課時(shí)分層作業(yè)7 交變電流

1、.課時(shí)分層作業(yè)七根底達(dá)標(biāo)練時(shí)間：15分鐘分值：50分一、選擇題此題共6小題，每題6分，共36分1如下圖，屬于交流電的是ABCDC方向隨時(shí)間做周期性變化是交變電流最重要的特征A、B、D三項(xiàng)所示的電流大小隨時(shí)間做周期性變化，但其方向不變，不是交變電流，它們是直流電C選項(xiàng)中電流的大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化，應(yīng)選C項(xiàng)2. 多項(xiàng)選擇如圖2­1­14所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO以恒定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開場(chǎng)計(jì)時(shí)，那么在0這段時(shí)間內(nèi)圖2­1­14A線圈中的感應(yīng)電流一直在減小B線圈中的感應(yīng)電流先增大后減小C穿過線圈的

2、磁通量一直在減小D穿過線圈的磁通量的變化率一直在減小AD0的時(shí)間內(nèi)，t0時(shí)刻，磁通量為0，感應(yīng)電流最大，之后到t的時(shí)間內(nèi)，穿過線圈的磁通量一直在增大，而線圈中的感應(yīng)電流一直在減小，即穿過線圈的磁通量的變化率一直在減小3.如圖2­1­15所示，匝數(shù)為100的圓形線圈繞與勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直的軸OO以50 r/s的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過線圈的最大磁通量為0.01 Wb.從圖示的位置開場(chǎng)計(jì)時(shí)，那么線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：24622058】圖2­1­15Ae50sin t VBe314cos 314t VCe50cos t VDe314sin 314t

3、VB線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正弦交變電流，產(chǎn)生的交流與線圈形狀無關(guān)，由EmNBS可知，Em與線圈面積S、角速度有關(guān)，角速度2×3.14×50 rad/s314 rad/s.最大值EmNBSNm314 V線圈從圖示位置即與中性面垂直時(shí)開場(chǎng)計(jì)時(shí)，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)到達(dá)最大值，據(jù)三角函數(shù)關(guān)系可得出e314cos 314t VB對(duì)4多項(xiàng)選擇如圖2­1­16所示，一單匝閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e0.5sin 20t V，由該表達(dá)式可推知以下哪些物理量 圖2­1­16A勻強(qiáng)

4、磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B線框的面積C穿過線框的磁通量的最大值 D線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度CD根據(jù)正弦式交變電流的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式：eBSsin t，可得20 rad/s，而磁通量的最大值為mBS，所以可以根據(jù)BS0.5 V求出磁通量的最大值5如圖2­1­17甲為風(fēng)速儀的構(gòu)造示意圖，在恒定風(fēng)力作用下風(fēng)杯帶動(dòng)與其固定在一起的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈產(chǎn)生的電流隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2­1­17乙假設(shè)風(fēng)速減小到原來的一半，那么電流隨時(shí)間變化的關(guān)系圖可能是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：24622059】甲乙圖2­1­17ABCDC根據(jù)EmNBS，假設(shè)風(fēng)速減小到原來的一半時(shí)，那么

5、最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也變小，所以感應(yīng)電流也變??；根據(jù)轉(zhuǎn)速與周期成反比，可知，假設(shè)風(fēng)速減小到原來的一半時(shí)，那么周期變大為原來兩倍，故C項(xiàng)正確，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤6如圖2­1­18所示，單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈軸線OO與磁場(chǎng)邊界重合，線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)ab向紙外，cd向紙內(nèi)假設(shè)從圖示位置開場(chǎng)計(jì)時(shí)，并規(guī)定電流方向沿abcda為正方向，那么線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像是以下圖中的圖2­1­18ABCDA由題意知線圈總有一半在磁場(chǎng)中做切割磁感線的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以產(chǎn)生的仍然是正弦交變電流，只是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為全部線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)情況

6、下產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的一半，所以B、C項(xiàng)錯(cuò)誤；再由右手定那么可以判斷出A項(xiàng)符合題意二、非選擇題14分7如圖2­1­19甲所示，矩形線圈匝數(shù)N100匝，ab30 cm，ad20 cm，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.8 T，繞軸OO從圖示位置開場(chǎng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度100 rad/s，試求：甲乙圖2­1­191穿過線圈的磁通量最大值m為多大？線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)獲得此值？2線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em為多大？線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)獲得此值？3寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的表達(dá)式，并在圖2­1­19乙中作出圖像【解析】1當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至與磁感線垂直時(shí)，磁通

