3.2交变电流的描述同步练习（word版含答案）

3.2交变电流的描述同步练习
一、选择题（共15题）
1．如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中可绕OO′轴转动，若线圈的两个边长分别是L1和L2，OO′轴平分L1边，线圈匀速转动的角速度为ω，磁场的磁感应强度为B，则线圈在图示位置时，线圈中的感应电动势为（ ）．
A．
B．
C．
D．
2．一交流发电机的感应电动势e＝Emsinωt，如将线圈的匝数增加一倍，电枢的转速也增加一倍，其他条件不变，感应电动势的表达式将变为(　　)
A．e′＝2Emsin 2ωt B．e′＝2Emsin 4ωt
C．e′＝4Emsin 2ωt D．e′＝4Emsin 4ωt
3．3A直流电流通过电阻R时，t秒内产生的热量为Q，现让一正弦交变电流通过电阻R，若2t秒内产生的热量为Q，则正弦交变电流的最大值为（ ）
A．3A B． C． D．
4．已知电源的交变电压的表达式为，电源的内阻不计．下列说法正确的是
A．用电压表测该电源电压时其示数为V
B．将该电压加在的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为220W
C．交流电的频率为60Hz,电流方向每秒改变60次
D．当t=0.1s时电压表示数为0V
5．我们在中学阶段的物理知识中，接触并学习了很多思想方法，这些方法对于提高解决实际问题的能力具有很重要的意义．下列关于思想方法的叙述正确的是
A．用两个（或多个）物理量通过比值的方法去定义一个新的物理量，即为比值定义法．电动势，电容，匀强电场的场强等都是采用比值法定义的
B．理想化模型是对实际问题的理想化处理，即突出主要因素，忽略次要因素——物理学学习中懂得忽略什么跟懂得重视什么同等重要，质点、点电荷、位移等均是理想化模型
C．根据加速度定义式，当 t非常小时，就可以表示物体在该时刻的瞬时加速度，该定义应用了赋值的思想方法
D．分力、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想
6．如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度ω匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角达到30°的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e的大小和线框此时电流的方向分别为（已知线框按俯视的逆时针方向转动）（ ）
A．BSω，电流方向为KNMLK B．BSω，电流方向为KNMLK
C．BSω，电流方向为KLMNK D．BSω，电流方向为KLMNK
7．如图甲所示，100匝矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴匀速转动，与线圈相连的定值电阻R两端电压随时间变化的规律如图乙所示，线圈的电阻，定值电阻，其它电阻不计，则内通过定值电阻的电量为（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示为一交变电流随时间变化的图像，则此交变电流的有效值是（　　）
A．5 A B．2.5 A C． A D．3.5 A
9．发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的已知量。则金属框转动一周（　　）
A．框内电流方向不变
B．电动势的有效值为
C．流过电阻的电荷量
D．电阻产生的焦耳热
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B，线圈ABCD从图示位置（中性面）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，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为
B．电路中产生的电流有效值为
C．外电路的电压峰值为
D．1秒内线圈中电流方向改变次
11．如图所示，三个灯泡是相同的，而且耐压足够，电源内阻忽略．当单刀双掷开关S接A时，三个灯亮度相同，那么S接B时（　　）
A．三个灯亮度相同
B．只有丙灯不亮，乙灯最亮
C．甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮
D．甲灯最亮，丙灯不亮
12．图甲、乙分别表示两种电流的波形，其中图乙所示电旒按正弦规律变化，一电阻分别接到两种电流上，在一个周期内产生的热量分别为Q甲和Q乙，则Q甲∶Q乙等于（　　）
A．Q甲∶Q乙=2∶1
B．Q甲∶Q乙=1∶2
C．Q甲∶Q乙=1∶2
D．Q甲∶Q乙≈2∶1
13．某兴趣小组自制一小型发电机，使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图象如图所示，线圈转动周期为T，线圈产生的电动势的最大值为Em。则（　　）
A．在t＝时，磁场方向与线圈平面平行
B．在t＝时，线圈中的磁通量变化率最大
C．线圈中电动势的瞬时值e＝Emsin
D．若线圈转速增大为原来的2倍，则线圈中最大电动势变为原来的4倍
14．如图所示电路，A、B为相同的灯泡，D为二极管，L为直流电阻与灯泡电阻相同的含铁芯的线圈，下列说法正确的是（　　）
A．开关S闭合的瞬间，灯泡B先变亮，A后变亮
B．开关S闭合的瞬间，灯泡A先变亮，B后变亮
C．开关S断开的瞬间，灯泡A、B立即熄灭
D．开关S断开的瞬间，灯泡A逐渐熄灭，B立即熄灭
15．如图所示电路，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间加一正弦交流电u＝20sin100πt (V)，则加在R2上的电压有效值为（ ）
A．10 V B．20 V C．5V D．15 V
二、填空题（共4题）
16．家用调光台灯常用可控制硅实现调光，一日常照明台灯用正弦交变电流通过可控制硅后，起电压随时间变化的图象如图所示，则该电压的有效值为______。
17．一电阻接一直流电源，通过4 A的电流时热功率为P，若换接一正弦交流电源，它的热功率变为，则该交流电电流的最大值为____________
18．如图所示，有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20 cm，线圈总电阻为1 Ω，线圈绕垂直磁场方向的OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为0.5 T，该线圈产生的感应电动势的峰值为___________，感应电流的峰值为___________，在图示位置时感应电动势为___________，从图示位置转过90°时感应电动势为___________。
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____________rad/s。
（2）屏上出现的电压波形不是正弦波，其原因可能是_____________________。（写出一条即可）
（3）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像，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．如图所示为交流发电机示意图，匝数n=100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以50rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相连接，已知线圈绕OO′轴转动时产生的电动势最大值Em=NBSω，求：
（1）电压表和电流表示数？
（2）电阻R上所消耗的电功率是多少？
（3）由图示位置转过90°的过程中，通过R的电量是多少？
21．如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长ab=cd=50cm，bc=ad=20cm，匝数n=100，线圈的总电阻r=0.20，线圈在磁感应强度B=0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'匀速转动，角速度=100 rad/s．线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8的定值电阻连接．计算时取3.
（1）当线圈经过中性面时，线圈中感应电动势为零，试说明原因．
（2）从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式；
（3）求此发电机在上述工作状态下的输出功率；
22．如图，线圈的面积是0.05m2，共100匝，线圈总电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度B=T，线圈以5r/s的转速匀速旋转。求：
(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势e随时间t变化的关系式。
(2)电路中电流表的示数是多大？
(3)线圈从图示位置开始，经过0.1s时间，电阻R上产生的焦耳热Q是多少？
23．如图是某交流发电机产生的交变电流的图象，根据图象求：
（1）交变电流的周期
（2）交变电流的频率
（3）电动势的有效值
（4）此交流电的表达式
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．A
4．B
5．D
6．B
7．B
8．B
9．D
10．B
11．B
12．A
13．B
14．D
15．C
16．
17．4A
18． 6.28 V 6.28 A 6.28 V 0
19． 线圈所在的磁场不是匀强磁场
20．（1）2.0A，40V（2）80W（3）0.04C
21．（1）有效切割速度为零（或磁感应强度变化率为零） （2）e=150sin300t（V）（3）2160W
22．(1)；(2)5A；(3)22.5J
23．（1） 0.2s （2）5Hz （3）V （4） e=12sin（10πt）V
答案第1页，共2页