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

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1、課時跟蹤檢測(三十四)交變電流的產(chǎn)生及描述一、單項選擇題1(2014青島測試)一交流電壓為u100sin 100tV，由此表達(dá)式可知()A用電壓表測該電壓其示數(shù)為50 VB該交流電壓的周期為0.02 sC將該電壓加在“100 V100 W”的燈泡兩端，燈泡的實際功率小于100 WDt1/400 s時，該交流電壓的瞬時值為50 V2. (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，通過電阻R2的電流i隨時間t變化的情況如圖1所示。則()圖1A通過R1的電流有效值是1.2 ABR1兩端的電壓有效值是6 VC通過R2的電流有效值是1.2 ADR2兩端的電壓有效值是6

2、 V3(2014濟寧模擬)電吉他是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種樂器。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連接到放大器的螺線管。一條形磁鐵固定在管內(nèi)，當(dāng)撥動金屬弦后，螺線管內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后可將電信號轉(zhuǎn)為聲音信號。若由于金屬弦的振動，螺線管內(nèi)的磁通量隨時間t的變化如圖乙所示，則螺線管內(nèi)感應(yīng)電流i隨時間t變化圖像為()圖2圖34.將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為l，它在磁感應(yīng)強度為B、方向如圖4所示的勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，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，燈

3、泡的電阻應(yīng)為()圖4A.B.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，反向電阻可看作無窮大)，在A、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5A10 V B20 VC15 V D5 V6(2014合肥模擬)傳統(tǒng)的自行車發(fā)電機內(nèi)部電路如圖6甲所示，驅(qū)動軸一端與自行車車輪相連，另一端連接條形永磁鐵，車輪轉(zhuǎn)動過程中，驅(qū)動軸帶動磁鐵在鐵芯之間勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機線圈兩端產(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。兩個相鄰正負(fù)尖峰電壓所對應(yīng)的時間差為t，

4、發(fā)電機線圈匝數(shù)為n。以下判斷正確的是()圖6A驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動的角速度2/tB線圈電壓的有效值UUm/2C穿過線圈磁通量變化率的最大值kmUm/nD相鄰兩個向上尖峰時間內(nèi)，線圈電壓的平均值UUm/2二、多項選擇題7(2014茂名期末)交流發(fā)電機電樞中產(chǎn)生的交變電動勢為eEmsin t，如果要將交變電動勢的有效值提高一倍，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)強度增加一倍，其他條件不變C將線圈的面積增加一倍，其他條件不變D將磁感應(yīng)強度增加一倍，線圈的面積縮小一半，其它條件不變8.(2014青島測試)一交變電流的圖像如圖7所示，由圖可知()圖7A用電流表測該電

5、流其示數(shù)為14.1 AB該交變電流的頻率為50 HzC該交變電流通過10 電阻時，電阻消耗的電功率為1 000 WD該交變電流瞬時值表達(dá)式為i14.1sin 628t A9一矩形線圈，在勻強磁場中繞垂直磁感線的對稱軸轉(zhuǎn)動，形成如圖8所示的交變電動勢圖像，根據(jù)圖像提供的信息，以下說法正確的是()圖8A線圈轉(zhuǎn)動的角速度為 rad/sB電動勢的有效值為14.1 VCt 1.0102s時，線圈平面和磁場方向的夾角為30Dt1.5102s時，穿過線圈平面的磁通量最大10(2014貴州六校聯(lián)考)如圖9所示，一個單匝矩形導(dǎo)線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸OO勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動周期為T0 。線圈產(chǎn)生的電動勢的最

6、大值為Em，則()圖9A線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值為EmB線圈轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的磁通量的最大值為 C線圈轉(zhuǎn)動過程中磁通量變化率的最大值為EmD經(jīng)過2T0的時間，通過線圈電流的方向改變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)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場。已知線圈的匝數(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)強度隨時間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值的表達(dá)式為enBmScos t，其中Bm為磁感應(yīng)強度的最大值，T為磁場變化的周期

