2013版物理课时提能演练(沪科版)10.1.交变电流的产生和描述

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1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 :此套题为 ,请按住 动鼠标滚轴,调节合适的观看比例,答案解析附后。课时提能演练(三十)来源:Z#xx#40 分钟 100 分)一、选择题(本题共 8 小题,每题 9 分,至少一个答案正确,选不全得 5 分,共 72 分) 的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B 中以角速度 匀速转动,能产生正弦交变电动势 e= )2.(易错题)如图所示,矩形线框置于竖直向下的磁场中,通过导线与灵敏电流表相连,线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,图中线框平面处于竖直面内,下述说法正确的是( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 因为线框中产生的是交变电流,所以

2、电流表示数始终为零B线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量最大C线框通过图中位置瞬间,通过电流表的电流瞬时值最大D若使线框转动的角速度增大一倍,那么通过电流表电流的有效值也增大一倍3.(2012南通模拟)面积为 S 的两个电阻相同的线圈,分别放在如图所示的磁场中,图甲中是磁感应强度为 圈在磁场中以周期 T 绕 匀速转动,图乙中磁场变化规律为 ,从02图示位置开始计时,则( )t(tT), T/4 时间,流过两线圈横截面的电荷量相同4.(创新题)如图所示,经过 1 时间,两电阻消耗的电功之比 W 甲 W 乙 为( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 2 125.(预测题)一只矩形线圈在匀强

3、磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图甲所示,则下列说法正确的是( ) 时刻,s 时刻, s 时刻,2011四川高考)如图所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为 T,转轴 圈电阻为 2 圈转过 60时的感应电流为 1 ) .(2012扬州模拟)如图甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 恒定的角速度 转动,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化,在 时刻( )源:学+科+网源:学,科,网8.(2012连云港模拟)一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动,角速度为 时,线圈中产生的交变电动势的最大

4、值为 期为 力提供的功率为 ,线圈中产生的交变电动势的最大值为 E,周期为 T,外力提供的功率为 和 P 的大小为( )= =0,T= = =4 、计算题(本大题共 2 小题,共 28 分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位) 9.(2012深圳模拟)(12 分)如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈的长度 m,宽度 m,共有n=100 匝,总电阻 r=,可绕与磁场方向垂直的对称轴 = 的匀强磁场中,与线圈两端相连的金属滑环上接一个“ ”的灯泡,当线圈以角速度 匀速转动时,小灯泡消耗的功率恰好为 .(不计转动轴与电刷的摩擦,结果保留两位有效数字)(1)求线

5、圈转动的角速度 ;(2)线圈以上述角速度转动 100 周过程中发电机产生的电能为多少?10.(2012福州模拟)(16 分)如图所示,一个半径为 r 的半圆形线圈,以直径 轴匀速转动,转速为 n,左侧有垂直于纸面向里(与 直)的匀强磁场,磁感应强度为 N 是两个集流环,负载电阻为 R,线圈、电流表和连接导线的电阻不计,求:(1)感应电动势的最大值;(2)从图示位置起转过 1/4 转的时间内负载电阻 R 上产生的热量;光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (3)从图示位置起转过 1/4 转的时间内通过负载电阻 R 的电荷量;(4)电流表的示数.来源:案解析1.【解析】选 A、轴在线圈所在平面内

6、)匀速转动,产生的正弦交变电动势为 e=这一原则判断,A 图和 C 图符合要求;B 图中的转轴不在线圈所在平面内;D 图转轴与磁场方向平行,、C 解析】选 C、D. 线框在匀强磁场中匀速转动时产生感应电流,在中性面即线框与磁感线垂直时,磁通量最大,感应电动势最小,而在题中图示位置线框与磁感线平行时,磁通量最小,感应电动势最大,A 、B 错,C 对;电流的有效值 ,现在其余的量都不变,角速度增大一倍后,电流的有效值也增大一倍,D 解析】选 A、C、 02甲图乙中的磁通量变化规律为 乙规律相同,则两线圈中感应电动势的变化规律相同,达到最大值的时刻也相同,有效值 E 以 时间,流过两线圈横截面的电荷

7、量 、C、D 三光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【解析】选 要用有效值计算,图甲中,由有效值的定义得 ,解得22222111();图乙中,I 的值不变,I 2=1 A,由 W=2以得13I A到 W 甲 W 乙 =13, C 解析】选 知,t=0 时, 最大,即线圈处于中性面位置,此时 e=0,故 A、D 两项错误;由图知 T=s,在t=s 时,=0, 最大,e 最大,则 B 项正确;在 t=时, 最大, =0,e=0,则 C 式备选】一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动,线圈中的感应电动势 e 随时间 t 的变化如图,下面说法中正确的是( )e 变换方向时,通过线圈

8、的磁通量绝对值为最大【解析】选 C、t 3 时刻线圈中的感应电动势 e=0,即为线圈经过中性面的时刻,此时线圈的磁通量为最大,但磁通量的变化率却为零,所以选项 A 不正确,C 时刻 e=圈平面转至与磁感线平行,此时通过线圈的磁通量为零,磁通量的变化率却为光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ,故 B e 的方向变化时,也就是线圈经过中性面的时刻,通过线圈的磁通量的绝对值都为最大,故 D 解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)线圈从平行于磁场开始计时,其瞬时值表达式为余弦函数;(2)利用瞬时值表达式求出电动势的最大值、有效值;(3)利用磁通量的定义计算磁通量的表达式.【解析】选 A、瞬时值表

9、达式可记为 e=入数据可知 2=得最大值 V,即有效值 以及 ,功率为 ,瞬时值表达式为2 VR2R、C 正确,B 错误. 再由 任意时刻穿线圈的磁通量为 ,可知42解析】选 B、C. ,线圈转过 90,线圈平面与磁感线垂直,此时穿过线圈的磁通量最大,穿过线圈磁通量的变化率为零,感应电流为零, 线圈不受安培力作用, 故 A、D 错误,B、C 解析】选 匝,面积为 S,所在区域磁感应强度为B,当角速度为 时,产生的最大感应电动势 期,外力提供的功率 2220E(B)有光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ,产生的最大感应电动势 E=2期 ,外力提供的功率021 9.【解析】(1)设小灯泡正常发

10、光时的电流为 I,额(1 分)设灯泡正常发光时的电阻为 R,额(2 分)根据闭合电路欧姆定律得:E=I(R+r)=(1 分)发电机感应电动势最大值为 (2 分)解得 s.5 ra/(2 分)(2)发电机产生的电能为 20T(2 分) 来源: 学+科+网 Z+X+X+K解得 Q=02 J(2 分)光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)2.5 s (2)02 J【总结提升】交流电路的三个特点(1)交流电路中,闭合电路欧姆定律、焦耳定律同样适用.(2)交流电路中,交流电流表、电压表测量的都是交变电流的有效值.(3)交流电路中感应电动势的最大值为 Em= m 仅由n、 B、S 、 四个物理量决定,解析】(1) 线圈绕轴匀速转动时,A(2 分)(2)在线圈从图示位置转过 1/4 转的时间内,电动势的有效值为2(2 分)电阻 R 8A(2 分)光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (3)在线圈从图示位置转过 1/4 转的时间内,电动势的平均值

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