3.2交变电流的产生 同步练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.2交变电流的产生 同步练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 318.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-09 20:28:40 | ||
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文档简介
2021-2022学年（下）鲁科版《选择性必修二》同步练习
交变电流的产生
一．单项选择题
下图中，哪种情况线圈中不能产生交流电
把一段长度一定的导线做成线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴以恒定的角速度转动，下列哪个线圈产生的电动势最大值最大
A．做成矩形线圈 B．做成正方形线圈
C．做成圆形线圈 D．做成正三角形线圈
某旋转电枢式交流发电机，当转子的旋转角速度为时，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．
如图，是一台旋转电枢式交流发动机的原理图，设线圈的角速度为，感应电动势的最大值为，由图可以判断下列说法正确的是
A．图示位置为中性面，此时磁通量最大
B．图示时刻矩形线圈内电流方向为A→B→C→D
C．图示时刻磁通量变化最快
D．如果从图中所示时刻开始计时，线圈产生的感应电动势表示为
如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是
二、多项选择题
下列说法正确的是
A．交流发电机是把其他形式的能转变为电能的装置
B．交流发电机是把电能转变成其他形式能的装置
C．交流发电机中电枢和磁极不管谁转动，只要转动，就称为转子，只要不动，就称为定子
D．交流发电机利用的是电磁感应原理
关于中性面，以下说法正确的是
A．中性面就是穿过线圈的磁通量为零的面
B．中性面就是线圈中磁通量变化率为零的面
C．中性面就是线圈内感应电动势为零的面
D．中性面就是线圈内感应电动势最大的面
如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻不计，外接灯泡的电阻为，理想电压表与灯泡并联。则下列判断正确的是
A．时，线圈位置与中性面垂直
B．时，电压表读数为
C．灯泡的电功率为
D．随变化的规律为
某交流发电机线圈匝数为10，在匀强磁场中匀速转动时，磁通量随时间变化的规律如图所示，则下列说法正确的是
A．内线圈中电流方向改变50次
B．时，线圈平面与中性面重合
C．时，磁通量变化率的绝对值为
D．线圈中感应电动势的最大值为
三、非选择题
如图所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度B＝0.5 T，线圈匝数
N＝50，每匝线圈面积0.48 m2，转速150 r/min，在匀速转动过程中，从图示位置开始计时，请感应电动势瞬时值的表达______________；并请在下图中画出e－t图线．
一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为105.0 Ω的灯泡，如图乙所示，求
（1）电压表的示数U；
（2）灯泡的消耗的功率；
如图所示为边长为L的单匝正方形线圈abcd，放在磁感强度为B的匀强磁场中，从图示位置开始以bc边为轴匀速转动。线圈从图示位置转过一周的过程中产生的热量Q．已知线圈的bc边与磁场方向垂直，线圈电阻为R．求：
（1）线圈转动的角速度大小；
（2）线圈从图示位置转过时，线圈产生的感应电动势的瞬时值；
（3）线圈从图示位罝转过的过程中，线圈产生的感应电动势的平均值。
某矩形线圈，切割磁感线的边长40cm，宽20cm，共50匝，在磁感应强度为0.6T的匀强磁场中以300r/min，绕中心轴OO匀速转动，如图所示，问
（1）长边切割磁感线的线速度多大？
（2）若时线圈恰在中性面位置，写出感应电动势瞬时值的表达式。
并求出当s和s时感应电动势的瞬时值。
（3）感应电动势的有效值是多少？
从图示位置转动90过程中的平均感应电动势值又是多少？
（4）若线圈的电阻为10Ω，为了使线圈匀速转动，每秒要提供的机械能是多少？
交变电流是怎样产生的 参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
答案 A C A C A ACD BC BC BCD
10．解：(1)当线圈平面经过中性面开始计时，则线圈在时间t内转过角度ωt，于是感应电动势瞬时值e＝Emsinωt，其中Em＝nBSω.
