高中物理 第五章 交變電流 5.1 交變電流課時(shí)提升作業(yè)（七）新人教版選修3-2

1、課時(shí)提升作業(yè)(七)交變電流(40分鐘50分)一、選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分。多選題已在題號(hào)后標(biāo)出)1.(多選)圖中哪些線圈中產(chǎn)生了交流電()【解析】選B、C、D。由正弦式電流的產(chǎn)生條件可知，轉(zhuǎn)軸必須垂直于磁感線，但對(duì)線圈的形狀沒有特別要求，故A情況下不會(huì)產(chǎn)生交變電流，而B、C、D情況下會(huì)產(chǎn)生。2.(2015如皋高二檢測(cè))某線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖像如圖所示，由圖中信息可以判斷()A.在A和C時(shí)刻線圈處于中性面位置B.在B和D時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零C.從O時(shí)刻到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過的角度為2D.若從O時(shí)刻到B時(shí)刻歷時(shí)0.02s，則交變電流的頻率為5

2、0Hz【解析】選C。A、C時(shí)刻電流最大，位于與中性面垂直的位置，A錯(cuò)。B、D時(shí)刻，電流最小，處于中性面位置，磁通量最大，B錯(cuò)。從O到D是一個(gè)周期，線圈轉(zhuǎn)過的角度為2，C對(duì)。若從O時(shí)刻到B時(shí)刻歷時(shí)0.02s，則交變電流的頻率為25Hz，D錯(cuò)。3.交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為e=Emsint，若將發(fā)電機(jī)的角速度提高一倍。同時(shí)將線框所圍面積減小一半，其他條件不變，則其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)?)A.e=EmsinB.e=2EmsinC.e=Emsin2tD.e=sin2t【解析】選C。由題知=2，S=，又由Em=nBS知Em=Em，故e=Emsint=Emsin2t，C對(duì)?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】已知交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)

3、式是i=10sin100tA，從t=0到第一次出現(xiàn)最大值的時(shí)間是()A.sB.sC.sD.s【解析】選C。從交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式i=10sin100tA可以看出，該交流電是從中性面開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過出現(xiàn)最大值，依據(jù)T=s=s，t1=s。4.(2015肇慶高二檢測(cè))圖中矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以ad邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為e=5sin20tV，則以下判斷正確的是()A.當(dāng)線圈平面與中性面垂直時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流為0B.當(dāng)線圈平面與中性面重合時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為5VC.此線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為HzD.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變一次【解析】選C。當(dāng)線圈平面與中性面垂直時(shí)，線圈的磁通

4、量為零，磁通量的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)線圈平面與中性面重合時(shí)，線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤；角速度=20，根據(jù)=2f，得出頻率f=，所以C項(xiàng)正確；線圈每經(jīng)過一次中性面，感應(yīng)電流的方向改變一次，每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，經(jīng)過兩次中性面，感應(yīng)電流的方向改變兩次，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.(2015蘇州高二檢測(cè))如圖所示，一矩形線圈繞與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的中心軸OO沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，引出線的兩端分別與相互絕緣的兩個(gè)半圓形銅環(huán)M和N相連。M和N又通過固定的電刷P和Q與電阻R相連。在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，通過電阻R的電流()A.大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化B.大

5、小和方向都不隨時(shí)間做周期性變化C.大小不斷變化，方向總是PRQD.大小不斷變化，方向總是QRP【解析】選C。在圖示位置時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由右手定則可知，ab邊的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向由ba，cd邊感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由dc，通過電刷將電流引出，在外電路中的電流方向?yàn)镻RQ，轉(zhuǎn)過180后，ab、cd邊位置交換，但電流方向仍為PRQ，故選項(xiàng)C正確。二、非選擇題(本題共2小題，共20分。需寫出規(guī)范的解題步驟)6.(10分)(2015嘉興高二檢測(cè))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B=0.5T，線圈匝數(shù)n=50，每匝線圈面積0.48m2，轉(zhuǎn)速150r/min，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，從圖示位置開始計(jì)時(shí)

6、。(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e-t圖線?！窘馕觥?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e=Emsint，其中Em=nBS。由題意知n=50，B=0.5T，=rad/s=5rad/s，S=0.48m2，Em=nBS=500.50.485V188V，所以e=188sin5t(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，T=0.4s，e-t圖線如圖所示。答案：(1)e=188sin5t(V)(2)見解析7.(10分)一臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為311V，線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是100rad/s。(1)寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。(2)若該發(fā)電機(jī)只與阻值為100的電阻組成閉合電路。試寫出通過負(fù)載的電流瞬時(shí)值表達(dá)式?！窘馕觥?1)因?yàn)殡妱?dòng)勢(shì)最大值Em=311V，角速度=100rad/s，所以電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式：e=311sin100tV。(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得：i=3.