高考物理沖刺：鞏固練習(xí)-正弦交流電的產(chǎn)生和描述

【鞏固練習(xí)】

一、選擇題

1、某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動勢為e=50sinl00nt（V）,對此電動勢，下列

表述正確的有（）

A.最大值是50&VB.頻率是100Hz

C.有效值是25夜VD.周期是0.02s

2、我國市電電壓為〃=2200sin100mV，下列說法正確的是（）

A.電壓的有效值為220VB角速度為100弧度每秒

C.周期為0.02sD每秒鐘改變方向50次

3、有一交流電壓u=141sinl57tV,加在220c的電阻上，則與電阻串聯(lián)的交

流電流表的讀

數(shù)應(yīng)是（）

A.0.45AB.0.50AC.0.71AD.1.41A

4、交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=Emsinu）t,若發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和線圈的匝數(shù)

都增加到原來的兩倍，這時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為（）

A.E=4Emsinu）tB.E=4Emsin2u）t

C.E=2Emsinu）tD.E=2Emsin2u）t

5、一矩形線圈繞垂直磁場方向的軸在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢

e=20VIsin20TitV,由此可以判斷（）

A.t=0時，線圈平面和磁場垂直

B.匕0時，線圈的磁通量為零

C.t=0.05s時,線圈切割磁感線的有效速度最小

D.t=0.05s時，e第一次出現(xiàn)最大值

6、一個矩形線圈,繞垂直于勻強(qiáng)磁場并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動。線圈中

的感應(yīng)電動

勢e隨時間t的變化如圖所示，下列說法正確的是（）

A.匕時刻通過線圈的磁道量為零

B.t2時刻通過線圈的磁通量的絕對值最大

C.h時刻通過線圈的磁通量的變化率的絕對值最大

D.每當(dāng)e方向變化時，通過線圈的磁通量絕對值都為最大

7、收錄機(jī)等小型家用電器所用的穩(wěn)壓電源，是將220V的正弦交流電變?yōu)榉€(wěn)定

的直流電的

裝置，其中的關(guān)鍵部分是整流電路。有一種整流電路可以將正弦交流電變成如圖

所示的脈動

直流電（每半個周期都按正弦規(guī)律變化），則該脈動直流電電流的有效值為（）

J/A

A.8后AB.4拒A8<YYYV^

OT2Tt/s

C.2V2AD.V2A

它竽73形線圈abed在勻強(qiáng)磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸Pi

:區(qū)速度勻速轉(zhuǎn)動,當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時（）

A.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動的電流

B.線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的電動勢小于繞P2轉(zhuǎn)動時的電動勢

C.線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動時電流的方向相同,都是a-b-c-d

D.線圈繞Pi轉(zhuǎn)動時de邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動E寸de邊受到的安培

力

相同的電阻中,則在1S

A.1：V2B.1:2C.1:4D.1:1

10、在如圖所示電路中，電阻R、電感線圈L、電容器C并聯(lián)接在某一交流電源

上，三個相

同的交流電流表的示數(shù)相同。若保持電源的電壓不變，而將其頻率增大，則三個

電流表的示

數(shù)h、L、L的大小關(guān)系是（）

A.Ii=I2=I3B.Ii>I2>I3

C.Ii>I3>bD.I3>Ii>I2

二、填空題

1、一交變電壓的變化規(guī)律為％=535.8sin314/V，當(dāng)6時線圈相對磁場的

三、計算題

1、一邊長為I的正方形線圈abed繞對稱軸00’在勻強(qiáng)

磁場中轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速為n=120r/min若已知邊長l=20cm,匝

數(shù)N=20,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,求:

(1)轉(zhuǎn)動中的最大電動勢及位置。

(2)從中性面開始計時的電動勢瞬時值表達(dá)式。

(3)從如圖所示位置轉(zhuǎn)過90。過程中的平均電動勢。

2、如圖所示，線圈abed的面積是0.05m2,共100匝；線圈電阻為1。，外

電阻為9。，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T,當(dāng)線圈以300r/min的轉(zhuǎn)速勻

XZV/\z\zX/It

上于中性面開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式。

時電動勢的瞬時值為多大？

E表和電流表的示數(shù)各是多少?

