高中物理-交變電流的產(chǎn)生及描述練習(xí)

11高中物理-交變電流的產(chǎn)生及描述練習(xí)一、基礎(chǔ)練對(duì)于圖1所示的電流i隨時(shí)間t做周期性變化的圖象，下列描述正確的是()圖1電流的大小變化，方向也變化，是交變電流電流的大小變化，方向不變,不是交變電流電流的大小不變，方向不變，是直流電電流的大小不變，方向變化，是交變電流如圖2所示，一面積為S的單匝矩形線圈處于有界磁場(chǎng)中，能使線圈中產(chǎn)將線圈水平向右勻速拉出磁場(chǎng)B?使線圈以00,為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)C?使線圈以ab為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)D.磁場(chǎng)以B=B0sin?t規(guī)律變化標(biāo)有“220V,0.5口F”字樣的電容器能接入下面哪個(gè)電路中使用()220sin100ntV220V的照明電路中380sin100ntV380V的動(dòng)力電路中在電路的MN間加一如圖3所示的正弦交流電，負(fù)載電阻為100Q，若不考慮電表內(nèi)阻對(duì)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3A．220V,2.20AB．311V,2.20AC．220V,3.11AD．311V,3.11A交變電流電壓表達(dá)式為u=20sin314tV，求這個(gè)交變電壓的最大值U、有m效值U、周期T、頻率f.畫(huà)出交變電流的電壓u—t圖象.二、提升練6．小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖4所示.此線圈與一個(gè)R=10Q的電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其他阻值．下列說(shuō)法正確的是()圖4交變電流的周期為0.125s交變電流的頻率為8Hz交變電流的有效值為*Oa交變電流的最大值為4A7?如圖5所示是一交變電流的i—t圖象，則該交變電流的有效值為()圖5A.4AB.2\2A8C.3AD.8C.3AD.圖6矩形線圈的匝數(shù)為50匝,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),穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖6所示.下列結(jié)論正確的是()A.在t=0.1s和t=0.3s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大B-在t=0.2s和t=0.4s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)改變方向電動(dòng)勢(shì)的最大值是157V在t=0.4s時(shí)，磁通量變化率最大，其值為3.14Wb/s兩個(gè)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(gè)電熱器的電功率之比P甲：P乙等于()圖7A.:1B.2:1C.4:1D.1:1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(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈軸線OO'與磁場(chǎng)邊界重合。線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),并規(guī)定電流方向沿a—bfcfd—a為正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖象是下列選項(xiàng)中的()

8圖圖98圖圖9距離足夠大的金屬板A、B間有一電子(不計(jì)重力影響)，在A、B間接有如圖9所示的正弦式電壓u.t=0時(shí)，電子從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則()電子做往復(fù)運(yùn)動(dòng)在足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，電子一定要碰到某個(gè)金屬板上t=T/2時(shí)，電子速度達(dá)到最大值12?正弦式交變電壓12?正弦式交變電壓u=50sin314tV加在一個(gè)氖管的兩端，已知當(dāng)氖管兩端的電壓達(dá)到25\'2V時(shí)，才開(kāi)始發(fā)光.求氖管通電10min內(nèi)，發(fā)光的次數(shù)和發(fā)光的總時(shí)間.13.如圖10所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T,邊長(zhǎng)L=10cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r=1Q,線圈繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸00’勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度s=2nrad/s,外電路電阻R=4Q?求:a-1:—c￡(nJ圖10轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值．由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過(guò)60°角時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60°角的過(guò)程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．交變電壓表的示數(shù)．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周外力做的功．習(xí)題課交變電流的產(chǎn)生及描述1．B2.BCD［將線圈向右拉出磁場(chǎng)時(shí)，線圈中電流方向不變,A選項(xiàng)錯(cuò).B、C兩種情況下產(chǎn)生交變電流,只有在C情況下當(dāng)線圈全部位于磁場(chǎng)外的一段時(shí)間內(nèi)線圈內(nèi)沒(méi)有電流.由法拉第電磁感應(yīng)定律可知D種情況下可產(chǎn)生交變電流，故B、C、D對(duì).]3．A4．A[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220V,根據(jù)歐姆定律得出電流的有效值是2.20A.]5.20V1O\QV0.02s50Hz圖象見(jiàn)解析解析已知交變電流的電壓表達(dá)式u=Usin?t,正弦符號(hào)前的系數(shù)即為電m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(guān)系U二乂,可求得2n1314S=0.02s,頻率f=T=50Hz.根據(jù)u=Usin?t=20sin314tV,畫(huà)出交變電流的電壓隨時(shí)間的變化圖象如m圖所示.C[由圖可知交變電流的周期T=O.250s,頻率f=￥=4Hz,故選項(xiàng)A、BE20錯(cuò)誤；交變電流的有效值Ia=\/2a，故選項(xiàng)c正確；交變電流的

