《-学年高二物理人教版选修3-2习题：+重点强化卷3 交变电流的产生及描述+Word版含答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《-学年高二物理人教版选修3-2习题：+重点强化卷3 交变电流的产生及描述+Word版含答案（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、重点强化卷(三)交变电流的产生及描述(建议用时：45分钟)一、选择题1一矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的规律如图1所示，下列说法中正确的是()图1A此交流电的频率为0.2 HzB此感应电动势的有效值为1 VCt0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行D在线圈转动过程中，穿过线圈的最大磁通量为 Wb【解析】由题图可知，此交流电的周期T0.2 s，频率f5 Hz，A错；E V，B错t0.1 s时，电动势为0，线圈平面与磁感线垂直，C错因EmnBS，其中n10，10 rad/s，故mBS Wb，D正确【答案】D2风速仪的简易装置如图2
2、甲所示在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈中的感应电流随风速的变化而变化风速为v1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示；若风速变为v2，且v2v1，则感应电流的峰值Im、周期T和电动势E的变化情况是() 【导学号：05002100】甲乙图2AIm变大，T变小BIm变大，T不变CIm变小，T变小DIm不变，E变大【解析】风速增大，周期T变小，电动势E变大，感应电流的峰值Im变大，选项A正确【答案】A3(多选)已知某交变电流的瞬时表达式为i10sin 10t A，则()A交流电的频率为5 HzB交流发电机线圈转动的角速度为10 rad/sC交变电流的峰值为10 AD
3、若线圈的匝数N10，则穿过线圈的磁通量的最大值为0.1 Wb【解析】根据2f得f5 Hz，选项A正确；由表达式i10sin 10t A可知发电机线圈转动的角速度为10 rad/s，选项B错误；交变电流的峰值为10 A，选项C正确；因电动势的峰值未知，故无法求出磁通量的最大值，选项D错误【答案】AC4某正弦式交流电的电流i随时间t变化的图象如图3所示由图可知() 【导学号：050020101】图3A电流的最大值为10 AB电流的有效值为10 AC该交流电的周期为0.03 sD该交流电的频率为0.02 Hz【解析】由题图知此交流电的电流的最大值为10 A，则有效值为I A10 A；周期为0.02
4、s，则频率为f50 Hz.【答案】B5如图4所示，单匝矩形闭合导线框abcd一半处于磁感应强度为B的水平有界匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与其中心线重合的竖直固定转轴OO以角速度匀速转动，固定转轴恰好位于匀强磁场的右边界，则线框中感应电流的有效值为()图4A. B.C. D.【解析】线框中产生感应电动势最大值EmBS，则感应电流的有效值为I，A正确【答案】A6如图5所示，为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是()图5A这也是一种交流电B电流的变化周期是0.01 sC电流的有效值是1 AD电流通过100 的电阻时，1 s内产生的热量为200 J【解析】因电流方向不
5、变，故不是交流电，A错；其周期为0.02 s，B错；由电流的热效应可知2RI2RT，解得I1 A，故C对；由QI2Rt可知Q11001 J100 J，D错【答案】C7交流发电机线圈电阻r1 ，用电器电阻R9 ，电压表示数为9 V，如图6所示，那么该交流发电机() 【导学号：05002102】图6A电动势的峰值为10 VB电动势的有效值为9 VC交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为10 VD交流发电机线圈自中性面转过90的过程中的平均感应电动势为 V【解析】电压表示数等于路端电压，电路中的电流为I A1 A，所以电动势的有效值为：EI(Rr)1(19) V10 V，所以电动势的最大值为Em
6、E10 V，故选项A、B错；线圈通过中性面时最大，但0，故e0，选项C错；线圈从中性面转过90的过程中，BS，t，所以n，由于EmnBS，所以 V，选项D对【答案】D8(多选)如图7所示，交流电压u311sin V加在阻值为220 的电阻两端，则()图7A电压表的读数为311 VB电流表的读数为1.414 VC电流表的读数为1 AD2 s内电阻产生的电热是440 J【解析】电压表测的是有效值，故读数为 V220 V，电流表示数应为1 A，故C、D正确【答案】CD9如图8所示的电路中，A是熔断电流I02 A的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源交流电源的内阻不计，其电动势随时间变化的规律是e220
7、sin(314t) V为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于() 【导学号：05002103】图8A110 B110 C220 D220 【解析】E220 V，Rmin 110 .【答案】B10(多选)如图9甲是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在如图乙所示的交变电源上，电热毯是由一理想二极管D(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)与电热丝串联组成的若电热丝的电阻为110 ，则下列说法正确的是()图9A交变电流的周期为1102 sB用交流电压表测得电热丝两端的电压为110 VC通过电热丝的电流为 AD电热丝在1 min内产生的热量为1.32104 J【解析】根据题图乙可知，交变电流的周期为0.
8、02 s，选项A错误；根据有效值的定义可得T，解得U110 V，选项B错误；通过电热丝的电流I A，选项C正确；电热丝在1 min内产生的热量QI2Rt1.32104 J，选项D正确【答案】CD二、计算题11发电机的转子是匝数为100匝、边长为20 cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度B0.05 T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以100 rad/s的角速度转动，当线圈平面与磁场方向垂直时开始计时线圈和外电路的总电阻R10 . 【导学号：05002104】(1)写出交变电流的瞬时值表达式；(2)线圈从计时开始，转过过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？【解析】(1)感应电动势的最大值为Emn
9、BS1000.050.20.2100 V20 V，Im2 A，所以iImsin t2sin(100t)A.(2)线圈从计时开始，转过过程中通过线圈某一截面的电荷量qt.从中性面开始计时，转过，如图所示BSBS(1sin 30)BS，q C1102 C.【答案】(1)i2sin(100t) A(2)1102 C12如图10所示，在匀强磁场中有一个内阻r3 、面积S0.02 m2的半圆形导线框可绕OO轴旋转已知匀强磁场的磁感应强度B T若线框以100 rad/s的角速度匀速转动，且通过电刷给“6 V,12 W”的小灯泡供电，则：图10(1)若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的瞬时值表达式；(
10、2)从图示位置开始，线框转过90的过程中，通过导线横截面的电荷量是多少？该电荷量与线框转动的快慢是否有关？(3)由题目所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，则小灯泡的实际功率为多大？【解析】(1)线框转动时产生感应电动势的最大值EmBS0.02100 V10 V因线框转动从平行于磁感线位置开始计时，则感应电动势的瞬时值表达式eEmcos t10cos(100t) V.(2)线框转过90过程中，产生的平均电动势，流过的电荷量qT，灯泡电阻R 3 .故q C C，与线框转动的快慢无关(3)线框产生的感应电动势的有效值E10 V，灯泡两端电压UR5 V.因U6 V，故灯泡不能正常发光，其实际功率P W W.【答案】(1)e10cos(100t) V(2) C无关(3)不能 W
