交變電流規(guī)律的應(yīng)用課后作業(yè)第三課時(shí)

1、交變電流規(guī)律的應(yīng)用課后作業(yè)(第三課時(shí))1. 如圖所示，面積均為s的單匝線圈繞其對稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場8中以角速度口勻速轉(zhuǎn)動，能產(chǎn)生正弦交變電動勢e=bscosin cot的圖是b5.如圖所示, 強(qiáng)度 b=0.01 t.2. 矩形線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場且沿線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是()a. 當(dāng)線框位于中性面時(shí)，線框中感應(yīng)電動勢最大b. 當(dāng)穿過線框的磁通量為零時(shí)，線框中的感應(yīng)電動勢也為零c. 每當(dāng)線框經(jīng)過中性面時(shí)，感應(yīng)電動勢或感應(yīng)電流方向就改變一次d. 線框經(jīng)過中性面時(shí)，各邊不切割磁感線3. 如圖所示，閉合的矩形導(dǎo)體線圈瀝cd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸。勻速 轉(zhuǎn)

2、動.沿著。方向觀察，線圈順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動.已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為8,線圈匝 數(shù)為，瀝邊的邊長為li,邊的邊長為l2,線圈電阻為r,轉(zhuǎn)動的角速度為co,則當(dāng)線 圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)膈 ()a .線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaq - 廠b.線圈中的感應(yīng)電動勢為2網(wǎng)2口!；c 穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化率最大!d.線圈泌邊所受安培力的大小育叫或1一4. 電吉他是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種樂器.如圖甲所示為電吉他的拾音器的原理圖,在金屬弦的下方放置有一個(gè)連接到放大器 的螺線管.一條形磁鐵固定在管內(nèi)，當(dāng)撥 動金屬弦后，螺線管內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流, 經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后可將電信號轉(zhuǎn)為聲音信 號.若由于金屬弦的振

3、動，螺線管內(nèi)的磁 通量0隨時(shí)間，的變化如圖乙所示，則螺 線管內(nèi)感應(yīng)電流，隨時(shí)間t變化的圖象為矩形線圈邊長為瀝=20 cm, bc=0 cm,匝數(shù)n=100匝，磁場的磁感應(yīng) 當(dāng)線圈以 = 50r/s的轉(zhuǎn)速從圖示位置開始逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動時(shí).求：(1) 線圈中交變電動勢瞬時(shí)值表達(dá)式；從線圈開始轉(zhuǎn)動起，經(jīng)0.01 s時(shí)感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值.6.如圖所示，矩形線圈瀝&繞軸。勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電，在圖示位置開始計(jì)時(shí)，則下 列說法正確的是a.b.c.d.7.，=0時(shí)穿過線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大s（t為周期）時(shí)感應(yīng)電流沿abeda方向若轉(zhuǎn)速增大為原來的2倍，則交變電流的頻率是原來的2倍若轉(zhuǎn)速增大

4、為原來的2倍，則產(chǎn)生的電流有效值為原來的4倍如圖所示，一個(gè)單匝矩形導(dǎo)線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸。勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn) 動周期為te線圈產(chǎn)生的電動勢的最大值為品，則線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值為"em線圈轉(zhuǎn)動過程中穿過線圈的磁通量的最大值為籍線圈轉(zhuǎn)動過程中磁通量變化率的最大值為em 經(jīng)過271）的時(shí)間，通過線圈電流的方向改變2次 如圖所示，邊長為乙=0.2m的正方形線圈泌以，其匝數(shù)a.b.c.d.8.阻為尸=2q,外電路的電阻為r=8q, ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線00，bx=10,總電xxx xn.x恰好位于勻強(qiáng)磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b=1t,若線圈從圖示 位置開始，以角速度

