交變電流的描述（提高）同步作業(yè)-【新教材】人教版高中物理選擇性必修（word含答案）

高中物理選擇性必修第二冊第三章交變電流第2節(jié)交變電流的描述（提高）一、單項選擇題1．如圖所示，一矩形金屬線圈在勻強磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢的圖象如u-t圖中的正弦曲線所示，則下列說法正確的是（）A．t=0時刻，穿過線圈平面的磁通量最小B．t=3×l0-2s時刻，穿過線圈平面的磁通量變化率最小C．線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/sD．線圈中感應(yīng)電動勢的表達(dá)式為2．如圖所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時間的變化關(guān)系，若使這兩種電流分別通過兩個完全相同的電阻，則經(jīng)過的時間，兩電阻消耗的電功之比為（）A． B． C． D．3．如圖甲是小型交流發(fā)電機，兩磁極間的磁場可視為勻強磁場，一個100匝的矩形線圈（內(nèi)阻不計）繞垂直于磁場方向的軸OO＇勻速轉(zhuǎn)動，某位置開始計時產(chǎn)生的交變電動勢圖像如圖乙所示，已知磁感應(yīng)強度B=，則（）A．t=0時刻，線圈平面與磁感線平行B．線圈的面積S為C．它可使“220V，60W”的燈泡正常發(fā)光，也可使擊穿電壓為220V的電容器正常工作D．以此作為電源，每通過1C的電量，消耗的電能為220J4．邊長為a的N匝正方形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線且與線圈在同一平面內(nèi)的對稱軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n，線圈所圍面積內(nèi)的磁通量Φ隨時間t變化的規(guī)律如圖所示，圖像中Φ0為已知．下列說法正確的是（）A．t1時刻線圈中感應(yīng)電動勢最大B．t2時刻線圈中感應(yīng)電流方向發(fā)生變化C．勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為D．線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式為e＝2nNπΦ0sin2πnt5．2019年3月14日，中國家電及消費電子博覽會在上海盛大開幕，家電展上有些國家家用電器的額定電壓和我國是不同的，例如美國家用電器額定電壓值為110V．已知某電源輸出的交變電壓的表達(dá)式為，下列說法正確的是（）A．用電壓表測該電源的電壓，其示數(shù)為VB．將該電壓加在110Ω的電阻兩端，則該電阻消耗的電功率為110WC．交流電的頻率為60Hz，電流方向每秒改變60次D．當(dāng)時電壓表瞬間示數(shù)為0V6．如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，矩形線圈在磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與一只電阻為10的燈泡連接，矩形線圈內(nèi)阻為2，面積為0.01m2，發(fā)電機正常工作時燈泡中電流i隨時間t變化的規(guī)律圖像如圖乙所示。則發(fā)電機內(nèi)矩形線圈匝數(shù)為（）A．96 B．80 C．48 D．407．如圖所示，電阻為r的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動。t=0時，線圈平面與磁場垂直，各電表均為理想交流電表，則（）A．t=0時，線圈中的感應(yīng)電動勢最大B．1s內(nèi)電路中的電流方向改變了次C．滑片P向下滑動時，電壓表的讀數(shù)變大D．線圈勻速運動的角速度變?yōu)?倍時，電阻R的電功率也變?yōu)?倍8．如圖所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為r，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，下列判斷正確的是（）A．電壓表的讀數(shù)為B．通過電阻R的電荷量為q=C．電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱為Q=D．當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過時的電流為9．如圖所示，粗細(xì)均勻的單匝等邊三角形導(dǎo)線框單位長度的電阻為r，繞著垂直于勻強磁場的軸OO’勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度為ω。若線框邊長為L，磁感應(yīng)強度為B，圖中所示為t=0時刻線框與磁場平行，則下列說法中正確的是（）A．此時線框中的磁通量最大B．此時a、b兩點的電壓C．若導(dǎo)線框轉(zhuǎn)過90°后開始計時，則產(chǎn)生的交流電的有效值將會變小D．從t=0時刻起，線框轉(zhuǎn)過90°的時間內(nèi)，流過線框橫截面的平均電荷量10．如圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極之間的磁場可視為勻強磁場，一矩形金屬線圈繞與磁場方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示。發(fā)電機線圈內(nèi)阻為r=1Ω，外接一只演示用的霓虹燈，霓虹燈的電阻為RL=9Ω，霓虹燈的啟動、熄滅電壓分別為20V、50V（即加在霓虹燈兩端的電壓的瞬時值大小在18~40V范圍內(nèi)都能發(fā)光），不計電路中的其他電阻，則（）A．乙圖中的電動勢隨時間變化的圖像是從甲圖的圖示時刻開始計時的B．該發(fā)電機發(fā)出的交變電流的電動勢的有效值為VC．該發(fā)電機發(fā)出的交變電流的電動勢的平均值為VD．霓虹燈正常使用1min的發(fā)光時間為30s二、多項選擇題11．圖甲是一臺小型發(fā)電機的構(gòu)造示意圖，線圈逆時針轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢e隨時間t按照正弦規(guī)律變化，如圖乙所示。發(fā)電機線圈的內(nèi)電阻不計，外接燈泡的電阻為12Ω。則（）A．在t=時刻，穿過線圈的磁通量為零B．t=時，電壓表的示數(shù)為6VC．燈泡消耗的電功率為3WD．若其它條件不變，僅將線圈的轉(zhuǎn)速提高一倍，則線圈電動勢的表達(dá)式e=sin200πt（V）12．如圖所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，設(shè)線圈的兩個邊長ad和cd分別是L2和L1，線圈的面積則為，轉(zhuǎn)動的角速度是，磁場的磁感應(yīng)強度為B，則（）A．線圈繞P1轉(zhuǎn)動時的線圈中的感應(yīng)電動勢一直不變B．線圈繞P1轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時線圈中的感應(yīng)電動勢為C．線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動時電流的方向相同，都是a→b→c→d→aD．當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時，繞P1轉(zhuǎn)動的電動勢等于繞P2轉(zhuǎn)動時的電動勢13．