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（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 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（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 883.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-13 15:28:53 | ||
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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
巩固拔高练习
一、单选题
1． 正弦交流电通过一特殊元件后，仅剩下每个周期的第一个四分之一周期，如图所示，则此交流电的有效值为（ ）
A． B． C． D．
2． 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
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． 一矩形金属线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的转轴匀速转动，产生交变电流的电动势为，对于这个交变电流的说法正确的是（ ）
A．此交变电流的频率为
B．时，线圈平面与中性面重合，此时磁通量最大
C．耐压为的电容器能够在该交变电路中使用
D．此交变电流电动势的有效值为
5． 一闭合单匝矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。已知线框的电阻为R，穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示，则（ ）
A．时线框产生的感应电动势最大
B．时线框平面与磁场垂直
C．时穿过线框平面的磁通量的变化率为
D．线框中产生的电功率为
6． 如图甲所示为小型旋转电枢式交流发动机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与的电阻连接，电流表和电压表均为理想电表，若在时刻，线圈平面与磁场方向垂直，穿过每匝线圈的磁通量随时间按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法正确的是（ ）
A．此交流发电机产生感应电动势的最大值为
B． 时刻，线圈处在中性面的位置
C．1min内电阻R上产生的焦耳热为60J
D．线圈从图示位置转过过程中的电荷量为0.1C
7． 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
8． 如图，匀强磁场中，匝数为50匝的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，负载电阻为，线圈自身电阻忽略不计，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律，下面说法正确的是（ ）
A．感应电流的周期为 B．时，线圈中的电流为零
C．时，线圈中的电流最大 D．时间内，线圈产生的热量为
9． 如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连，电阻R接在K、L之间。现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈每转过一圈，线圈所受安培力做功为零
B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小
C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且Em=NBSω
D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量最大
10．如图所示，边长为L的正方形线框在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，以周期T绕OO′轴匀速转动，从图示位置开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置为中性面 B．回路中产生稳恒直流电
C．时，电流方向将发生改变 D．时刻穿过线框的磁通量为
二、多选题
11．如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴垂直于磁场方向，线圈电阻为，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过时的感应电流为，那么（ ）
A．线圈消耗的电功率为
B．线圈中感应电流的有效值为
C．任意时刻线圈中的感应电动势为
D．任意时刻穿过线圈的磁通量为
12．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
13．对交变电流及中性面的理解正确的是（ ）
A．交变电流是方向随时间做周期性变化的电流
B．交变电流的大小一定随时间做周期性的变化
C．当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线平行
D．当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线垂直
14．在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向做简谐运动，其速度随时间满足v=0.4πsinπt（单位：m/s），且始终处于辐射磁场中，该线圈与阻值R=15Ω的灯泡串联；浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（俯视图乙中阴影部分），其内部为产生磁场的磁体；线圈匝数n=200匝，线圈所在处磁场的磁感应强度大小B=0.1T，圆形线圈的直径D=0.4m，电阻r=1Ω。计算时近似取π2=10。下列说法正确的是（ ）
A．线圈中形成了周期为2s的正弦式交流电
B．灯泡电流最大时，线圈处于振动的最大位移处
C．线圈中感应电动势的峰值为32V
D．较长时间内，灯泡的平均功率为60W
15．一矩形线圈，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
三、解答题
16．你知道哪些发电方式？请你从电磁感应的角度总结不同发电方式的共同点。
17．如图所示，边长分别为10cm和20cm的矩形线圈，匝数为100，内阻为，在匀强磁场中绕轴匀速转动，已知磁感应强度，线圈转动的角速度为，线圈和阻值为的电阻相连接。
(1)开关S断开时，求电压表的示数；
(2)开关S闭合时，R正常工作，求R的额定功率；
(3)若将电阻换成激发电压和熄灭电压均为的霓虹灯，则在一个周期内，霓虹灯被点亮的时间是多少？
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 A A D B C B D D C A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AC ABD AD AC ABC