5、= 2 rad/s繞軸勻速轉(zhuǎn)動.則以下判斷中正確的是 （ ）a. 在1=兀/4時(shí)刻，磁場穿過線圈的磁通量為零，但此時(shí)磁通量隨時(shí)間 變化最快b. 閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式e=0.8sin 2tc. 從，=0時(shí)刻到，=兀/4時(shí)刻，電阻r上產(chǎn)生的熱量為。=3.2兀'10一勺d. 從，=0時(shí)刻到，=勿/4時(shí)刻，通過r的電荷量q=0.02 c9. 如圖所示，矩形線圈abed,面積為s,匝數(shù)為n,線圈電阻為r,在勻強(qiáng)磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸p和pi以相同的角速度®勻速轉(zhuǎn)動（r以泌邊為軸，pi以ad 邊中點(diǎn)與施邊中點(diǎn)的連線為軸），當(dāng)從線圈平面與磁場方向平行開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)

6、過90。的 過程中，繞r及p2軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交流電的電流大小、電荷量及焦耳熱 分別為【1、qi、q1及，2、02、。2，則下面判斷正確的是（a.線圈繞r和尸2軸轉(zhuǎn)動時(shí)電流的方向相同，都是。一bctddnbs_ _ _ nbcos n 八八 _ 頑*s）2b q>qic. i1i2皿rd q<qio'!xxxa._；_b；x x xb1:x * x xx x10.如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一種振動發(fā)電裝置的示意圖，它的結(jié)構(gòu)是一個(gè)套在輻向形 永久磁鐵槽中的半徑為尸=0.10 m、匝數(shù)77=20匝的線圈，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻 分布（其右視圖如圖乙所示）.在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)

7、度b的大小均為b=0.20/”t,線圈 的電阻為ri=0.50d它的引出線接有&=9.5。的小電珠.外力推動線圈框架的p端，使 線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動，便有電流通過小電珠.當(dāng)線圈運(yùn)動速度u隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖 丙所示時(shí)（摩擦等損耗不計(jì)）求：（1）小電珠中電流的最大值；（2）電壓表的示數(shù)；（3）/=0.1 s時(shí)外力f的大小.m、剖面圖甲11.如圖所示，一個(gè)半徑為尸的半圓形線圈，以直徑瀝為軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為，油的左側(cè)有垂直于紙面向里（與瀝垂直）的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為bm和n 是兩個(gè)集流環(huán)，負(fù)載電阻為r,線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì).求：（1）感應(yīng)電動勢的最大值；（2）從圖示位置起轉(zhuǎn)過1

8、/4轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，負(fù)載電阻r上產(chǎn)生的熱量；（3）從圖示位置起轉(zhuǎn)過1/4轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，通過負(fù)載電阻r的電荷量；（4）電流表的示數(shù).1. 答案 a解析蚤圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸（軸在線圈所在平面內(nèi)）勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的正 弦交變電動勢為e=bscosincot,由這一原理可判斷，a圖中感應(yīng)電動勢為e=bs/in仞；b 圖中的轉(zhuǎn)動軸不在線圈所在平面內(nèi)；c、d圖轉(zhuǎn)動軸與磁場方向平行，而不是垂直.2. 答案 cd解析 線框位于中性面時(shí)，線框平面與磁感線垂直，穿過線框的磁通量最大，但此時(shí)切割磁 感線的兩邊速度方向與磁感線平行，不切割磁感線，穿過線框的磁通量的變化率等于零，所 以感應(yīng)電動勢等于零，感應(yīng)電動

9、勢或感應(yīng)電流的方向在此時(shí)刻改變.垂直于中性面時(shí)，穿過 線框的磁通量為零，切割磁感線的兩邊的速度與磁感線垂直，有效切割速度最大，此時(shí)穿過 線框的磁通量的變化率最大，所以感應(yīng)電動勢最大.故c、d正確.3. 答案 ac解析當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda,選項(xiàng)a 正確；圖示位置穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化率最大，感應(yīng)電動勢最大，線圈中的感應(yīng)電 動勢為nbllco,選項(xiàng)b錯(cuò)誤，c正確；線圈ab邊所受安培力的大小為f=0,選項(xiàng)d錯(cuò)誤.4. 答案b解析 由感應(yīng)電流公式/=專=，能，感應(yīng)電流大小與磁通量的變化率有關(guān)，在一，圖線上 各點(diǎn)切線的斜率的絕對值表示感應(yīng)電流的大小

