2017-2018学年下学期高二物理人教版（期中复习）每日一题2018年4月16日+交变电流的理解与应用
文档属性
| 名称 | 2017-2018学年下学期高二物理人教版（期中复习）每日一题2018年4月16日+交变电流的理解与应用 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 381.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-04-18 17:29:55 | ||
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文档简介
4月16日 交变电流的理解与应用
考纲要求：Ⅰ
难易程度：★★☆☆☆
如图甲所示，交流发电机与电阻R连接，线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象如图乙中图线a所示，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图乙中图线b所示，已知R=10 Ω。以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是
A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B．线圈先后两次转速之比为3:2
C．交流电b的电压瞬时值为u=10sin 5πt V
D．转子的转速调整前电压最大值与调整后相同
【参考答案】C
【试题解析】在图中t=0时刻，感应电流为0，线圈产生的感应电动势为0，因此线圈处在中性面上，穿过线圈平面的磁通量最大，A错误；由图乙可知，调整前转子转一圈用时0.6 s，调整后转一圈用时0.4 s，因此转速之比，B错误；交流电b的电压最大值Ubm=IbmR=1.0×10 V=10 V，所以电压瞬时值u=10sin5πt V，C正确；交流电动势的最大值与转速成正比，有，则，D错误。
【知识补给】
交变电流“四值”的比较与理解
1．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较
物理量
物理含义
重要关系
适用情况及说明
瞬时值
交变电流某一时刻的值
e=Emsin ωt
i=Imsin ωt
计算线圈某时刻的受力情况
峰值
最大的瞬时值
Em=nBSω
讨论电容器的击穿电压
有效值
跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值
适用于正（余）弦式交变电流
（1）计算与电流的热效应有关的量（如电功、电功率、电热等）
（2）电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值
（3）保险丝的熔断电流为有效值
平均值
交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值
；
计算通过电路截面的电荷量
2．交变电流瞬时值表达式的求法
（1）先求电动势的最大值Em=nBSω；
（2）求出角速度ω，；
（3）明确从哪一位置开始计时，从而确定是正弦函数还是余弦函数；
（4）写出瞬时值的表达式。
一电热器接在10伏直流电源上，产生某一大小的热功率.现将电热器接在一正弦交流电源上，要使它产生的热功率是原来的一半，则交流电源的有效值和最大值分别是（不计电阻变化）
A．7.07 V和10 V
B．10 V和14.1 V
C．5 V和7.07 V
D．2.5 V和25.2 V
如图甲所示，在匀强磁场中有一个n=10 匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为5 Ω，从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象如图乙所示，则
A．线圈转动过程中消耗的电功率为10π2 W
B．在t=0.2 s时，线圈中的感应电动势为零，且电流改变一次方向
C．所产生的交变电流感应电动势的瞬时值表达式为e=10πsin5πt V
D．线圈从图示位置转过90°时穿过线圈的磁通量变化最快
线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e=10sin 20πt V，则下列说法正确的是
A．t=0时，线圈平面位于中性面
B．t=0时，穿过线圈的磁通量最大
C．t=0时，导线切割磁感线的有效速度最大
D．t=0.4 s时，e达到峰值10V
在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 Ω，则
A．t=0时，线圈平面平行于磁感线
B．t=1 s时，线圈中的电流改变方向
C．t=1.5 s时，线圈中的感应电动势最大
D．一个周期内，线圈产生的热量为
在如图甲所示电路的MN间加一如图乙所示的正弦交流电，负载电阻为100 Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为
A．220 V，2.20 A
B．311 V，2.20 A
C．220 V，3.11 A
D．311 V，3.11 A
如图所示，线框匝数为N，面积为S，以角速度绕垂直磁感应强度为B的匀强磁场的轴匀速转动。线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表A和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是
A．图示位置电流最大
B．R两端电压的有效值
C．交流电流表的示数
D．一个周期内通过R的电荷量
【参考答案】
A 最大感应电动势为：Em=nBSω=nBS·=nφm=10×0.2×=10π（V），感应电动势的有效值为：E=（V），线圈转动过程中消耗的电功率为：，故A正确；t=0.2 s时，磁通量为0，线圈中的感应电动势最大，电流方向不变，故B错误；由图知角速度ω==rad/s=5π rad/s，因为线圈从垂直中性面开始计时，所以交变电流感应电动势的瞬时表达式为e=10πcos（5πt）V，故C错误；线圈在图示位置磁通量为0，磁通量的变化率最大，穿过线圈的磁通量变化最快，转过90°，磁通量最大，磁通量变化率为0，故D错误。
AB t=0时，瞬时电动势为0，则线圈平面位于中性面，此时通过线圈的磁通量最大，所以选项AB正确；当t=0时，感应电动势为零，则导线切割磁感线的有效速度最小，故C错误；瞬时电动势为e=sin20πt(V)，可知周期T=0.1 s，当t=0.4 s时，e仍是最小，故D错误。
AD t=0时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故A正确；每经过一次中性面（线圈平面垂直于磁感线，磁通量有最大值）电流的方向改变一次，t=1 s时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故B错误；t=1.5 s时，磁通量有最大值，但磁通量的变化率为零（），根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零，故C错误；感应电动势最大值，有效值，一个周期内线圈产生的热量，故D正确。