如圖所示，在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的矩形線圈的周期大小為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向，線圈電阻為2Ω。從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉(zhuǎn)過60°時感應(yīng)電流為1A．那么（）A．線圈消耗此交流電的電功率為4WB．線圈中產(chǎn)生此交流電電流的有效值為2AC．線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=D．從圖示位置開始轉(zhuǎn)過90°的過程中，通過線圈的電量為C14．如圖所示，N匝矩形導(dǎo)線框以角速度ω繞對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線框面積為S，線框電阻、電感均不計，在OO′左側(cè)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，外電路接有電阻R和理想電流表A，那么可以確定的是（）A．從圖示時刻起，線框產(chǎn)生的瞬時電動勢為e=B．電流表的示數(shù)I=C．R兩端電壓的有效值D．一個周期內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量15．如圖所示，磁極N、S間的磁場看做勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B0，矩形線圈ABCD的面積為S，共n匝，內(nèi)阻為r，線圈通過滑環(huán)與理想電壓表V和阻值為R的定值電阻相連，AB邊與滑環(huán)E相連；CD邊與滑環(huán)F相連。若線圈正在繞垂直于磁感線的軸OO＇以角速度ω逆時針勻速轉(zhuǎn)動，圖示位置恰好與磁感線垂直。以下說法正確的是（）A．線圈在圖示位置時，電阻R中的電流方向為自M到NB．線圈自圖示位置開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過電阻R的電量為C．線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中克服安培力做的功為D．線圈在圖示位置時電壓表的示數(shù)為0三、填空題16．如圖所示為一交變電流隨時間變化的圖象，則此交變電流的有效值是________A．17．如圖所示，一個邊長L=10cm，匝數(shù)N=100匝的正方形線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強度B=，角速度ω=10πrad/s，外電路電阻R=Ω，線圈內(nèi)阻r=Ω．則線圈轉(zhuǎn)動的周期________，感應(yīng)電動勢的最大值________；線圈由圖中所示位置開始計時，感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式________．18．如圖所示，單匝矩形線框面積為，電阻為，處于水平方向勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為．線框可以繞著邊以角速度勻速運動，當(dāng)線框轉(zhuǎn)至如圖位置時為計時起點，（1）線框中感應(yīng)電動勢的最大值__________．（2）線框中感應(yīng)電流的瞬時值表達(dá)式為__________．（3）線框從此位置開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過線框的電量__________．（4）一個周期內(nèi)線框中產(chǎn)生的熱量__________．四、解答題19．如圖所示，矩形線圈abcd的匝數(shù)為N=100匝，線圈ab的邊長為L1=，bc的邊長為L2=，在磁感應(yīng)強度為B=的勻強磁場中，繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO′軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動的角速度ω=100rad/s，若線圈自身電阻為r=1Ω，負(fù)載電阻R=9Ω。設(shè)由圖示位置開始計時，求：(1)穿過線圈平面的最大磁通量；(2)線圈產(chǎn)生的交變電動勢的瞬時值表達(dá)式；(3)1min時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q。20．如圖（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸按如圖所示方向勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)、電阻，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。在時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量隨時間t按圖（乙）所示正弦規(guī)律變化。（取）求：（1）交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值；（2）從時刻開始計時，線圈轉(zhuǎn)過時線圈中感應(yīng)電流瞬時值及回路中的電流方向；（3）電路中交流電壓表的示數(shù)；（4）從圖示位置轉(zhuǎn)過，整個回路的焦耳熱？21．如圖，正方形線圈abcd繞對稱軸OO′在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n=r/min。已知ab=ad=10cm，匝數(shù)N=1000，磁感應(yīng)強度B=10T，圖示位置線圈平面與磁感線平行。線圈總電阻r=4Ω，外接電阻R=12Ω，交流電壓表為理想表，求：(1)從如圖位置開始計時，寫出感應(yīng)電流瞬時值表達(dá)式；(2)交流電壓表的示數(shù)；(3)從如圖位置開始，轉(zhuǎn)過60°的過程中通過線圈某橫截面的電量；(4)線圈轉(zhuǎn)動一周外力做的功。參考答案一、單項選擇題12345678910CCBCBACBDD二、多項選擇題1112131415BCBDADABCBC三、填空題16．17．e=πt18．（1）（2）（3）（4）四、解答題19．(1)；(2)e=200cos100t（V）；(3)×105J【解析】(1)穿過線圈平面的最大磁通量Φm=BS=(2)感應(yīng)電動勢的最大值Em=NBSω=200Vt=0時線圈平面與磁感線平行，寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=Emcosωt=200cos100t（V）(3)電動勢有效值電流有效值則1分鐘時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q的大小Q=I2Rt=×105J20．（1）200V；（2）1A，電流方向abcda；（3）；（4）【解析】（1）由-t圖線可知：m=×10-2Wb，T=×10-2s角速度為所以（2）產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式為e=200c