3、如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,有一匝數(shù)為N的矩形線圈，其

面積為S,電阻為r,線圈兩端外接一電阻為R的用電器和

一個交流電壓表。若線圈繞對稱軸00'以角速度/做勻速

轉(zhuǎn)動，則線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90。的過程中,求：

(1)感應(yīng)電動勢的最大值；

(2)交流電壓表的示數(shù)；

(3)通過電阻的電量;

(4)電阻產(chǎn)生的熱量。

【答案與解析】

一、選擇題：

1、【答案】CD

【解析】由交變電流表達(dá)式可知交流電的最大值為50V,有效值為25狡，頻率

為50Hz,周期為0.02s,正確選項為CD。

2、【答案】AC

【解析】電壓的有效值為220V,最大值為220后,角速度為100萬rsd/s,

周期為0.02s,

頻率為50Hz,一個周期改變兩次方向，一秒鐘50個周期,改變方向100次，

故選AC。

3、【答案】A

【解析】交流電流表的讀數(shù)用有效值，電壓的有效值為100V,

電流的有效值/=K=合4=845A，故A正確。

4、【答案】B

【解析】轉(zhuǎn)速：〃'=2〃〃=2①即角速度增大到原來的兩倍

匝數(shù)：M=2N,所以，感應(yīng)電動勢球,=NBS〃=4說

5、【答案】AC

【解析】根據(jù)交變電動勢的表達(dá)式,可知從中性面開始計時,磁通量最大，則A

對B錯；

?=20萬x0.05=4,線圈平面與磁場方向平行,感應(yīng)電動勢為零，可認(rèn)為線圈切

割磁感線的有效速度為零，C對D錯。故正確選項為AC。

6、【答案】D

【解析】從圖中可以看出ti時刻是中性面，通過線圈的磁通量最大，磁通量的

變化率為零，感應(yīng)電動勢為零，每次通過中性面電動勢、電流就改變方向，A錯

B錯C錯，D對。

7、【答案】B

【解析】每個半波都是正弦交流電，在一個周期產(chǎn)生的熱量與正弦交流電相同，

所以有效值等于最大值除以收，即為4VIA。

8、【答案】A

【解析】A、由于它們的角速度相同，線框面積相同，則它們的產(chǎn)生的電動勢最

大值相同，

所以它們的有效值也相同因此線圈繞Pi轉(zhuǎn)動時的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動時的電流,

故A正確

B錯誤；C、相同的線框在勻強(qiáng)磁場中以不同的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動會產(chǎn)生交流電，所以它

們的方向變

化的，故C錯誤；D、線圈繞Pi轉(zhuǎn)動時的電流等于繞P2轉(zhuǎn)動時的電流,而安培

力F=BIL,

則有線圈繞Pi轉(zhuǎn)動時de邊受到的安培力等于繞P2車專動時de邊受到的，故D

錯誤；故選A。

9、【答案】B

【解析】在1s內(nèi)兩電阻消耗的電功之比即功率之比，顯然要求有效值。圖（a）

電流的有效值為/〃=桀，圖（b）正負(fù)半周的最大值相等，電流的有效值為lm

所以也.=圖

_1

=2°

10、【答案】D

【解析】原來交流電流表的示數(shù)相同,只將其頻率增大了，電容器的阻礙作用減

小，與電容器串聯(lián)的電流表示數(shù)變大；電感的阻礙作用變大，與電感串聯(lián)的電流

表示數(shù)變?。慌c電阻串聯(lián)的電流表示數(shù)不變，得b>h>b,故D正確。

二、填空題：

1、【答案】線圈平面與磁場方向平行；線圈平面與磁場方向垂直。

【解析】由電壓的瞬時表達(dá)式可知計時是從中性面開始的，&是角度，寫出角

度就可以知

道了,初=100不、*,即從中性面轉(zhuǎn)過了90。，位置是：線圈平面與磁場

方向平行；

同理當(dāng)時，.=100乃乂士=萬，又到了中性面，位置是：線圈平面與

1()01(X)

磁場方向垂直。

2、【答案】I=2.5A

【解析】交變電流表的示數(shù)為有效值，F(xiàn)RT=(》R；

/2=§所以/=2.54。

4

3、【答案】1.41Af141V;

【解析】電流表、電壓表讀數(shù)是有效值。電壓表讀數(shù)：

。=爸=100/=14W，電流表讀數(shù)：/=$1.41A。

三、計算題：

1、【答案】(1)與磁場平行時,2.0V(2)e=2sin(4nt)V(3)1.28V.

【解析】(1)當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場平行時(SIIB),ab、cd兩邊均垂直切割磁

感線，

角速度(O==2"'12"rad/s=47rrad/s

60

2

這時線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大Em=NBSu)=20x0.2x0.2x2nx2=2.0V;

(2)電動勢瞬時值表達(dá)式為e=Emsinu)t=2sin(4nt)V;

(3)轉(zhuǎn)過90。，磁通量的變化為A。=35,所用時間4=，7=生

4(D

所以平均電動勢￡=〃包=20x竿等=1.28V.

2、【答案】(1)^=50sinl0^V4(/尸6=255(3)U=3L8V。

【解析】(1)(O=Ijin=ITI=10/rrad/s

60

感應(yīng)電動勢的最大值Em=NBSco=100x,x0.05x10萬=50V

n

感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式e=Emsincot=50sinl0^/V

(2)仁-!-s代入瞬時表達(dá)式e=50sinl(hrx,V=50sin生=25舟

30303

(3)電路中電壓表和電流表的示數(shù)為有效值

根據(jù)閉合電路的歐姆定律/=百=學(xué)2