三、解答题
16．发电方式有火力发电、风力发电、水力发电、太阳能发电、核能发电、潮汐能发电等；
火力发电、风力发电、水利发电、核能发电、潮汐能发电等发电方式的共同点是：先利用其它形式的能转化为机械能，再利用机械能转化为电能，都利用电磁感应现象来发电。
17．(1)120V；(2)540W；(3)
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巩固拔高练习
一、单选题
1． 正弦交流电通过一特殊元件后，仅剩下每个周期的第一个四分之一周期，如图所示，则此交流电的有效值为（ ）
A． B． C． D．
2． 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
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． 一矩形金属线圈在匀强磁场中绕垂直磁场方向的转轴匀速转动，产生交变电流的电动势为，对于这个交变电流的说法正确的是（ ）
A．此交变电流的频率为
B．时，线圈平面与中性面重合，此时磁通量最大
C．耐压为的电容器能够在该交变电路中使用
D．此交变电流电动势的有效值为
5． 一闭合单匝矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。已知线框的电阻为R，穿过线框的磁通量随时间的变化图象如图所示，则（ ）
A．时线框产生的感应电动势最大
B．时线框平面与磁场垂直
C．时穿过线框平面的磁通量的变化率为
D．线框中产生的电功率为
6． 如图甲所示为小型旋转电枢式交流发动机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与的电阻连接，电流表和电压表均为理想电表，若在时刻，线圈平面与磁场方向垂直，穿过每匝线圈的磁通量随时间按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法正确的是（ ）
A．此交流发电机产生感应电动势的最大值为
B． 时刻，线圈处在中性面的位置
C．1min内电阻R上产生的焦耳热为60J
D．线圈从图示位置转过过程中的电荷量为0.1C
7． 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
8． 如图，匀强磁场中，匝数为50匝的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，负载电阻为，线圈自身电阻忽略不计，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律，下面说法正确的是（ ）
A．感应电流的周期为 B．时，线圈中的电流为零
C．时，线圈中的电流最大 D．时间内，线圈产生的热量为
9． 如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连，电阻R接在K、L之间。现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈每转过一圈，线圈所受安培力做功为零
B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小
C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且Em=NBSω
D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量最大
10．如图所示，边长为L的正方形线框在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，以周期T绕OO′轴匀速转动，从图示位置开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置为中性面 B．回路中产生稳恒直流电
C．时，电流方向将发生改变 D．时刻穿过线框的磁通量为
二、多选题
11．如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴垂直于磁场方向，线圈电阻为，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过时的感应电流为，那么（ ）
A．线圈消耗的电功率为
B．线圈中感应电流的有效值为
C．任意时刻线圈中的感应电动势为
D．任意时刻穿过线圈的磁通量为
12．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
13．对交变电流及中性面的理解正确的是（ ）
A．交变电流是方向随时间做周期性变化的电流
B．交变电流的大小一定随时间做周期性的变化
C．当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线平行
D．当线圈平面位于中性面时，线圈平面与磁感线垂直
14．在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向做简谐运动，其速度随时间满足v=0.4πsinπt（单位：m/s），且始终处于辐射磁场中，该线圈与阻值R=15Ω的灯泡串联；浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（俯视图乙中阴影部分），其内部为产生磁场的磁体；线圈匝数n=200匝，线圈所在处磁场的磁感应强度大小B=0.1T，圆形线圈的直径D=0.4m，电阻r=1Ω。计算时近似取π2=10。下列说法正确的是（ ）
A．线圈中形成了周期为2s的正弦式交流电
B．灯泡电流最大时，线圈处于振动的最大位移处
C．线圈中感应电动势的峰值为32V
D．较长时间内，灯泡的平均功率为60W
15．一矩形线圈，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
三、解答题
16．你知道哪些发电方式？请你从电磁感应的角度总结不同发电方式的共同点。
17．如图所示，边长分别为10cm和20cm的矩形线圈，匝数为100，内阻为，在匀强磁场中绕轴匀速转动，已知磁感应强度，线圈转动的角速度为，线圈和阻值为的电阻相连接。
(1)开关S断开时，求电压表的示数；
(2)开关S闭合时，R正常工作，求R的额定功率；
(3)若将电阻换成激发电压和熄灭电压均为的霓虹灯，则在一个周期内，霓虹灯被点亮的时间是多少？
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 A A D B C B D D C A
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AC ABD AD AC ABC
三、解答题
16．发电方式有火力发电、风力发电、水力发电、太阳能发电、核能发电、潮汐能发电等；
火力发电、风力发电、水利发电、核能发电、潮汐能发电等发电方式的共同点是：先利用其它形式的能转化为机械能，再利用机械能转化为电能，都利用电磁感应现象来发电。
17．(1)120V；(2)540W；(3)
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