魯科版選修32 交變電流是怎樣產(chǎn)生的 課時(shí)作業(yè).doc

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（八） 交變電流是怎樣產(chǎn)生的1下列說(shuō)法不正確的是()a交流發(fā)電機(jī)是把其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置b交流發(fā)電機(jī)是把電能轉(zhuǎn)變成其他形式能的裝置c交流發(fā)電機(jī)中電樞和磁極不管誰(shuí)轉(zhuǎn)動(dòng)，只要轉(zhuǎn)動(dòng)，就稱(chēng)為轉(zhuǎn)子，只要不動(dòng)，就稱(chēng)為定子d交流發(fā)電機(jī)利用的是電磁感應(yīng)原理解析：選b交流發(fā)電機(jī)是利用線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象形成電流，將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)部是由轉(zhuǎn)子和定子組成的，轉(zhuǎn)動(dòng)的為轉(zhuǎn)子，不動(dòng)的為定子。故選項(xiàng)a、c、d正確，b錯(cuò)誤。2下列選項(xiàng)中，哪些情況線圈中不能產(chǎn)生交流電()解析：選a線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中磁通量發(fā)生改變時(shí)，才能產(chǎn)生交流電，a項(xiàng)中磁通量不變，故a項(xiàng)符合題意。3.如圖1所示為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，正確的說(shuō)法是()圖1a線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，指針左右擺動(dòng)兩次b圖示位置為中性面，線圈中無(wú)感應(yīng)電流c圖示位置ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍bd線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁通量變化率為零解析：選c線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電路中產(chǎn)生呈周期性變化的交變電流，線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)電流改變方向，線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，有兩次通過(guò)中性面，電流方向改變兩次，指針左右擺動(dòng)一次，故a錯(cuò)。線圈處于圖示位置時(shí)，線圈與中性面垂直，感應(yīng)電流最大，ab邊向右運(yùn)動(dòng)，由右手定則，ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍b，故b錯(cuò)，c對(duì)。線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，ab、cd邊垂直切割磁感線，線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大，也可以這樣認(rèn)為，線圈處于豎直位置時(shí)，磁通量為零，但磁通量的變化率最大，故d錯(cuò)。4.處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向平行于紙面并與ab垂直。在t0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合(如圖2所示)，線圈的cd邊離開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng)。若規(guī)定由abcda方向的感應(yīng)電流為正，則在下列選項(xiàng)中能反映線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖像是()圖2解析：選c由右手定則或者楞次定律可以確定開(kāi)始時(shí)刻感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda，跟規(guī)定的正方向相同，而且該時(shí)刻感應(yīng)電流最大，故選c。5(多選)某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e50sin 100t v。對(duì)此電動(dòng)勢(shì)，下列表述正確的有()a最大值是50 vb頻率是100 hzc有效值是25 v d周期是0.02 s解析：選cd由交變電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式可知，電動(dòng)勢(shì)的最大值em50 v，則有效值e25 v，周期t0.02 s，頻率f50 hz，所以選項(xiàng)c、d正確。6一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖像如圖3甲所示。已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0 ，外接一只電阻為95.0 的燈泡。如圖乙所示，則()圖3a電壓表的示數(shù)為220 vb電路中的電流方向每秒鐘改變50次c燈泡實(shí)際消耗的功率為484 wd發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 j解析：選d由圖像可知電動(dòng)勢(shì)的有效值為220 v，而電壓表測(cè)量的是路端電壓，其大小為ur95 v209 v，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由圖像讀出交變電流的周期為t0.02 s，則頻率f50 hz，一個(gè)周期內(nèi)電流的方向要改變2次，故每秒鐘電流方向要改變100次，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；燈泡的實(shí)際功率為p2r295 w459.8 w，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；由焦耳定律得發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為q2rt251 j24.2 j，選項(xiàng)d正確。7.如圖4所示，abcd為一邊長(zhǎng)為l、匝數(shù)為n的正方形閉合線圈，繞對(duì)稱(chēng)軸oo勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為?？臻g中只有oo左側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b。若閉合線圈的總電阻為r，則()圖4a線圈中電動(dòng)勢(shì)的有效值為nbl2b線圈中電動(dòng)勢(shì)的最大值為nbl2c在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過(guò)程中，線圈中有一半時(shí)間沒(méi)有電流d當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖中所處的位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為nbl2解析：選b由于只有oo左側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，所以最大值：emnbl2，有效值：enbl2。故a錯(cuò)、b對(duì)。在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，線圈始終有一半在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，不會(huì)有一半時(shí)間沒(méi)有電流，故c錯(cuò)。