7、量有最大值 mBS0.8×0.3×0.2 Wb0.048 Wb2線圈與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有最大值EmNBS480 V3感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式eEmcos t480cos 100t V圖像如下圖 【答案】見解析才能提升練時(shí)間：25分鐘分值：50分一、選擇題此題共4小題，每題6分，共24分1矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從中性面開場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)180°過程中，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：24622060】A.B.C2 DB線圈轉(zhuǎn)動(dòng)180°過程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)：；最大值：EmBS，平均值和最大值之比：，故B選項(xiàng)正確2.如圖2­1

8、73;20所示為一臺(tái)發(fā)電機(jī)的構(gòu)造示意圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，它們的外表呈半圓柱面形狀M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸，鐵芯上有一矩形線框，可繞與鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑、大小近似均勻的磁場(chǎng)假設(shè)從圖示位置開場(chǎng)計(jì)時(shí)，當(dāng)線框繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，以下圖像中能正確反映線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化規(guī)律的是圖2­1­20D切割磁感線的邊以恒定的速率垂直于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變，所以產(chǎn)生大小不變的電動(dòng)勢(shì)，由右手定那么可判斷電流方向每半周期改變一次，所以D正確3一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)，在正常工作時(shí)的正弦電動(dòng)勢(shì)e220sin

9、 100t V，由于超負(fù)荷使電樞轉(zhuǎn)速降低了，這時(shí)的電動(dòng)勢(shì)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：24622061】Ae220sin 100t V Be220sin 90t VCe198sin 100t V De198sin 90t VD由于超負(fù)荷，使電樞轉(zhuǎn)速降低了，即轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，n0.9n，所以電動(dòng)勢(shì)的最大值EmNBS0.9Em0.9×220 V198 V，角速度2n2×0.9n0.90.9×100 rad/s90 rad/s，故正確答案為D.4多項(xiàng)選擇如圖2­1­21所示，甲、乙兩個(gè)并排放置的共軸線圈，甲中通有如下圖的電流，那么圖2­1­21A

10、在t1到t2時(shí)間內(nèi)，甲、乙相吸B在t2到t3時(shí)間內(nèi)，甲、乙相斥Ct1時(shí)刻兩線圈間作用力最大Dt2時(shí)刻兩線圈間吸引力最大AB甲回路電流的磁場(chǎng)減弱時(shí)，由楞次定律知，乙回路將產(chǎn)生與甲同向環(huán)繞的感應(yīng)電流，甲、乙電流之間通過磁場(chǎng)發(fā)生互相作用，甲、乙相吸同理，當(dāng)甲中電流增強(qiáng)時(shí)，甲、乙互相排斥，故A，B兩項(xiàng)都正確；t1時(shí)刻，甲中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化率為零，那么乙線圈感應(yīng)電流瞬時(shí)值為零，而t2時(shí)刻，甲中的電流變化最快，乙中感應(yīng)電流最強(qiáng)，但此時(shí)甲中電流瞬時(shí)值為零，所以t1、t2時(shí)刻，甲、乙電流間互相作用力為零，C、D兩項(xiàng)都錯(cuò)誤二、非選擇題此題共2小題，共26分5. 10分一個(gè)100匝的矩形線圈，其面積為200 c

11、m2、電阻為10 ，與外電阻R90 相接后，它在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像如圖2­1­22所示，求線圈所在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小圖2­1­22【解析】設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值EmNBSNBS，由閉合電路歐姆定律得：Im，由此可得：B由圖知：Im×102A，t0.10 s，由題可知：S200 cm20.02 m2，Rr90 10 100 ，N100，把上述條件代入B得：B0.025 T.【答案】0.025 T616分一個(gè)面積為S的單匝矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以其一條邊ab為轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向與轉(zhuǎn)軸垂直t0時(shí)線圈位置如圖2­1­23甲所示，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖2­1­23乙所示，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值和周期可以從圖中讀出那么：甲乙圖2­1­231磁感應(yīng)強(qiáng)度B多大？2畫出t0時(shí)線圈與磁場(chǎng)間相對(duì)位置關(guān)系3在t時(shí)，線圈平面