值即：，故C正确；在一个周期内，只有半个周期的时间有电流通过R，一个周期内通过R的电荷量为：，故D错误。
考纲要求：Ⅰ
难易程度：★★☆☆☆
如图甲所示，交流发电机与电阻R连接，线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象如图乙中图线a所示，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图乙中图线b所示，已知R=10 Ω。以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是
A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B．线圈先后两次转速之比为3:2
C．交流电b的电压瞬时值为u=10sin 5πt V
D．转子的转速调整前电压最大值与调整后相同
【参考答案】C
【试题解析】在图中t=0时刻，感应电流为0，线圈产生的感应电动势为0，因此线圈处在中性面上，穿过线圈平面的磁通量最大，A错误；由图乙可知，调整前转子转一圈用时0.6 s，调整后转一圈用时0.4 s，因此转速之比，B错误；交流电b的电压最大值Ubm=IbmR=1.0×10 V=10 V，所以电压瞬时值u=10sin5πt V，C正确；交流电动势的最大值与转速成正比，有，则，D错误。
【知识补给】
交变电流“四值”的比较与理解
1．交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较
物理量
物理含义
重要关系
适用情况及说明
瞬时值
交变电流某一时刻的值
e=Emsin ωt
i=Imsin ωt
计算线圈某时刻的受力情况
峰值
最大的瞬时值
Em=nBSω
讨论电容器的击穿电压
有效值
跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值
适用于正（余）弦式交变电流
（1）计算与电流的热效应有关的量（如电功、电功率、电热等）
（2）电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值
（3）保险丝的熔断电流为有效值
平均值
交变电流图象中图线与时间轴所夹的面积与时间的比值
；
计算通过电路截面的电荷量
2．交变电流瞬时值表达式的求法
（1）先求电动势的最大值Em=nBSω；
（2）求出角速度ω，；
（3）明确从哪一位置开始计时，从而确定是正弦函数还是余弦函数；
（4）写出瞬时值的表达式。
一电热器接在10伏直流电源上，产生某一大小的热功率.现将电热器接在一正弦交流电源上，要使它产生的热功率是原来的一半，则交流电源的有效值和最大值分别是（不计电阻变化）
A．7.07 V和10 V
B．10 V和14.1 V
C．5 V和7.07 V
D．2.5 V和25.2 V
如图甲所示，在匀强磁场中有一个n=10 匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为5 Ω，从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象如图乙所示，则
A．线圈转动过程中消耗的电功率为10π2 W
B．在t=0.2 s时，线圈中的感应电动势为零，且电流改变一次方向
C．所产生的交变电流感应电动势的瞬时值表达式为e=10πsin5πt V
D．线圈从图示位置转过90°时穿过线圈的磁通量变化最快
线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e=10sin 20πt V，则下列说法正确的是
A．t=0时，线圈平面位于中性面
B．t=0时，穿过线圈的磁通量最大
C．t=0时，导线切割磁感线的有效速度最大
D．t=0.4 s时，e达到峰值10V
在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 Ω，则
A．t=0时，线圈平面平行于磁感线
B．t=1 s时，线圈中的电流改变方向
C．t=1.5 s时，线圈中的感应电动势最大
D．一个周期内，线圈产生的热量为
在如图甲所示电路的MN间加一如图乙所示的正弦交流电，负载电阻为100 Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为
A．220 V，2.20 A
B．311 V，2.20 A
C．220 V，3.11 A
D．311 V，3.11 A
如图所示，线框匝数为N，面积为S，以角速度绕垂直磁感应强度为B的匀强磁场的轴匀速转动。线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表A和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是
A．图示位置电流最大
B．R两端电压的有效值
C．交流电流表的示数
D．一个周期内通过R的电荷量
【参考答案】
A 最大感应电动势为：Em=nBSω=nBS·=nφm=10×0.2×=10π（V），感应电动势的有效值为：E=（V），线圈转动过程中消耗的电功率为：，故A正确；t=0.2 s时，磁通量为0，线圈中的感应电动势最大，电流方向不变，故B错误；由图知角速度ω==rad/s=5π rad/s，因为线圈从垂直中性面开始计时，所以交变电流感应电动势的瞬时表达式为e=10πcos（5πt）V，故C错误；线圈在图示位置磁通量为0，磁通量的变化率最大，穿过线圈的磁通量变化最快，转过90°，磁通量最大，磁通量变化率为0，故D错误。
AB t=0时，瞬时电动势为0，则线圈平面位于中性面，此时通过线圈的磁通量最大，所以选项AB正确；当t=0时，感应电动势为零，则导线切割磁感线的有效速度最小，故C错误；瞬时电动势为e=sin20πt(V)，可知周期T=0.1 s，当t=0.4 s时，e仍是最小，故D错误。
AD t=0时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故A正确；每经过一次中性面（线圈平面垂直于磁感线，磁通量有最大值）电流的方向改变一次，t=1 s时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故B错误；t=1.5 s时，磁通量有最大值，但磁通量的变化率为零（），根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零，故C错误；感应电动势最大值，有效值，一个周期内线圈产生的热量，故D正确。
值即：，故C正确；在一个周期内，只有半个周期的时间有电流通过R，一个周期内通过R的电荷量为：，故D错误。