年三維設(shè)計(jì)物理一輪復(fù)習(xí)教師備選課時(shí)跟蹤檢測(cè)三十四 交變電流的產(chǎn)生及描述

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1、課時(shí)跟蹤檢測(cè)(三十四)交變電流的產(chǎn)生及描述一、單項(xiàng)選擇題1(2014青島測(cè)試)一交流電壓為u100sin100tV,由此表達(dá)式可知()A用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為50VB該交流電壓的周期為0.02sC將該電壓加在“100V100W”的燈泡兩端,燈泡的實(shí)際功率小于100WDt1/400s時(shí),該交流電壓的瞬時(shí)值為50V2. (2014北京海淀期末)將定值電阻R110、R220串聯(lián)接在正弦交流電路中,通過(guò)電阻R2的電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖1所示。則()圖1A通過(guò)R1的電流有效值是1.2 ABR1兩端的電壓有效值是6VC通過(guò)R2的電流有效值是1.2ADR2兩端的電壓有效值是6V3(2014濟(jì)寧模擬)

2、電吉他是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種樂(lè)器。如圖2甲所示為電吉他的拾音器的原理圖,在金屬弦的下方放置有一個(gè)連接到放大器的螺線(xiàn)管。一條形磁鐵固定在管內(nèi),當(dāng)撥動(dòng)金屬弦后,螺線(xiàn)管內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后可將電信號(hào)轉(zhuǎn)為聲音信號(hào)。若由于金屬弦的振動(dòng),螺線(xiàn)管內(nèi)的磁通量隨時(shí)間t的變化如圖乙所示,則螺線(xiàn)管內(nèi)感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化圖像為()圖2圖34.將硬導(dǎo)線(xiàn)中間一段折成不封閉的正方形,每邊長(zhǎng)為l,它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖4所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為n,導(dǎo)線(xiàn)在a、b兩處通過(guò)電刷與外電路連接,外電路接有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光,電路中除燈泡外,其余部分的電阻不計(jì),燈泡的電阻應(yīng)為()圖4A.B

3、.C.D.5(2014寧波聯(lián)考)如圖5所示電路,電阻R1與電阻R2阻值相同,都為R,和R1并聯(lián)的D為理想二極管(正向電阻可看作零,反向電阻可看作無(wú)窮大),在A(yíng)、B間加一正弦交流電u20sin(100t) V,則加在R2上的電壓有效值為()圖5A10VB20VC15VD5V6(2014合肥模擬)傳統(tǒng)的自行車(chē)發(fā)電機(jī)內(nèi)部電路如圖6甲所示,驅(qū)動(dòng)軸一端與自行車(chē)車(chē)輪相連,另一端連接條形永磁鐵,車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中,驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)磁鐵在鐵芯之間勻速轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈兩端產(chǎn)生的交變電壓波形如圖乙所示。已知波形圖中正負(fù)尖峰電壓分別為Um和Um。兩個(gè)相鄰正負(fù)尖峰電壓所對(duì)應(yīng)的時(shí)間差為t,發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈匝數(shù)為n。以下判斷正確的是()

4、圖6A驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度2/tB線(xiàn)圈電壓的有效值UUm/2C穿過(guò)線(xiàn)圈磁通量變化率的最大值kmUm/nD相鄰兩個(gè)向上尖峰時(shí)間內(nèi),線(xiàn)圈電壓的平均值UUm/2二、多項(xiàng)選擇題7(2014茂名期末)交流發(fā)電機(jī)電樞中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為eEmsint,如果要將交變電動(dòng)勢(shì)的有效值提高一倍,而交流電的周期不變,可采取的方法是()A將電樞轉(zhuǎn)速提高一倍,其他條件不變B將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加一倍,其他條件不變C將線(xiàn)圈的面積增加一倍,其他條件不變D將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加一倍,線(xiàn)圈的面積縮小一半,其它條件不變8.(2014青島測(cè)試)一交變電流的圖像如圖7所示,由圖可知()圖7A用電流表測(cè)該電流其示數(shù)為14.1 AB該交變電流的頻率為

5、50HzC該交變電流通過(guò)10電阻時(shí),電阻消耗的電功率為1000WD該交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i14.1sin628tA9一矩形線(xiàn)圈,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁感線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),形成如圖8所示的交變電動(dòng)勢(shì)圖像,根據(jù)圖像提供的信息,以下說(shuō)法正確的是()圖8A線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為rad/sB電動(dòng)勢(shì)的有效值為14.1VCt 1.0102s時(shí),線(xiàn)圈平面和磁場(chǎng)方向的夾角為30Dt1.5102s時(shí),穿過(guò)線(xiàn)圈平面的磁通量最大10(2014貴州六校聯(lián)考)如圖9所示,一個(gè)單匝矩形導(dǎo)線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)的軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T(mén)0 。線(xiàn)圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em,則()圖9A線(xiàn)圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為EmB線(xiàn)

6、圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的最大值為C線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中磁通量變化率的最大值為EmD經(jīng)過(guò)2T0的時(shí)間,通過(guò)線(xiàn)圈電流的方向改變2次三、非選擇題11(2014鄭州模擬)如圖10甲所示,一固定的矩形導(dǎo)體線(xiàn)圈水平放置,線(xiàn)圈的兩端接一只小燈泡,在線(xiàn)圈所在空間內(nèi)存在著與線(xiàn)圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)。已知線(xiàn)圈的匝數(shù)n100匝,總電阻r1.0,所圍成矩形的面積S0.040 m2,小燈泡的電阻R9.0,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如圖乙所示的規(guī)律變化,線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為enBmScost,其中Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值,T為磁場(chǎng)變化的周期,不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化,求:圖10(1)線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最

