同步课时精练(八)3.2交变电流的产生(含解析)

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名称 同步课时精练(八)3.2交变电流的产生(含解析)
格式 docx
文件大小 692.6KB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-02-05 21:08:29

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文档简介

同步课时精练(八)3.2 交变电流的产生(后附解析)
一、单选题
1.下列关于交流的几种说法中,正确的是( )
A.交流电器设备上所标的电压、电流值是峰值
B.交流电流表和交流电压表的值是瞬时值
C.跟交流有相同热效应的直流的值是交流的有效值
D.跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值
2.一正弦交流电的电压随时间变化规律如图所示,则(  )

A.交流电的频率为
B.交流电压的有效值为
C.交流电压瞬时值表达式为
D.此交流电压可以直接接耐压值为80V的电容器
3.关于交流发电机和直流电动机,下列说法正确的是(  )
A.电动机是利用电磁感应现象制成的,工作时把机械能转化为电能
B.电动机是利用磁场对电流的作用制成的,工作时把电能转化为机械能
C.发电机是利用电磁感应现象制成的,工作时把电能转化为机械能
D.发电机是利用磁场对电流的作用制成的,工作时把机械能转化为电能
4.交流发电机发电示意图如图所示,线圈转动过程中,下列说法正确的是
A.转到图甲位置时,通过线圈的磁通量变化率最大
B.转到图乙位置时,线圈中产生的感应电动势为零
C.转到图丙位置时,线圈中产生的感应电流最大
D.转到图丁位置时,AB边感应电流方向为A→B
5.线圈在匀强磁场中转动时产生交流电,则下列说法中正确的是( )
A.当线圈位于中性面时,线圈中感应电动势最大
B.当穿过线圈的磁通量为零时,线圈中感应电动势也是零
C.线圈在磁场中每转一周,产生的感应电动势和感应电流的方向改变一次
D.每当线圈越过中性面时,感应电动势和感应电流的方向就改变一次
6.正弦式交变电源内阻r=5Ω与电阻R=10Ω、交流电压表按照图甲所示的方式连接,图乙是交变电源电动势u随时间t变化的图象,已知Um=30V.则(  )
A.电压表读数30V
B.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=30cos50πtA
C.R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=20cos100πtV
D.在 t=0.005s那一时刻,电压表示数为零
7.交流发电机线圈电阻,用电器电阻,电压表示数为,如图所示,那么该交流发电机(  )
A.电动势的峰值为
B.电动势的有效值为
C.交流发电机的线圈通过中性面时电动势的瞬时值为
D.交流发电机的线圈自中性面转过90°的过程中的平均感应电动势为
8.如图甲是小型交流发电机,两磁极间的磁场可视为匀强磁场,一个100匝的矩形线圈(内阻不计)绕垂直于磁场方向的轴OO'匀速转动,某位置开始计时产生的交变电动势图像如图乙所示,已知磁感应强度B=0.1T,则(  )
A.t=0时刻,线圈平面与磁感线平行
B.线圈的面积S为
C.它可使“220V,60W”的灯泡正常发光,也可使击穿电压为220V的电容器正常工作
D.以此作为电源,每通过1C的电量,消耗的电能为220J
9.在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动,如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是(  )
A.t=0.01s时穿过线框的磁通量最小
B.该交变电动势的有效值为
C.该交变电动势的瞬时值表达式为
D.电动势瞬时值为22V时,线圈平面与中性面的夹角为60°
二、多选题
10.关于交变电流的有效值,以下说法中正确的是( )
A.有效值就是交变电流在一个周期内的平均值
B.有效值总等于最大值的倍
C.有效值是根据电流的热效应来定义的
D.照明电压220V、动力电压380V指的都是有效值
11.某小型发电机在外力驱动下发生转动,其感应电动势图像如图所示,下列描述正确的是(  )

