高中物理 5.2 習題課 交變電流的產(chǎn)生及其描述課時作業(yè) 新人教版選修32.doc

習題課交變電流的產(chǎn)生及其描述一、基礎練1對于圖1所示的電流i隨時間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oo為軸勻速轉動c使線圈以ab為軸勻速轉動d磁場以bb0sin t規(guī)律變化3標有“220 v,0.5 f”字樣的電容器能接入下面哪個電路中使用()a220sin 100t vb220 v的照明電路中c380 sin 100t vd380 v的動力電路中4在電路的m、n間加一如圖3所示的正弦交流電，負載電阻為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交變電流的電壓表達式為u20sin 314t v，求這個交變電壓的最大值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)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉動，產(chǎn)生的感應電動勢與時間呈正弦函數(shù)關系，如圖4所示此線圈與一個r10 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()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. a8矩形線圈的匝數(shù)為50匝，在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動時，穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖6所示下列結論正確的是()圖6a在t0.1 s和t0.3 s時，電動勢最大b在t0.2 s和t0.4 s時，電動勢改變方向c電動勢的最大值是157 vd在t0.4 s時，磁通量變化率最大，其值為3.14 wb/s9兩個完全相同的電熱器，分別通以圖7甲、乙所示的峰值相等的矩形交變電流和正弦交變電流，則這兩個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動。若從圖示位置開始計時，并規(guī)定電流方向沿abcda為正方向,則線圈內(nèi)感應電流隨時間變化的圖象是下列選項中的 ()8圖11距離足夠大的金屬板a、b間有一電子(不計重力影響)，在a、b間接有如圖9所示的正弦式電壓u，t0時電子從靜止開始運動，則()圖9a電子做往復運動b在足夠長的時間后，電子一定要碰到某個金屬板上ctt/2時，電子速度達到最大值dtt時，電子將回到原出發(fā)點題號123467891011答案12.正弦式交變電壓u50sin 314t v加在一個氖管的兩端，已知當氖管兩端的電壓達到25 v時，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)光的總時間13如圖10所示，勻強磁場的磁感應強度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勻速轉動，角速度2 rad/s，外電路電阻r4 .求：圖10(1)轉動過程中感應電動勢的最大值(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉過60角時的瞬時感應電動勢(3)由圖示位置轉過60角的過程中產(chǎn)生的平均感應電動勢(4)交變電壓表的示數(shù)(5)線圈轉動一周外力做的功習題課交變電流的產(chǎn)生及其描述 答案1b2bcd將線圈向右拉出磁場時，線圈中電流方向不變，a選項錯b、c兩種情況下產(chǎn)生交變電流，只有在c情況下當線圈全部位于磁場外的一段時間內(nèi)線圈內(nèi)沒有電流由法拉第電磁感應定律可知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式uumsin t，正弦符號前的系數(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間變化的圖象如圖所示6c由圖可知交變電流的周期t0.250 s，頻率f4 hz，故選項a、b錯誤；交變電流的有效值i a a，故選項c正確；交變電流的最大值im a2 a，故選項d錯誤7d設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，磁通量的變化率最小，如0.1 s、0.3 s時磁通量的變化率為0，電動勢為零，a錯誤；0.2 s和0.4 s時磁通量的變化率最大，電動勢最大，但不改變方向，b錯誤；公式emnbsnm，其中m0.2 wb，5，所以em500.25 v50 v157 v，故c正確；0.2 s和0.4 s時磁通量變化率最大，電動勢最大，由emn得此時 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，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，計算熱功率時要用電流的有效值：i，所以p乙i2r()2rr，得.故b正確10at0時線圈磁通量最大，磁通量的變化率最小，所以感應電動勢、感應電流最小根據(jù)楞次定律可以判斷，t0時刻開始線圈中磁通量變小，產(chǎn)生的感應電流i為負向，電流變大，c、d錯經(jīng)過1/4周期后，dc切割磁感線，電流方向為負，電路中有持續(xù)負方向的電流，a對，b錯11bc電子始終朝一個方向運動，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，代入瞬時值方程得sin 100t在正半周有兩個解就是100t1和100t2，即t10.002 5 s，t20.007 5 s在正半周的時間為tt2t10.005 s；同理，在負半周也有這么長的發(fā)光時間，每個周期內(nèi)的發(fā)光時間為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)感應電動勢的最大值為emnbs1000.52(0.1)2 v