魯科版選修32 交變電流是怎樣產(chǎn)生的 第1課時(shí) 作業(yè).doc

一、選擇題1.如圖是某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的圖象，根據(jù)圖象可以判定()a此交變電流的頻率為5 hzb該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為e12sin10t(v)c將標(biāo)有“12 v，3 w”的燈泡接在此交變電流上，燈泡可以正常發(fā)光d圖象上對(duì)應(yīng)的0.1 s時(shí)刻，發(fā)電機(jī)中的線圈剛好與中性面垂直解析：選a.由圖象知，交變電壓的最大值為um12 v，周期t0.2 s，所以頻率f hz5 hz，角速度10 rad/s，瞬時(shí)值表達(dá)式e12sin10t v，a正確，b錯(cuò)誤電壓有效值u6 v12 v，所以燈泡不能正常發(fā)光，c錯(cuò)誤t0.1 s時(shí)，e0，線圈與中性面重合，d錯(cuò)誤2.一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)為e220sin(100t) v關(guān)于這個(gè)交變電流，下列說(shuō)法中正確的是()a交變電流的頻率為100 hzb電動(dòng)勢(shì)的有效值為220 vc電動(dòng)勢(shì)的峰值為311 vdt0時(shí)，線圈平面與中性面垂直解析：選c.因?yàn)?00，所以f50 hz，a錯(cuò)誤，電動(dòng)勢(shì)的峰值為220 v約311 v，c正確電動(dòng)勢(shì)的有效值u v220 v，b錯(cuò)誤t0時(shí)，e0，線圈平面處于中性面，d錯(cuò)誤3.如圖所示，有一矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中分別繞軸o1o1和中軸o2o2以同樣的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，那么此線圈在以o1o1和o2o2分別為軸旋轉(zhuǎn)到線圈平面與磁感線平行時(shí)，可產(chǎn)生的感應(yīng)電流之比為()a12b21c14 d11解析：選d.感應(yīng)電流i，而ebs，這與轉(zhuǎn)軸在何處無(wú)關(guān)因此，感應(yīng)電流之比為11.4.一個(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，從線圈平面與磁場(chǎng)垂直的位置開始計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)/秒，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nbs/2c從開始轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)過周期，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e2nbssin2nt解析：選d.轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)/秒，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，即為nbs，所以a、b錯(cuò)從線圈平面與磁場(chǎng)垂直的位置開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為ebssint2nbssin2nt，d對(duì)由en得平均電動(dòng)勢(shì)為4nbs，c錯(cuò)5.(2012徐州高二質(zhì)檢)電阻為1 的某矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的正弦交流電的圖象，如圖中線a所示，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后該線圈中所產(chǎn)生的正弦交流電的圖象，如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交變電流的說(shuō)法正確的是()a在圖中t0時(shí)刻穿過線圈的磁通量均為零b線圈先后兩次轉(zhuǎn)速比為23c交流電a的電動(dòng)勢(shì)的有效值為5 vd交流電b的電動(dòng)勢(shì)的最大值為5 v解析：選c.t0時(shí)，磁通量都為最大，a錯(cuò)誤兩次周期之比tatb0.40.623，所以轉(zhuǎn)速之比nanb32，b錯(cuò)誤由ia及uaiar得，ua5 v，c正確由emnbs可知，uamubm32，所以u(píng)bm v，d錯(cuò)誤6.如圖所示，一正方形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸oo勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著oo觀察，線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，線圈匝數(shù)為n，邊長(zhǎng)為l，電阻為r，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為.則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()a線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdab穿過線圈的磁通量為0c線圈中的感應(yīng)電流為d穿過線圈磁通量的變化率為0解析：選bc.圖示位置，線圈平面與磁場(chǎng)平行，所以穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大，b正確、d錯(cuò)誤；此時(shí)由右手定則可知電流方向?yàn)閍dcba，a錯(cuò)誤；由峰值表達(dá)式emnbsnbl2，所以im，圖示位置感應(yīng)電流等于峰值，c正確7.一個(gè)匝數(shù)為10的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為t.