高考物理一輪總復習 交變電流的產生和描述 電感和電容對交變電流的影響課時作業(yè) 新人教版選修3-2

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1、高考物理一輪總復習 交變電流的產生和描述 電感和電容對交變電流的影響課時作業(yè) 新人教版選修3-2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉動，產生的感應電動勢與時間呈正弦函數(shù)關系，如圖所示．此線圈與一個R＝10 Ω的電阻構成閉合電路，不計電路的其他電阻，下列說法正確的是(　　) A．交變電流的周期為0.125 s B．交變電流的頻率為8 Hz C．交變電流的有效值為 A D．交變電流的最大值為4A 2．交流電流的圖象如圖所示，由圖可知(　　) 第2題圖 A．用電流表測該電流其示

2、數(shù)為14.1A B．該交流電流的頻率為50Hz C．該交流電流通過10Ω電阻時，電阻消耗的電功率為1000W D．該交流電流瞬時值表達式為i＝14.1sin628t(A) 3．如圖所示，在電路兩端接上交變電流，保持電壓不變，使頻率增大，發(fā)現(xiàn)各燈的亮暗變化情況是：燈1變暗、燈2變亮、燈3不變，則M、N、L處所接元件可能是(　　) 第3題圖 A．M為電阻，N為電容器，L為電感器 B．M為電阻，N為電感器，L為電容器 C．M為電感器，N為電容器，L為電阻 D．M為電容感，N為電感器，L為電阻 4．一根電阻絲接入100V的恒定電流電路中，在1mi

3、n內產生的熱量為Q，同樣的電阻絲接入正弦交變電流的電路中，在2min內產生的熱量也為Q，則該交流電壓的峰值是(　　) A．141.4V B．100V C．70.7V D．50V 5．某線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸勻速轉動，產生交變電流的圖象如圖所示，由圖中信息可以判斷(　　) 第5題圖 A．在A和C時刻線圈處于中性面位置 B．在B和D時刻穿過線圈的磁通量為零 C．從A～D時刻線圈轉過的角度為2π D．若從O～D時刻歷時0.02s，則在1s內交變電流的方向改變100次 6．(11年江蘇調研)如圖所示，一個100匝的矩形線圈abcd放置在磁感

4、應強度為B的有界勻強磁場中，磁場只分布在bc的左側，線圈以bc為軸旋轉，轉動的角速度為ω，圖中ad邊正垂直于紙面向外轉動，電路中接入一個起輝電壓為50V的氖泡，已知轉速ω＝100πrad/s，線圈的兩條邊ab＝0.4m，ad＝0.2m，磁感應強度B＝T，則下列說法正確的是(　　) 第6題圖 A．該線圈產生交流電的有效值為50V B．該線圈產生交流電的有效值為25V C．1秒內氖泡閃光的時間為0.25s D．1秒內氖泡閃光100次 7．在寒冷的冬季，人們常用電熱毯溫暖被窩．某電熱毯的電路示意圖如圖所示，交流電壓u＝311sin100πt(V)，當開關S接通時，

5、電熱絲的電功率為P0，下列說法正確的是(　　) 第7題圖 A．開關接通時，交流電壓表的讀數(shù)為220V B．開關接通時，交流電壓表的讀數(shù)為311V C．開關斷開時，交流電壓表的讀數(shù)為311V，電熱絲功率為P0/2 D．開關斷開時，交流電壓表的讀數(shù)為156V，電熱絲功率為P0/2 8．在磁感應強度為B的勻強磁場中，一個面積為S的矩形線圈勻速轉動時所產生的交流電壓隨時間變化的波形如圖所示，線圈與一阻值R＝9Ω的電阻串聯(lián)在一起，線圈的電阻為1Ω，則(　　) 第8題圖 　　 A．通過電阻R的電流瞬時值表達式為i＝10sin200πt(A) B．電阻

6、R兩端的電壓有效值為90V C．1s內電阻R上產生的熱量為450J D．圖中t＝1×10－2s時，線圈位于中性面 9．如圖正方形線框abcd長為L，每邊電阻均為r，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞cd軸以角速率轉動，c、 d兩點與外電路相連、外電路電阻也為r，則下列說法中正確的是(　　) 第9題圖 A．S斷開時，電壓表讀數(shù)為BL2 B．S斷開時，電壓表讀數(shù)為BL2 C．S閉合時，電流表讀數(shù)為BL2 D．S閉合時，線框從圖示位置轉過過程中流過電流表的電荷量為 10．交流發(fā)電機的原理如圖甲所示，閉合的矩形線圈放在勻強磁場中，繞OO′軸勻速轉動，在

7、線圈中產生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示，已知線圈的電阻為R＝2.0Ω，求： 第10題圖 (1)通過線圈導線的任一個橫截面的電流的最大值是多少； (2)矩形線圈轉動的周期是多少； (3)線圈電阻上產生的電熱功率是多少； (4)保持線圈勻速運動，1min內外界對線圈做的功是多少． 11．如圖所示，邊長為L的正方形線框abcd的匝數(shù)為n，ad邊的中點和cb邊的中點的連線OO′恰好位于勻強磁場的邊界上，磁感應強度為B，線圈與外電阻R構成閉合電路，整個線圈的電阻為r.現(xiàn)

