第2节交变电流的产生 同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第2节交变电流的产生 同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 690.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-01 15:31:43 | ||
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文档简介
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第二章第2节交变电流的产生
过 关 演 练
一、单选题
1． 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝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，线圈的两端经集流环和电刷与R=10Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10V。图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图象，则（ ）
A．电阻R上的电功率为20W
B．t=0.02s时，R两端的电压瞬时值为零
C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πtV
D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos50πtA
2． 如图所示为一交变电流随时间变化的图像，正负半轴都是正弦曲线的一个部分，则此交变电流的有效值为（ ）
A． A B．2A C． A D．3 A
3． 一电阻R接一直流电源，通过4 A的电流时热功率为P，若该电阻换接一正弦交流电源，它的热功率变为2P，则该交流电电流的最大值为（ ）
A．8 A B．4 A
C．6 A D．8 A
4． 如图（a），在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线框绕竖直轴逆时针匀速转动，已知线框的匝数为100匝，通过线圈的磁通量随时间t变化的关系如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．线框转动的角速度为
B．内线圈的平均感应电动势为
C．时线圈的瞬时感应电动势为
D．一个周期内线圈中感应电动势的有效值为
5． 交流发电机的工作原理示意图如图甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，边长为L的单匝正方形金属框以恒定角速度绕垂直于磁场方向的轴OO'转动，不计金属框电阻。图乙为金属框产生的电压U随时间变化的图像。则下列说法正确的是（ ）
A．电压有效值为U0
B．ab边产生的最大电动势为U0
C．t=0s时金属框平面垂直于中性面
D．交流电周期为
6． 某旋转电枢式交流发电机，当转子的旋转角速度为ω时，其产生的电动势随时间变化的关系式为。那么当转子的旋转角速度减为时，其产生的电动势随时间变化的关系式为（ ）
A． B．
C． D．
7． 一交变电流随时间变化的图象如图所示，此交变电流的有效值是（ ）
A．7A B．A C．A D．10A
8． 如图所示，矩形线圈abcd与理想电压表V、理想电流表A和定值电阻R组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的cd边匀速转动，若已知线圈转动的角速度ω=100rad/s，匝数N=100，边长ab=0.4m、ad=0.2m，线圈总电阻r=2Ω，定值电阻R=8Ω。若磁场只分布在cd边的左侧，磁感应强度大小×10-2T。下列说法正确的是（ ）
A．该线圈产生的感应电动势有效值为V
B．电压表的示数为6.4V
C．1s内，线圈中的电流方向变化100次
D．从图示位置（线圈在纸面内）转过90°的过程中，通过R的电荷量是1.2×10-2C
9． 如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为，原线圈两端接入正弦交流电源，电压为，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R，当开关S接通后，电流表读数为I，在磁感应强度为B的匀强磁场中，电动机带动一电阻为r、质量为m、长为l的金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度v匀速上升，重力加速度为g．下列判断正确的是（ ）
A．t时间内，通过金属杆的电荷量为
B．电动机的热功率为，电动机输出功率为为
C．副线圈的电流频率是，电流表的示数I等于
D．变压器的输入功率为
10．同一线圈在同一匀强磁场中以不同的转速匀速转动，转轴均垂直于磁场，产生了a、b两个不同的正弦交流电，电动势随时间变化的关系如图所示，则（ ）
A．在转动过程中线圈两次对应的最大磁通量不同
B．两次都是从线圈的平行面开始转动的，初相相同
C．b对应的电动势瞬时值表达式为
D．用交流电压表测量a的电动势，电表的示数为15V
二、多选题
11．一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象，根据图象提供的信息，以下说法正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为rad/s
B．电动势的最大值为20V
C．t=1.0×10－2s时，线圈平面和磁场方向的夹角为
D．t=1.5×10－2s时，穿过线圈平面的磁通量最大
12．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，过ab的中点和cd的中点的连线OO′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ω绕轴OO′匀速转动，以下判断正确的是（ ）
A．图示位置线圈中的感应电动势最大，其值为Em=BL2ω
B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=BL2ωsin ωt