若把多用電表的選擇開關(guān)撥至交流電壓擋，測(cè)得a、b兩點(diǎn)間的電壓為20 v，則可知從中性面開始計(jì)時(shí)，當(dāng)tt時(shí)，穿過線圈的磁通量的變化率約為()a1.41 wb/s b2.0 wb/sc14.1 wb/s d20.0 wb/s解析：選b.電壓表示數(shù)為線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知20 v10，所以tt時(shí)，穿過線圈磁通量的變化率約為2.0 wb/s，b對(duì)8.某臺(tái)家用柴油發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)能夠產(chǎn)生與我國(guó)照明電網(wǎng)相同的交變電流現(xiàn)在該發(fā)電機(jī)出現(xiàn)了故障，轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速只能達(dá)到正常工作時(shí)的一半，則它產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象是()解析：選b.我國(guó)照明用電的周期為0.02 s，轉(zhuǎn)速減半，周期變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，角速度變?yōu)樵瓉?lái)的一半，根據(jù)最大值公式emnbs可知，em變?yōu)樵瓉?lái)的一半，b對(duì)如圖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()a線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，指針左右擺動(dòng)一次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ac.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，有兩次通過中性面，電流方向改變兩次，指針左右擺動(dòng)一次，故a正確線圈處于圖示位置時(shí)，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，c正確線圈平面與磁場(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，b、d錯(cuò)如圖所示，虛線oo的左邊存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，右邊沒有磁場(chǎng)單匝矩形線圈abcd的對(duì)稱軸恰與磁場(chǎng)右邊界重合，線圈平面與磁場(chǎng)垂直，線圈沿圖示方向繞oo軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(即ab邊先向紙外、cd邊先向紙里轉(zhuǎn)動(dòng))，規(guī)定沿abcd方向?yàn)楦袘?yīng)電流的正方向，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，下圖中能正確表示線圈內(nèi)感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化規(guī)律的是()解析：選b.0內(nèi)，ab一側(cè)的線框在磁場(chǎng)中繞oo轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電流，由楞次定律得電流方向?yàn)閐cba且越來(lái)越大，內(nèi)，ab一側(cè)線框在磁場(chǎng)外，而dc一側(cè)線框又進(jìn)入磁場(chǎng)，產(chǎn)生交變電流，電流方向?yàn)閐cba且越來(lái)越小，以此類推，可知it圖象為b.二、非選擇題如圖所示為演示用的手搖發(fā)電機(jī)模型，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度b0.5 t，線圈匝數(shù)n50，每匝線圈面積0.48 m2，轉(zhuǎn)速150 r/min，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，從圖示位置開始計(jì)時(shí)(1)寫出交變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式；(2)畫出et圖線解析：(1)當(dāng)線圈平面經(jīng)過中性面開始計(jì)時(shí)，則線圈在時(shí)間t內(nèi)轉(zhuǎn)過角度t，于是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值eemsint，其中emnbs.由題意知n50，b0.5 t， rad/s5 rad/s，s0.48 m2，emnbs500.50.485 v188 v，所以e188sin5t(v)(2)根據(jù)交流電的方程畫圖線時(shí)，最大值是正弦圖線的峰值，由縱軸上的刻度值標(biāo)出，交流電的頻率與正弦圖線的周期相對(duì)應(yīng)，而周期由時(shí)間軸上的刻度值標(biāo)出，t2/0.4 s，et圖線如圖所示答案：(1)e188sin5t(v)(2)見解析圖(2012射陽(yáng)中學(xué)高二期末)一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)的內(nèi)電阻r2 ，與r8 的電阻串聯(lián)接在線圈上，如圖所示已知線圈面積為 m2，共100匝，線圈的電阻為2歐，線圈在b t的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞oo以轉(zhuǎn)速n600 r/min勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在合上開關(guān)s后電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電壓表的示數(shù)為100 v，求：(1)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)電路中