8、在讓線框以OO′連線為軸，以角速度ω勻速轉動，求： 　第11題圖 (1)閉合電路中電流瞬時值表達式； (2)線框從圖示位置轉動過90°的過程中電阻R產生的熱量、通過R的電荷量和電阻R上的最大電壓分別為多少． 課時作業(yè)(四十)　交變電流的產生和描述　 電感和電容對交變電流的影響 　1.C　【解析】 由題圖可直接獲取的信息是： 交變電流的周期是0.250s, A錯；感應電動勢的最大值為20V，線圈中產生的交變電流為正弦交變電流．從而可推出： 交變電流的頻率f＝＝ Hz＝4Hz, B錯；交變電流的最大值Im＝＝ A＝2A, D錯；交

9、變電流的有效值I＝＝ A＝A.所以正確選項為C. 　2.CD　【解析】 根據(jù)圖象知交流電的有效值為10A，則電流表示數(shù)為有效值10A，A項錯；周期T＝0.01s，頻率為100Hz，B項錯；通過10Ω的電阻，電功率P＝I2R＝1000W，C項正確；瞬時值表達式為i＝Imsinωt＝14.1sin200πtA＝14.1sin628t　A，D項正確． 　3.C　【解析】 因為電源頻率增大時，電感器的感抗增大，電容器的容抗減小，電阻阻值不變，而并聯(lián)電路兩端的電壓不變，所以，與電感器串聯(lián)的燈泡變暗，與電容器串聯(lián)的燈泡變亮，與電阻串聯(lián)的燈泡變暗，選項C正確．本題答案為C. 　4.B　【解析】 由有效

10、值定義得·t＝·2t，得：U有＝U　U峰＝U有＝·U＝U　U＝100V時，B對，A、C、D錯． 　5.D　【解析】 根據(jù)圖象，首先判斷出感應電流的數(shù)學表達式i＝Imsinωt.其中Im是感應電流的最大值，w是線圈旋轉的角速度．另外應該進一步認識到線圈是從中性面開始旋轉，而且線圈旋轉一周，兩次經過中性面，經過中性面的位置時電流改變方向．從該圖形來看，在t＝O、B、D時刻電流為零，所以此時線圈恰好在中性面的位置，且穿過線圈的磁通量最大；在A、C時刻電流最大，線圈處于和中性面垂直的位置，此時磁通量為零；從A到D時刻，線圈旋轉3/4周，轉過的角度為3π/2；如果從O到D時刻歷時0.02s，恰好為一個

11、周期，所以1s內線圈轉動50個周期，100次經過中性面，電流方向改變100次．綜合以上分析可得，只有選項D正確． 　6.BCD　【解析】 電路產生的是正弦半波交流電，交流電的有效值U＝＝＝ U＝25V，B對；T＝＝s＝0.01s，f＝100Hz，起輝電壓為50V，u＝Umsinωt＝50sin50πt，u＝50V時，t＝(＋)，k＝0，1，2，…一個周期內閃光時間Δt＝0.02s，1s內閃光時間為0.25s，閃光100次．故選BCD. 　7.D　【解析】 開關接通時，溫控器兩端被短路，不起作用，交流電壓表的讀數(shù)為交流電的有效值，A選項正確，B選項錯誤；開關斷開時，由于溫控器的作用，交流電

12、只有半周通過，所以交流電壓表的讀數(shù)即交流電的有效值為156V，電熱絲功率為P0/2，所以C選項錯誤，D選項正確． 　8.ACD　【解析】 由圖象可知，瞬間電動勢E＝100sin200πt(V)由歐姆定律可知i＝10sin200πt(A)，對；電阻R兩端最大電壓為90V有效電壓為45V，B錯；由Q＝UIt可知C對(均應用有效電壓電流計算)；由中性面特點可知D對，故選ACD. 　9.BD　【解析】 S斷開時，電壓表的示數(shù)是cd兩端的電壓，Ucd＝E＝××BError! No bookmark name given.L2＝BError! No bookmark name given.L2，故A錯

13、誤，B正確．S閉合時，ab邊相當于電源，整個電路為cd邊與r并聯(lián)后與ab、 bc、 ad邊串聯(lián)，I＝ ＝ ＝＝＝，故C錯誤．線框轉過過程中，流過電流表的電荷量q＝Error! No bookmark name given.t＝t＝＝＝，D正確．正確答案為BD. 　10.(1)2.0A　(2)4.0×10－3 s　(3)4W　(4)240J　【解析】 　(1)由It圖可知通過線圈導線的任一個橫截面的電流的最大值Im＝2.0A.(2)矩形線圈轉動的周期T＝4.0×10－3s.(3)由有效值I＝，線圈電阻上產生的電熱功率為P＝I2R＝R＝4W.(4)外界對線圈做功轉化成電能再轉化成電熱，1分鐘內

14、外界對線圈做的功W＝Pt＝240J. 　11.　(1)sinωt　(2)　　　 【解析】 (1)線框轉動時，總是只有一條邊切割磁感線，且ab邊和cd邊的轉動線速度大小相等．當線框平行于磁場時，產生的感應電動勢最大為Em＝nBLv＝nBL·ωL＝nBL2ω.由閉合電路歐姆定律得流過R的電流最大值為Im＝＝，當以圖示時刻(線框垂直于磁場)為計時起點時，流過R的電流表達式為I＝Imsinωt＝sinωt.(2)在線框由圖示位置勻速轉動90°的過程中，流過R的電流由0變化到最大值，故可以用有效值計算電阻R產生的熱量：Q＝I2R，其中I＝＝， T＝，故Q＝I2R＝　求流過R的電荷量須用電流的平均值計算．在轉過90°過程中的平均電動勢為Error! No bookmark name given.＝＝＝　流過R的平均電流為Error! Reference source not found.＝＝　所以流過R的電荷量為 q＝Error! Reference source not found.·＝×＝ 由部分電路歐姆定律可得電阻R上的最大電壓為Um＝ImR＝R＝.課