最大,故A错误;
B.从图可知在A和C时刻感应电流最大,感应电动势最大,而磁通量为零,线圈处于与中性面垂直的位置,故B正确;
C.从图可知从A时刻到D时刻经过时间为,线圈转过的角度为,故C错误;
D.若从0时刻到D时刻为一个周期则经过0.01s,交流电的方向在0.01s内改变两次,即周期为0.01s,则在1s内交流电的方向改变200次,故D错误。
故选B。
10.C
【详解】
A.题图甲中电压表的示数为小灯泡获得的交流电的有效值
故A错误;
B.题图乙中的0时刻感应电动势为零,而题图甲所示时刻,感应电动势最大,故B错误;
C.题图乙中时,感应电动势最大,则此时穿过题图甲中线圈的磁通量最小,故C正确;
D.题图乙中时感应电动势为零,则此时穿过题图甲中线圈的磁通量最大,故D错误。
故选C。
11.A
【详解】
AB.根据图象可知,交流电压的最大值为,有效值为
周期为4s,频率为
故A正确,B错误;
C.由图可知,2s末电压为0,此时线框平面垂直于磁场,通过线框的磁通量最大,故C错误;
D.由图可知,1s末电压最大,此时线框平面平行于磁场,由法拉第电磁感应定律可知,通过线框的磁通量变化最快,故D错误。
故选A。
12.D
【详解】
由乙图可知,线圈转动的周期为T=6.28×10-2s,故A错误;由乙可知,t=0时刻,磁通量为零,线圈平面与磁感线平行,感应电动势最大,故B错误;线圈中的最大电动势Em=NBSω=Nφmω=50×2×10 2×V=100V,故C错误;电压表的示数为,故D正确.
13.(1)4.0×10-2s (2)240J
【详解】
试题分析:(1)由图象得:T=4.0×10-2s
(2)由图象得:电流最大值为Imax=2A
电流的有效值
外界对线圈做的功为
考点:交流电的有效值;电功
【名师点睛】解决本题的关键是能从i-t图象中得出电流的最大值、周期,以及知道峰值与有效值的关系;求解电功和电功率都要用有效值.
14.(1);(2)0.5V;(3)1V
【详解】
(1)由法拉第电磁感应定律得
解得线框产生的感应电动势
(2)线框产生的感应电动势
(3)根据
解得线框产生的感应电动势
答案第1页,共2页
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