高中物理 第2章 交變電流的產(chǎn)生及描述習(xí)題課 教科版選修

1、習(xí)題課交變電流的產(chǎn)生及描述一、基礎(chǔ)練1對于圖1所示的電流i隨時(shí)間t做周期性變化的圖象，下列描述正確的是()圖1A電流的大小變化，方向也變化，是交變電流B電流的大小變化，方向不變，不是交變電流C電流的大小不變，方向不變，是直流電D電流的大小不變，方向變化，是交變電流2如圖2所示，一面積為S的單匝矩形線圈處于有界磁場中，能使線圈中產(chǎn)生交變電流的是()圖2A將線圈水平向右勻速拉出磁場B使線圈以O(shè)O為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)C使線圈以ab為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)D磁場以BB0sin t規(guī)律變化3標(biāo)有“220 V,0.5 F”字樣的電容器能接入下面哪個(gè)電路中使用()A220sin 100t VB220 V的照明電路中C380 s

2、in 100t VD380 V的動(dòng)力電路中4在電路的MN間加一如圖3所示的正弦交流電，負(fù)載電阻為100 ，若不考慮電表內(nèi)阻對電路的影響，則交流電壓表和交流電流表的讀數(shù)分別為()圖3A220 V,2.20 A B311 V,2.20 AC220 V,3.11 A D311 V,3.11 A5交變電流電壓表達(dá)式為u20sin 314t V，求這個(gè)交變電壓的最大值Um、有效值U、周期T、頻率f.畫出交變電流的電壓ut圖象二、提升練6小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖4所示此線圈與一個(gè)R10 的電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其他阻值下列說法正確

3、的是()圖4A交變電流的周期為0.125 sB交變電流的頻率為8 Hz C交變電流的有效值為 AD交變電流的最大值為4 A7如圖5所示是一交變電流的it圖象，則該交變電流的有效值為()圖5A4 A B2 AC. A D. A圖68矩形線圈的匝數(shù)為50匝，在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖6所示下列結(jié)論正確的是()A在t0.1 s和t0.3 s時(shí)，電動(dòng)勢最大B在t0.2 s和t0.4 s時(shí)，電動(dòng)勢改變方向C電動(dòng)勢的最大值是157 VD在t0.4 s時(shí)，磁通量變化率最大，其值為3.14 Wb/s9兩個(gè)完全相同的電熱器，分別通以圖7甲、乙所示的峰值相等的矩形

4、交變電流和正弦交變電流，則這兩個(gè)電熱器的電功率之比P甲P乙等于()圖7A.1 B21 C41 D1110如圖8所示，單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場中，線圈軸線OO與磁場邊界重合。線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，并規(guī)定電流方向沿abcda為正方向,則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是下列選項(xiàng)中的 ()8圖圖911距離足夠大的金屬板A、B間有一電子(不計(jì)重力影響)，在A、B間接有如圖9所示的正弦式電壓u.t0時(shí)，電子從靜止開始運(yùn)動(dòng)，則()A電子做往復(fù)運(yùn)動(dòng)B在足夠長的時(shí)間后，電子一定要碰到某個(gè)金屬板上CtT/2時(shí)，電子速度達(dá)到最大值DtT時(shí)，電子將回到原出發(fā)點(diǎn)題號(hào)12346

5、7891011答案12.正弦式交變電壓u50sin 314t V加在一個(gè)氖管的兩端，已知當(dāng)氖管兩端的電壓達(dá)到25 V時(shí)，才開始發(fā)光求氖管通電10 min內(nèi)，發(fā)光的次數(shù)和發(fā)光的總時(shí)間13如圖10所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T，邊長L10 cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r1 ，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度2 rad/s，外電路電阻R4 .求：圖10(1)轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過60角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(3)由圖示位置轉(zhuǎn)過60角的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(4)交變電壓表的示數(shù)(5)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周外力做的功習(xí)題課交