A.发电机线圈转动的角速度为5πrad/s
B.时,穿过发电机线圈平面的磁通量最大
C.感应电动势的瞬时值表达式为
D.时,穿过发电机线圈平面的磁通量变化率最大
12.如图所示的交变电压是矩形线框在匀强磁场内绕垂直磁场的轴匀速转动过程中产生的,下列说法中正确的是(  )
A.交流电压的最大值为10V,频率为25Hz
B.交流电压的有效值为V
C.0.02s时通过线框的磁通量为零
D.0.01s末线框平面垂直于磁场,通过线框的磁通量最大
三、解答题
13.如图所示,线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动,角速度为ω。经过时间t,线圈转过的角度是ωt,ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt。设ab边长为L1,bc边长为L2,线圈面积S=L1L2,磁感应强度为B,则:
(1)ab边产生的感应电动势为多大?
(2)整个线圈中的感应电动势为多大?
(3)若线圈有N匝,则整个线圈的感应电动势为多大?
14.某一正弦式电流通过一个阻值为的电阻,其热效应与1A的恒定电流在相同时间内通过该电阻所产生的热效应相同。
(1)这个正弦式电流的电压、电流的有效值分别是多少?
(2)这个正弦式电流的电压、电流的峰值分别是多少?
15.如图所示,矩形线圈匝数N=100匝,ab=30cm,ad=20cm,匀强磁场磁感应强度B=0.8T,绕轴OO′从图示位置开始匀速转动,角速度ω=100πrad/s,试求:
(1)穿过线圈的磁通量最大值Φm为多大?
(2)线圈产生的感应电动势最大值Em为多大?
(3)写出感应电动势e随时间变化的表达式?
(4)从图示位置开始匀速转动30°过程中,线圈中产生的平均电动势为多少?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
解析:A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交流电的有效值,故A错误;
B.用电表测量的电流、电压均为交流电的有效值,故B错误;
C.给定的交流数值,在没有特别说明的情况下都是指有效值,故C正确;
D.有效值是在热效应基础上建立的,即跟交变电流有相同的热效应的直流电的数值是交流电的有效值,故D错误.
答案:C。
【点评】正确理解交流电的“四值”含义,尤其是“有效值”的理解与应用,同时注意加强这方面的练习
2.C
解析:A.由图可知,,故
故A错误;
B.交流电的最大值Em=100V,故有效值为
故B错误;
C.交流电的角速度为
所以其表达式为
故C正确;
D.电容器的耐压值为交流电的最大值,故此交流电压不可以直接接耐压值为80V的电容器,故D错误。
答案:C。
3.B
解析:AB.电动机是利用磁场对电流作用的现象制成的,工作时把电能转化为机械能,故A错误,B正确;
CD.发电机是利用电磁感应现象制成的,工作时把机械能转化为电能,故CD错误。
答案:B。
4.D
分析:要解决此题,需要掌握发电机的制作原理,知道发电机是根据电磁感应原理制成的,感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关.
解析:转到图甲位置时,线圈平面与磁感线垂直,磁通量最大,但磁通量变化率最小为零,故A错误;转到图乙位置时,线圈产生的感应电动势最大,故B错误;转到图丙位置时,线圈位于中性面位置,此时感应电流最小,且感应电流方向改变,故C错误;转到图丁位置时,根据楞次定律可知AB边感应电流方向为A→B,故D正确;答案:D.
点拨:此题主要考查了发电机的工作原理.要知道发电机是根据电磁感应原理制成的.感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关,能够通过线圈的转动情况,判断线圈中产生的感应电流放向的变化.
5.D
解析:本题考查的是磁场对线圈的作用的问题,当线圈位于中性面时,线圈中磁通量的变化为零,感应电动势最小;A错误;当穿过线圈的磁通量为零时,线圈中磁通量的变化最大,则感应电动势最大,B错误;线圈在磁场中每转一周,产生的感应电流的方向改变两次,C错误;每当线圈越过中性面时,产生的感应电流的方向改变一次,D正确;