10、，斜率的正、負(fù)號表示電流的方向；根據(jù)題圖 乙，在0/o時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電流/的大小先減小到零，然后再逐漸增大，電流的方向改變一 次，同理分析布2布時(shí)間內(nèi)，只有選項(xiàng)b符合要求.5. 答案（l）e=6.28sin （100心+g） v （2）3.14 v解析（1）線圈的角速度為（0=271/1= loon rad/s產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為en、=nbes=nb（dcibbc=g28 v.又剛開始轉(zhuǎn)動時(shí)線圈平面與中性面夾角為30。=普 故線圈中交變電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為兀71e=£n】sin （如+g） = 6.28sin（1007r，+m）v.把r=0.01 s代入上式，可得此時(shí)感應(yīng)電動

11、勢的瞬時(shí)值：g= 3.14v.6. 答案 bc解析血圖所示時(shí)刻，ab. m邊切割磁感線的有效速率為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零，感 應(yīng)電流為零，a錯(cuò)誤；根據(jù)線圈的轉(zhuǎn)動方向，確定f時(shí)線圈的位置，用右手定則可以確定線 圈中的感應(yīng)電流沿瀝cd。方向，b正確；根據(jù)轉(zhuǎn)速和頻率的定義可知c正確；根據(jù)co = inf, em=nbsco,=務(wù)/?？芍娏饔行е底?yōu)樵瓉淼?倍，d錯(cuò)誤.7. 答案bc解析 由交變電流有效值和最大值的關(guān)系可知線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值為寺選項(xiàng)a 錯(cuò)誤；由題意知線圈產(chǎn)生的電動勢的最大值為elbscd = b辮:，故線圈轉(zhuǎn)動過程中穿過線 圈的磁通量的最大值bs=票,選項(xiàng)b正確；線圈轉(zhuǎn)動過程

12、中磁通量變化率的大小等于產(chǎn) 生的感應(yīng)電動勢的大小，選項(xiàng)c正確；正弦式交變電流一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化兩次，經(jīng) 過2孔的時(shí)間，通過線圈電流的方向改變4次，選項(xiàng)d錯(cuò)誤.8. 答案ad解析線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，em=nbsoj=oa v, b項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)線圈平面與磁場平行時(shí)磁通量變化最快，a正確；qr=前=點(diǎn)'+ jrt = 1.6函0-3 j, c錯(cuò)；福e=°°2 c，d正確.9. 答案c解析 繞pi、p?軸轉(zhuǎn)動時(shí)電流的方向相同，電流的方向都是(idtctbici, a錯(cuò)；電荷量 g= 零，與繞哪個(gè)軸轉(zhuǎn)動沒有關(guān)系，b項(xiàng)錯(cuò)；線圈繞兩軸轉(zhuǎn)動時(shí)產(chǎn)生的電動勢相同，所以 電流相同，發(fā)熱也相

13、同，c對，d錯(cuò).10. 答案(1)0.16 a (2)1.07 v (3)0.128 n解析(1)由題意及法拉第電磁感應(yīng)定律知道，由于線圈在磁場中做往復(fù)運(yùn)動，產(chǎn)生的感應(yīng) 電動勢的大小符合正弦曲線變化規(guī)律，線圈中的感應(yīng)電動勢的最大值為：em=nblv=27inbrvm.電路總電阻為r】+&,那么小電珠中電流的最大值為27ibrvm 2tix20x0.2x0. 1x2 入 719.5+0.5(2)電壓表示數(shù)為有效值"=金=乎/狀2=爭0.16乂9.5 v=0.76s 1.07 v. 當(dāng)1=0.1 s也就是日時(shí)，外力f的大小為f= nb2nrim = r +r =0.128 n.m葺 /,、f , - ti4b2fan - tibi2 irrnb11.答案(1)兀07戶(2) 8r(3)云-(4) 2r解析(1)線圈繞軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，在電路中，產(chǎn)生如圖所示的交變電流.此交變電動勢的最大值為昂=3sc