7、大值;(2)小燈泡消耗的電功率;(3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0時(shí)間內(nèi),通過(guò)小燈泡的電荷量。12.(2014北京海淀期末)如圖11甲所示,長(zhǎng)、寬分別為L(zhǎng)1、L2的矩形金屬線(xiàn)框位于豎直平面內(nèi),其匝數(shù)為n,總電阻為r,可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)。線(xiàn)框的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起,并通過(guò)電刷和定值電阻R相連。線(xiàn)框所在空間有水平向右均勻分布的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖11乙所示,其中B0、B1和t1均為已知。在0t1的時(shí)間內(nèi),線(xiàn)框保持靜止,且線(xiàn)框平面和磁場(chǎng)垂直;t1時(shí)刻后線(xiàn)框在外力的驅(qū)動(dòng)下開(kāi)始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。求:圖11(1)0t1時(shí)間內(nèi)通

8、過(guò)電阻R的電流大?。?2)線(xiàn)框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后,在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中電流通過(guò)電阻R產(chǎn)生的熱量;(3)線(xiàn)框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后,從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電荷量。答 案1選B電壓有效值為100V,故用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為100V,A項(xiàng)錯(cuò)誤;100rad/s,則周期T0.02s,B項(xiàng)正確;該電壓加在“100V100W”的燈泡兩端,燈泡恰好正常工作,C項(xiàng)錯(cuò);t1/400s代入瞬時(shí)值表達(dá)式得電壓的瞬時(shí)值為100V,D項(xiàng)錯(cuò)。2選B通過(guò)R1的電流有效值是0.6 A,R1兩端的電壓有效值是6V,選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確;通過(guò)R2的電流有效值是0.6 A,R2兩端的電壓有效值是12V,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。3選B由法拉第

9、電磁感應(yīng)定律,則螺線(xiàn)管內(nèi)感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化圖像為B。4選B導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生正弦交流電,其最大值Em2nBl2,小燈泡正常發(fā)光,則P2,解得R,B項(xiàng)正確。5選D由二極管的單項(xiàng)導(dǎo)電性可知,若二極管導(dǎo)通,加在R2上的電壓波形為半個(gè)周期最大值為20 V,若二極管截止,R1、R2串聯(lián),則R2上的電壓半個(gè)周期最大值為10 V。由有效值的定義可得加在R2上的電壓有效值為5 V,選項(xiàng)D正確。6選C根據(jù)題述兩個(gè)相鄰正負(fù)尖峰電壓所對(duì)應(yīng)的時(shí)間差為t,可得交變電流周期T2t,驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度2/2t/t,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由于產(chǎn)生的交變電流不是按照正弦規(guī)律變化,線(xiàn)圈電壓的有效值不是UUm/2,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。根據(jù)法拉第

10、電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率成正比,Umnkm,穿過(guò)線(xiàn)圈磁通量變化率的最大值kmUm/n,選項(xiàng)C正確。相鄰兩個(gè)向上尖峰時(shí)間內(nèi),線(xiàn)圈電壓的平均值Un,因?yàn)榫€(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)完整的周期,磁通量變化量0,所以電壓平均值等于零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7選BC將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加一倍,其他條件不變,或?qū)⒕€(xiàn)圈的面積增加一倍,其他條件不變,選項(xiàng)B、C正確。8選CD根據(jù)圖像知交流電的有效值為10 A,則電流表示數(shù)為有效值10 A,A項(xiàng)錯(cuò);周期T0.01 s,頻率為100 Hz,B項(xiàng)錯(cuò);通過(guò)10 的電阻,電功率PI2R1 000 W,C項(xiàng)正確;瞬時(shí)值表達(dá)式為iImsin t14.1sin 200t A14.1sin 62

11、8t A,D項(xiàng)正確。9選ABC角速度rad/s,A項(xiàng)正確;電動(dòng)勢(shì)的有效值E14.1V,B項(xiàng)正確;電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e20sint(V),將t1.0102s代入該式,解得,這是線(xiàn)圈從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的夾角,故線(xiàn)圈平面和磁場(chǎng)方向的夾角30,C項(xiàng)正確;t1.5102s時(shí),線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)平行,磁通量最小,D項(xiàng)錯(cuò)。10選BC由交變電流有效值和最大值的關(guān)系可知線(xiàn)圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為Em,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由題意知線(xiàn)圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmBSBS,故線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的最大值BS,選項(xiàng)B正確;線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中磁通量變化率的大小等于產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,選項(xiàng)C正確;正弦式交變電流一個(gè)周期內(nèi)電流方向變

12、化兩次,經(jīng)過(guò)2T0的時(shí)間,通過(guò)線(xiàn)圈電流的方向改變4次,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11解析:(1)由圖像知,線(xiàn)圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T3.14102s,所以EmnBmS8.0V。(2)電流的最大值Im0.80 A,有效值IA,小燈泡消耗的電功率PI2R2.88W。(3)在0時(shí)間內(nèi),電動(dòng)勢(shì)的平均值,平均電流,流過(guò)燈泡的電荷量Qt4.0103 C。答案:(1)8.0V(2)2.88W(3)4.0103 C12解析:(1)0t1時(shí)間內(nèi),線(xiàn)框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)En根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,通過(guò)電阻R的電流I(2)線(xiàn)框產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值EmnB1L1L2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值EnB1L1L2通過(guò)電阻R的電流的有效值I線(xiàn)框轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的時(shí)間t此過(guò)程中,電阻R產(chǎn)生的熱量QI2RtR2(3)線(xiàn)框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)n平均感應(yīng)電流通過(guò)電阻R的電荷量qt答案:(1)(2)R2(3)

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