圖中所示位置中，穿過(guò)線圈的磁通量為bl2，d錯(cuò)。正確選項(xiàng)為b。8如圖5所示電路中，電源電壓u311sin 100t v，a、b間接有“220 v440 w”的電暖寶、“220 v220 w”的抽油煙機(jī)、交流電壓表及保險(xiǎn)絲。下列說(shuō)法正確的是()圖5a交流電壓表的示數(shù)為311 vb電路要正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3 ac電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍d1 min內(nèi)抽油煙機(jī)消耗的電能為1.32104 j解析：選d由u311sin 100t v可知，交變電壓的有效值為220 v，故交流電壓表的示數(shù)為220 v，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由兩用電器的額定功率為660 w，根據(jù)pui可知，保險(xiǎn)絲的額定電流應(yīng)不小于3 a，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；因抽油煙機(jī)220 w包括熱功率及機(jī)械功率，故電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍還要多，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；根據(jù)wpt可得1 min內(nèi)抽油煙機(jī)消耗的電能為1.32104 j，選項(xiàng)d正確。9(多選)一個(gè)矩形線框的面積為s，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從線框平面與磁場(chǎng)垂直的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)速為n，則()a線框產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為nbsb線框產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為nbsc從開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過(guò)周期，線框中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2nbsd感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e2nbssin 2nt解析：選bd轉(zhuǎn)速為n，則角速度為2n，根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值公式emnbs可以知道，電動(dòng)勢(shì)的最大值為2nbs，有效值為最大值的，b對(duì)、a錯(cuò)。由n得平均電動(dòng)勢(shì)為4nbs，c錯(cuò)。從線框平面與磁場(chǎng)垂直的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為ebssin t2nbssin 2nt，d對(duì)。10(多選)如圖6甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖像如圖乙中曲線a、b所示，則()圖6a兩次t0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合b曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23c曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25 hzd曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10 v解析：選act0時(shí)刻，兩次產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值均為零，因此線圈平面均與中性面重合，a項(xiàng)正確；圖中a、b對(duì)應(yīng)的周期之比為23，因此線圈轉(zhuǎn)速之比nanb32，b項(xiàng)錯(cuò)誤；a圖線表示的交流電動(dòng)勢(shì)的頻率為fa hz25 hz，c項(xiàng)正確；a圖線對(duì)應(yīng)線圈相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的最大值eamnbs，由圖像知eam15 v，b圖線對(duì)應(yīng)線圈相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的最大值ebmnbs，因此，ebm10 v，有效值eb v5 v，d項(xiàng)錯(cuò)誤。11在水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)正方形閉合線圈繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已知線圈的匝數(shù)為n100匝，邊長(zhǎng)為20 cm，電阻為10 ，轉(zhuǎn)動(dòng)頻率f50 hz，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5 t，求：(1)外力驅(qū)動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的功率；(2)當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至線圈平面與中性面的夾角為30時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流的大??；(3)線圈由中性面轉(zhuǎn)至與中性面成30角的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量。解析：(1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為emnbs1000.50.22250 v628 v感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為e314 v外力驅(qū)動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的功率與線圈中交變電流的功率相等，即p外 w1.97104 w。(2)當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至線圈平面與中性面的夾角為30時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為eemsin 30314 v感應(yīng)電流的瞬時(shí)值為i a31.4 a。(3)在線圈由中性面轉(zhuǎn)過(guò)30的過(guò)程中，線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為n平均感應(yīng)電流為n故通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為qtn0.027 c。答案：(1)1.97104 w(2)314 v31.4 a(3)0.027 c12某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖7所示。在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角均為，磁場(chǎng)均沿半徑方向。匝數(shù)為n的矩形線圈abcd的邊長(zhǎng)abcdl、bcad2l。線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中，兩條邊所經(jīng)過(guò)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直。線圈的總電阻為r，外接電阻為r。求：圖7(1)線圈切割磁感