C．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为
D．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为
13．如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.10m、匝数n=20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为T，线圈的电阻为，它的引出线接有的小电珠L。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电珠。当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计），下列说法不正确的是（ ）
A．电动势的峰值为0.8V
B．0.02时电压表的示数为0
C．t=0.01s时外力F=
D．在其他条件不变的情况下， 增加线圈运动速度v随时间t变化的频率可以提高灯泡的功率
14．一固定的矩形线框水平放置，线框的左端接一阻值为R的定值电阻，线框的电阻为r，线框面积为S，如图甲所示。空间存在与线框平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小随时间按如图乙所示的正弦规律变化，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，选向上为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．时，回路中的感应电流为0
B．通过定值电阻的电流为
C．在0~时间内，通过定值电阻的电荷量为
D．线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为
15．已知某交变电流的瞬时值表达式为i＝10sin 10πt （A），则（ ）
A．交变电流的频率为5 Hz
B．交流发电机线圈转动的角速度为10 rad/s
C．交变电流的峰值为10 A
D．若线圈的匝数N＝10，则穿过线圈的磁通量的最大值为0.1 Wb
三、解答题
16．某交流电压的瞬时值表达式u＝6 sin （100πt） V，把标有“6 V 2 W”的小灯泡接在此电源上会不会被烧坏？把标有6 V的电容器接在此电源上会不会被击穿？
17．如图所示，闭合矩形线框abcd可绕其水平边ad转动，ab边长为x，bc边长为L、质量为m，其他各边的质量不计，线框的电阻为R。整个线框处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中。现给bc边施加一个方向与bc边、磁场的方向均垂直的初速度v，经时间t，bc边上升到最高处，此时ab边与竖直线的最大偏角为θ，重力加速度取g。求t时间内：
（1）流过线框导体截面的电量；
（2）线框中感应电流的有效值。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第二章第2节交变电流的产生（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C D C D A B A D C
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ABC CD ABD BC AC
三、解答题
16．不会被烧坏；电容器会被击穿
17．（1）；（2）
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过 关 演 练
一、单选题
1． 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝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，线圈的两端经集流环和电刷与R=10Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10V。图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图象，则（ ）
A．电阻R上的电功率为20W
B．t=0.02s时，R两端的电压瞬时值为零
C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πtV
D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos50πtA
2． 如图所示为一交变电流随时间变化的图像，正负半轴都是正弦曲线的一个部分，则此交变电流的有效值为（ ）
A． A B．2A C． A D．3 A
3． 一电阻R接一直流电源，通过4 A的电流时热功率为P，若该电阻换接一正弦交流电源，它的热功率变为2P，则该交流电电流的最大值为（ ）
A．8 A B．4 A
C．6 A D．8 A
4． 如图（a），在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线框绕竖直轴逆时针匀速转动，已知线框的匝数为100匝，通过线圈的磁通量随时间t变化的关系如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．线框转动的角速度为
B．内线圈的平均感应电动势为
C．时线圈的瞬时感应电动势为
D．一个周期内线圈中感应电动势的有效值为
5． 交流发电机的工作原理示意图如图甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，边长为L的单匝正方形金属框以恒定角速度绕垂直于磁场方向的轴OO'转动，不计金属框电阻。图乙为金属框产生的电压U随时间变化的图像。则下列说法正确的是（ ）
A．电压有效值为U0
B．ab边产生的最大电动势为U0
C．t=0s时金属框平面垂直于中性面
D．交流电周期为
6． 某旋转电枢式交流发电机，当转子的旋转角速度为ω时，其产生的电动势随时间变化的关系式为。那么当转子的旋转角速度减为时，其产生的电动势随时间变化的关系式为（ ）
A． B．
C． D．
7． 一交变电流随时间变化的图象如图所示，此交变电流的有效值是（ ）
A．7A B．A C．A D．10A