由题意知n＝50，B＝0.5 T，ω＝rad/s＝5π rad/s，S＝0.48 m2，
Em＝nBSω＝50×0.5×0.48×5π V=60πV，所以e＝60πsin5πt(V)．
(2)根据交流电的方程画图线时，最大值是正弦图线的峰值，由纵轴上的刻度值标出，交流电的频率与正弦图线的周期相对应，ω＝，而周期由时间轴上的刻度值标出，T＝2π/ω＝0.4 s，e－t图线如图所示．
11. (1)U=210V (2)420W
12．解：（1）线圈转动过程中，产生的感应电动势有效值大小：
线圈从图示位置转过一周的过程中所用的时间：
得：
（2）线圈从图示位置开始匀速转动，产生的感应电动势的瞬时值：
得：
（3）线圈从图示位置转过的过程中，线圈内磁通量的变化量△Φ=
所用的时间为t=
线圈产生的感应电动势的平均值
13.解：（1）线圈的角频率
∵∴
周期 频率
线速度
（2）先求出感应电动势的最大值
表达式
当
当
（3）有效值
线圈转过90的过程中磁通量的变化为：
转过90所用时间为四分之一周期
即
所以转过90过程中感应电动势平均值为
（4）求能应该用有效值。
∴
每秒提供能量为
交变电流的产生
一．单项选择题
下图中，哪种情况线圈中不能产生交流电
把一段长度一定的导线做成线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴以恒定的角速度转动，下列哪个线圈产生的电动势最大值最大
A．做成矩形线圈 B．做成正方形线圈
C．做成圆形线圈 D．做成正三角形线圈
某旋转电枢式交流发电机，当转子的旋转角速度为时，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．
如图，是一台旋转电枢式交流发动机的原理图，设线圈的角速度为，感应电动势的最大值为，由图可以判断下列说法正确的是
A．图示位置为中性面，此时磁通量最大
B．图示时刻矩形线圈内电流方向为A→B→C→D
C．图示时刻磁通量变化最快
D．如果从图中所示时刻开始计时，线圈产生的感应电动势表示为
如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是
二、多项选择题
下列说法正确的是
A．交流发电机是把其他形式的能转变为电能的装置
B．交流发电机是把电能转变成其他形式能的装置
C．交流发电机中电枢和磁极不管谁转动，只要转动，就称为转子，只要不动，就称为定子
D．交流发电机利用的是电磁感应原理
关于中性面，以下说法正确的是
A．中性面就是穿过线圈的磁通量为零的面
B．中性面就是线圈中磁通量变化率为零的面
C．中性面就是线圈内感应电动势为零的面
D．中性面就是线圈内感应电动势最大的面
如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻不计，外接灯泡的电阻为，理想电压表与灯泡并联。则下列判断正确的是
A．时，线圈位置与中性面垂直
B．时，电压表读数为
C．灯泡的电功率为
D．随变化的规律为
某交流发电机线圈匝数为10，在匀强磁场中匀速转动时，磁通量随时间变化的规律如图所示，则下列说法正确的是
A．内线圈中电流方向改变50次
B．时，线圈平面与中性面重合
C．时，磁通量变化率的绝对值为
D．线圈中感应电动势的最大值为
三、非选择题
如图所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度B＝0.5 T，线圈匝数
N＝50，每匝线圈面积0.48 m2，转速150 r/min，在匀速转动过程中，从图示位置开始计时，请感应电动势瞬时值的表达______________；并请在下图中画出e－t图线．
一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为105.0 Ω的灯泡，如图乙所示，求
（1）电压表的示数U；
（2）灯泡的消耗的功率；
如图所示为边长为L的单匝正方形线圈abcd，放在磁感强度为B的匀强磁场中，从图示位置开始以bc边为轴匀速转动。线圈从图示位置转过一周的过程中产生的热量Q．已知线圈的bc边与磁场方向垂直，线圈电阻为R．求：
（1）线圈转动的角速度大小；
（2）线圈从图示位置转过时，线圈产生的感应电动势的瞬时值；
（3）线圈从图示位罝转过的过程中，线圈产生的感应电动势的平均值。
某矩形线圈，切割磁感线的边长40cm，宽20cm，共50匝，在磁感应强度为0.6T的匀强磁场中以300r/min，绕中心轴OO匀速转动，如图所示，问
（1）长边切割磁感线的线速度多大？
（2）若时线圈恰在中性面位置，写出感应电动势瞬时值的表达式。
并求出当s和s时感应电动势的瞬时值。
（3）感应电动势的有效值是多少？
从图示位置转动90过程中的平均感应电动势值又是多少？
（4）若线圈的电阻为10Ω，为了使线圈匀速转动，每秒要提供的机械能是多少？
交变电流是怎样产生的 参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
答案 A C A C A ACD BC BC BCD
10．解：(1)当线圈平面经过中性面开始计时，则线圈在时间t内转过角度ωt，于是感应电动势瞬时值e＝Emsinωt，其中Em＝nBSω.
由题意知n＝50，B＝0.5 T，ω＝rad/s＝5π rad/s，S＝0.48 m2，
Em＝nBSω＝50×0.5×0.48×5π V=60πV，所以e＝60πsin5πt(V)．
(2)根据交流电的方程画图线时，最大值是正弦图线的峰值，由纵轴上的刻度值标出，交流电的频率与正弦图线的周期相对应，ω＝，而周期由时间轴上的刻度值标出，T＝2π/ω＝0.4 s，e－t图线如图所示．
11. (1)U=210V (2)420W
12．解：（1）线圈转动过程中，产生的感应电动势有效值大小：
线圈从图示位置转过一周的过程中所用的时间：
得：
（2）线圈从图示位置开始匀速转动，产生的感应电动势的瞬时值：
得：
（3）线圈从图示位置转过的过程中，线圈内磁通量的变化量△Φ=
所用的时间为t=
线圈产生的感应电动势的平均值
13.解：（1）线圈的角频率
∵∴
周期 频率
线速度
（2）先求出感应电动势的最大值
表达式
当
当
（3）有效值
线圈转过90的过程中磁通量的变化为：
转过90所用时间为四分之一周期
即
所以转过90过程中感应电动势平均值为
（4）求能应该用有效值。
∴
每秒提供能量为