6、變電流的產(chǎn)生及描述1B2BCD將線圈向右拉出磁場時(shí)，線圈中電流方向不變，A選項(xiàng)錯(cuò)B、C兩種情況下產(chǎn)生交變電流，只有在C情況下當(dāng)線圈全部位于磁場外的一段時(shí)間內(nèi)線圈內(nèi)沒有電流由法拉第電磁感應(yīng)定律可知D種情況下可產(chǎn)生交變電流，故B、C、D對3A4A電壓表和電流表都是表示的有效值，根據(jù)圖象得出電壓的有效值是220 V，根據(jù)歐姆定律得出電流的有效值是2.20 A520 V10 V0.02 s50 Hz圖象見解析解析已知交變電流的電壓表達(dá)式uUmsin t，正弦符號(hào)前的系數(shù)即為電壓的最大值，根據(jù)正弦式交變電流的電壓有效值與最大值的關(guān)系U，可求得U；再根據(jù)T，求得T；由f，求得f.據(jù)題意，交變電流電壓最大值

7、Um20 V，有效值U10 V，周期T s0.02 s，頻率f50 Hz.根據(jù)uUmsin t20sin 314t V，畫出交變電流的電壓隨時(shí)間的變化圖象如圖所示6C由圖可知交變電流的周期T0.250 s，頻率f4 Hz，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；交變電流的有效值I A A，故選項(xiàng)C正確；交變電流的最大值Im A2 A，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤7D設(shè)該交變電流的有效值為I，t11 s，t22 s，由有效值的定義得()2Rt1IRt2I2Rt.而tt1t23 s，代入數(shù)據(jù)解得：I A，故D正確8CD磁通量最大時(shí)，磁通量的變化率最小，如0.1 s、0.3 s時(shí)磁通量的變化率為0，電動(dòng)勢為零，A錯(cuò)誤；0.2 s和0.4

8、 s時(shí)磁通量的變化率最大，電動(dòng)勢最大，但不改變方向，B錯(cuò)誤；公式EmnBSnm，其中m0.2 Wb，5，所以Em500.2550157 V，故C正確；0.2 s和0.4 s時(shí)磁通量變化率最大，電動(dòng)勢最大，由Emn得此時(shí) Wb/s3.14 Wb/s，故D正確9B甲為矩形交變電流，它的大小恒為Im，方向做周期性的變化，而電流通過電阻的熱功率跟電流的方向無關(guān)，所以矩形交變電流通過電阻R的熱功率P甲IR；乙為正弦交變電流，計(jì)算熱功率時(shí)要用電流的有效值：I，所以P乙I2R()2RR，得.故B正確10At0時(shí)線圈磁通量最大，磁通量的變化率最小，所以感應(yīng)電動(dòng)勢、感應(yīng)電流最小根據(jù)楞次定律可以判斷，t0時(shí)刻開始

9、線圈中磁通量變小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i為負(fù)向，電流變大，C、D錯(cuò)經(jīng)過1/4周期后，dc切割磁感線，電流方向?yàn)樨?fù)，電路中有持續(xù)負(fù)方向的電流，A對，B錯(cuò)11BC電子始終朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，不斷交替加速、減速，故B、C正確126104次5 min解析交變電壓u50sin 314t V，則最大值為Em50 V，又3141002/T，所以T0.02 s.對氖管，只要u25 V，就發(fā)光，u25 V時(shí)，代入瞬時(shí)值方程得sin 100t在正半周有兩個(gè)解就是100t1和100t2，即t10.002 5 s，t20.007 5 s在正半周的時(shí)間為tt2t10.005 s；同理，在負(fù)半周也有這么長的發(fā)光時(shí)間，每個(gè)周期內(nèi)的發(fā)光時(shí)間為T2t0.01 s，發(fā)光兩次所以10 min內(nèi)的發(fā)光次數(shù)為N226104(次)總的發(fā)光時(shí)間為Nt61040.005 s300 s5 min.13(1)3.14 V(2)1.57 V(3)2.6 V(4)1.78 V(5)0.99 J解析(1)感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為EmnBS1000.52(0.1)2