8． 如图所示，矩形线圈abcd与理想电压表V、理想电流表A和定值电阻R组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的cd边匀速转动，若已知线圈转动的角速度ω=100rad/s，匝数N=100，边长ab=0.4m、ad=0.2m，线圈总电阻r=2Ω，定值电阻R=8Ω。若磁场只分布在cd边的左侧，磁感应强度大小×10-2T。下列说法正确的是（ ）
A．该线圈产生的感应电动势有效值为V
B．电压表的示数为6.4V
C．1s内，线圈中的电流方向变化100次
D．从图示位置（线圈在纸面内）转过90°的过程中，通过R的电荷量是1.2×10-2C
9． 如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为，原线圈两端接入正弦交流电源，电压为，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R，当开关S接通后，电流表读数为I，在磁感应强度为B的匀强磁场中，电动机带动一电阻为r、质量为m、长为l的金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度v匀速上升，重力加速度为g．下列判断正确的是（ ）
A．t时间内，通过金属杆的电荷量为
B．电动机的热功率为，电动机输出功率为为
C．副线圈的电流频率是，电流表的示数I等于
D．变压器的输入功率为
10．同一线圈在同一匀强磁场中以不同的转速匀速转动，转轴均垂直于磁场，产生了a、b两个不同的正弦交流电，电动势随时间变化的关系如图所示，则（ ）
A．在转动过程中线圈两次对应的最大磁通量不同
B．两次都是从线圈的平行面开始转动的，初相相同
C．b对应的电动势瞬时值表达式为
D．用交流电压表测量a的电动势，电表的示数为15V
二、多选题
11．一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势图象，根据图象提供的信息，以下说法正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为rad/s
B．电动势的最大值为20V
C．t=1.0×10－2s时，线圈平面和磁场方向的夹角为
D．t=1.5×10－2s时，穿过线圈平面的磁通量最大
12．如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，过ab的中点和cd的中点的连线OO′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ω绕轴OO′匀速转动，以下判断正确的是（ ）
A．图示位置线圈中的感应电动势最大，其值为Em=BL2ω
B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=BL2ωsin ωt
C．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电荷量为
D．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为
13．如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.10m、匝数n=20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为T，线圈的电阻为，它的引出线接有的小电珠L。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电珠。当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计），下列说法不正确的是（ ）
A．电动势的峰值为0.8V
B．0.02时电压表的示数为0
C．t=0.01s时外力F=
D．在其他条件不变的情况下， 增加线圈运动速度v随时间t变化的频率可以提高灯泡的功率
14．一固定的矩形线框水平放置，线框的左端接一阻值为R的定值电阻，线框的电阻为r，线框面积为S，如图甲所示。空间存在与线框平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小随时间按如图乙所示的正弦规律变化，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，选向上为正方向，下列说法正确的是（ ）
A．时，回路中的感应电流为0
B．通过定值电阻的电流为
C．在0~时间内，通过定值电阻的电荷量为
D．线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为
15．已知某交变电流的瞬时值表达式为i＝10sin 10πt （A），则（ ）
A．交变电流的频率为5 Hz
B．交流发电机线圈转动的角速度为10 rad/s
C．交变电流的峰值为10 A
D．若线圈的匝数N＝10，则穿过线圈的磁通量的最大值为0.1 Wb
三、解答题
16．某交流电压的瞬时值表达式u＝6 sin （100πt） V，把标有“6 V 2 W”的小灯泡接在此电源上会不会被烧坏？把标有6 V的电容器接在此电源上会不会被击穿？
17．如图所示，闭合矩形线框abcd可绕其水平边ad转动，ab边长为x，bc边长为L、质量为m，其他各边的质量不计，线框的电阻为R。整个线框处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中。现给bc边施加一个方向与bc边、磁场的方向均垂直的初速度v，经时间t，bc边上升到最高处，此时ab边与竖直线的最大偏角为θ，重力加速度取g。求t时间内：
（1）流过线框导体截面的电量；
（2）线框中感应电流的有效值。
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第二册第二章第2节交变电流的产生（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C D C D A B A D C
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 ABC CD ABD BC AC
三、解答题
16．不会被烧坏；电容器会被击穿
17．（1）；（2）
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