6.C
解析:A.电路中电压的有效值为,所以电压表的读数为,故A错误;
BC.由题可知流过电阻的电流:,流过电阻的电流的最大值为,电阻两端电压的最大值为,由图象得周期是0.02s,所以ω==100πrad/s;因此iR随时间t变化的规律是iR=2cos100πt(A),故B错误;同理电阻两端的电压随时间t变化的规律为:uR=20cos100πt(V),故C正确.
D.根据图象可知0.005s时电压为零,但电压表读数是有效值,则电压表示数不为零,故D错误;
7.D
解析:B.根据闭合电路欧姆定律可知电动势的有效值
故B错误;
A.电动势的峰值为
故A错误;
C.交流发电机的线圈通过中性面时,穿过线圈的磁通量最大,此时电动势为0,故C错误;
D.根据
可得
交流发电机的线圈自中性面转过90°的过程中磁通量变化量为,时间为
则平均感应电动势为
故D正确。
答案:D。
8.B
解析:A.t=0,电动势为0,所以线圈与磁感线垂直,故A错误;
B.线圈产生的最大电动势,可以计算得到
故B正确;
C.它可使“220V,60W”的灯泡正常发光,但电动势的最大值超过了击穿电压,所以此电容不能正常工作,故C错误;
D.通过1C的电量,消耗的电能与开始的时刻有关,不同时刻开始通电,通电时间不同,消耗的电能都不一样,故D错误。
答案:B。
9.C
解析:A.由图乙可知t=0.01s时,感应电动势最小,此时线圈位于中性面,磁通量最大,故A错误;
B.该交变电动势的有效值为
故B错误;
C.由图乙可知角速度
该交变电动势的瞬时值表达式为
故C正确;
D.电动势瞬时值为22V时,代入瞬时值表达式可知,线圈平面与中性面的夹角为45°,故D错误。
答案:C。
10.CD
解析:A.交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的,不是平均值,A错误
B.只有正弦式交流电的有效值等于最大值的倍,一般交流电不一定等于最大值的倍,B错误
C.有效值是根据电流的热效应定义的,C正确
D.照明电压220V、动力电压380V,都是根据产热计算的,指的都是有效值,D正确
11.ACD
解析:A.由图可知,线图转动的周期为0.4s,根据公式可得,发电机线圈转动的角速度为
A正确;
B.由图可知,时,感应电动势最大,则穿过发电机线圈平面的磁通量最小,B错误;
C.由图可知,感应电动势的瞬时值表达式为
C正确;
D.由图可知,时,感应电动势最大,穿过发电机线圈平面的磁通量变化率最大,D正确。
答案:ACD。
12.AB
解析:A.交流电压的最大值为10V,周期为T=0.04s,频率为
=25Hz
选项A正确;
B.交流电压的有效值为
选项B正确;
C.0.02s时感应电动势为零,此时通过线框的磁通量最大,选项C错误;
D.0.01s末感应电动势最大,此时线框平面平行于磁场,通过线框的磁通量为零,选项D错误。
答案:AB。
13.(1)BSωsin ωt;(2)BSωsin ωt;(3)NBSωsin ωt
解析:(1)eab=BL1vsin ωt=BL1sin ωt
=BL1L2ωsin ωt=BSωsin ωt。
(2)整个线圈中的感应电动势由ab和cd两边产生的感应电动势组成,且eab=ecd,所以e总=eab+ecd=BSωsin ωt。
(3)若线圈有N匝,则相当于N个完全相同的电源串联,所以e=NBSωsin ωt。
14.(1),;(2),
解析:(1)某一正弦式电流流过阻值为的电阻产生的热量,与1A的恒定电流流过该电阻所产生的热量相等,则根据电流热效应可知,该交变电流的电流有效值
根据欧姆定律可知,电阻两端电压
则该正弦式交变电流的电压有效值。
(2)根据正弦式交变电流的有效值和最大值可知,正弦式交变电流的电压峰值
电流峰值
15.(1)0.048 Wb;(2)480V;(3)e=480πcos100πt(4)1440V.
解析:(1)当线圈转至与磁感线垂直时,磁通量有最大值,为:;
(2)线圈与磁感线平行时,感应电动势有最大值,为:;
(3)从图示位置开始计时,电动势的瞬时表达式为:;
(4)根据法拉第电磁感应定律得:.
答案第1页,共2页
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