7、，不計燈絲電阻隨溫度的變化，求：圖10(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值；(2)小燈泡消耗的電功率；(3)在磁感應(yīng)強度變化的0時間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量。12.(2014北京海淀期末)如圖11甲所示，長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動。線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起，并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場，磁感應(yīng)強度B的大小隨時間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的時間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場垂直；t1時刻后線框在外力的驅(qū)動

8、下開始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動。求：圖11(1)0t1時間內(nèi)通過電阻R的電流大小；(2)線框勻速轉(zhuǎn)動后，在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量；(3)線框勻速轉(zhuǎn)動后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，通過電阻R的電荷量。答 案1選B電壓有效值為100 V，故用電壓表測該電壓其示數(shù)為100 V，A項錯誤；100 rad/s，則周期T0.02 s，B項正確；該電壓加在“100 V100 W”的燈泡兩端，燈泡恰好正常工作，C項錯；t1/400 s代入瞬時值表達(dá)式得電壓的瞬時值為100 V，D項錯。2選B通過R1的電流有效值是0.6 A，R1兩端的電壓有效值是6 V，選項A錯誤B正確；通過R2

9、的電流有效值是0.6 A ，R2兩端的電壓有效值是12 V，選項C、D錯誤。3選B由法拉第電磁感應(yīng)定律，則螺線管內(nèi)感應(yīng)電流i隨時間t變化圖像為B。4選B導(dǎo)線轉(zhuǎn)動過程中產(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項正確。5選D由二極管的單項導(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D正確。6選C根據(jù)題述兩個相鄰正負(fù)尖峰電壓所對應(yīng)的時間差為t，可得交變電流周期T2t，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動的角速度2/2t/t，選項A錯誤。由于

10、產(chǎn)生的交變電流不是按照正弦規(guī)律變化，線圈電壓的有效值不是UUm/2，選項B錯誤。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢與磁通量變化率成正比，Umnkm，穿過線圈磁通量變化率的最大值kmUm/n，選項C正確。相鄰兩個向上尖峰時間內(nèi)，線圈電壓的平均值Un，因為線圈轉(zhuǎn)過一個完整的周期，磁通量變化量0，所以電壓平均值等于零，選項D錯誤。7選BC將磁感應(yīng)強度增加一倍，其他條件不變，或?qū)⒕€圈的面積增加一倍，其他條件不變，選項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項錯；周期T0.01 s，頻率為100 Hz，B項錯；通過10 的電阻，電功率PI2R1 000 W

11、，C項正確；瞬時值表達(dá)式為iImsin t14.1sin 200t A14.1sin 628t A，D項正確。9選ABC角速度 rad/s，A項正確；電動勢的有效值E14.1 V，B項正確；電動勢的瞬時值e20sint(V)，將t1.0102s代入該式，解得，這是線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過的夾角，故線圈平面和磁場方向的夾角30，C項正確；t1.5102s時，線圈平面與磁場平行，磁通量最小，D項錯。10選BC由交變電流有效值和最大值的關(guān)系可知線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值為Em，選項A錯誤；由題意知線圈產(chǎn)生的電動勢的最大值為EmBSBS，故線圈轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的磁通量的最大值BS，選項B正確；線圈轉(zhuǎn)動過程

12、中磁通量變化率的大小等于產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小，選項C正確；正弦式交變電流一個周期內(nèi)電流方向變化兩次，經(jīng)過2T0的時間，通過線圈電流的方向改變4次，選項D錯誤。11解析：(1)由圖像知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T3.14102 s，所以EmnBmS8.0 V。(2)電流的最大值Im0.80 A，有效值I A，小燈泡消耗的電功率PI2R2.88 W。(3)在0時間內(nèi)，電動勢的平均值，平均電流，流過燈泡的電荷量Qt4.0103 C。答案：(1)8.0 V(2)2.88 W(3)4.0103 C12解析：(1)0t1時間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電動勢 En根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過電阻R的電流I(2)線框產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值EmnB1L1L2感應(yīng)電動勢的有效值EnB1L1L2通過電阻R的電流的有效值I線框轉(zhuǎn)動一周所需的時間t此過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量QI2RtR2(3)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，平均感應(yīng)電動勢n平均感應(yīng)電流通過電阻R的電荷量qt答案：(1)(2)R2(3)