2R2X10、E20最大值|="Rm=i0A=2A,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.]D[設(shè)該交變電流的有效值為I,t=1s,t=2s，由有效值的定義得12(Z)2Rt+LRt=LRt.而t=t+t=3s，代入數(shù)據(jù)解得：I=學(xué)A，故D正確.]21m2123CD[磁通量最大時(shí),磁通量的變化率最小，如0.1s、0.3s時(shí)磁通量的變

化率為0,電動(dòng)勢(shì)為零,A錯(cuò)誤；0.2s和0.4s時(shí)磁通量的變化率最大，電動(dòng)勢(shì)最大,亠2n2n但不改變方向,B錯(cuò)誤；公式E=nBS?=nOo,其中①=0.2Wb,?=〒=mmmT0.4=5n,所以E=50X0.2X5n=50n~157V,故C正確；0.2s和0.4s時(shí)磁通量m△①△①E157變化率最大，電動(dòng)勢(shì)最大，由E=口〒匸得此時(shí)Tt^nm^50'Wb/s=3.14Wb/s,故mAtAtn50D正確．]9．B[甲為矩形交變電流,它的大小恒為I,方向做周期性的變化,而電流通m過(guò)電阻的熱功率跟電流的方向無(wú)關(guān),所以矩形交變電流通過(guò)電阻R的熱功率P甲=*R；乙為正弦交變電流,計(jì)算熱功率時(shí)要用電流的有效值：1=寺，所以P廠LR=（寺）2R^2mR^2甲,得P甲=￥故B正確.]A[t=0時(shí)線圈磁通量最大,磁通量的變化率最小，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流最小.根據(jù)楞次定律可以判斷,t=0時(shí)刻開(kāi)始線圈中磁通量變小，產(chǎn)生的感應(yīng)電流i為負(fù)向，電流變大,C、D錯(cuò).經(jīng)過(guò)1/4周期后,dc切割磁感線，電流方向?yàn)樨?fù)，電路中有持續(xù)負(fù)方向的電流,A對(duì),B錯(cuò).]BC[電子始終朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng),不斷交替加速、減速,故B、C正確.]12.6X104次5min解析交變電壓u=50sin314tV,則最大值為E=50V,m又?=314=100n=2n/T，所以T=0.02s.對(duì)氖管，只要u±25羽V,就發(fā)光,u=2^,'2V時(shí)，代入瞬時(shí)值方程得sin100ntsin100nt=在正半周有兩個(gè)解就是n3n100nt-和100nt=1424即t=0.0025s,t=0.0075s12在正半周的時(shí)間為At=t—t=0.005s；同理,在負(fù)半周也有這么長(zhǎng)的發(fā)光21時(shí)間，每個(gè)周期內(nèi)的發(fā)光時(shí)間為AT=2At=0.01s,發(fā)光兩次.

所以lOmin內(nèi)的發(fā)光次數(shù)為N=2：=2X10：2。=6"04(次)總的發(fā)光時(shí)間為NAt=6X104X0.005s=300s=5min.l3．(l)3.l4V(2)l.57V(3)2.6V(4)l.78V(5)O.99J解析(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為E=nB?S=100X0.5X2nX(0.1)2V=m3.14V轉(zhuǎn)過(guò)60。時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=Ecos60°=3.14X0.5V=1.57Vm