2016-2017學(xué)年高中物理第2章交變電流第2節(jié)交變電流的描述學(xué)業(yè)分層測評粵教版選修3-2

1、表征交變電流的物理量（建議用時：45分鐘）學(xué)業(yè)達標1 .已知交變電流瞬時值的表達式為i=311sin 314t（A）,從t = 0到第一次電流出現(xiàn)峰值的時間為（）A. 0.005 sB. 0.001 sC. 0.02 sD. 0.01 s【解析】由表達式可知Im 311 A,所以當(dāng)電流出現(xiàn)峰值時，sin 314 t = 1,即從t = 兀0到第一次電流出現(xiàn)峰值時，314t=萬，t = 0.005 s , A正確.【答案】A2.（多選）（2016 江門高二檢測）欲增大交流發(fā)電機的感應(yīng)電動勢而不改變頻率，下面 措施中能采用的是（）【導(dǎo)學(xué)號：90270063】A.增大轉(zhuǎn)速B.減小磁感應(yīng)強度C.增加線

2、圈匝數(shù)D.增大線圈的包圍面積【解析】設(shè)線圈匝數(shù)為 N磁感應(yīng)強度為 B,線圈圍成的面積為 S,角速度為 3 ,轉(zhuǎn)32 71n .速為n（轉(zhuǎn)/秒），由Em= NBSo=NBS-2% n,頻率f = 27 = "2'；= n，可知B、C D項只改變 £的大小，沒有改變頻率，但B選項使感應(yīng)電動勢減小，而A項改變了頻率，故選 C D.【答案】CD3.（多選）（2 016 河源高二檢測）矩形線圈的匝數(shù)為 50匝，在勻強磁場中繞垂直于磁場 的軸勻速轉(zhuǎn)動時，穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖2-2-13所示.則下列結(jié)論正確的是（）圖 2-2-13A.在t = 0.1 s和t=0.

3、3 s時，電動勢最大B.在t = 0.2 s 和t=0.4 s 時，電動勢改變方向C.電動勢的最大值是157 VD.在t = 0.4 s 時，磁通量變化率最大，其值為 3.14 Wb/s【解析】在t = 0.1 s和t = 0.3 s時，磁通量最大，但磁通量的變化率最小為零，所以電動勢為零，方向發(fā)生改變；在 t = 0.2 s和t = 0.4 s時，磁通量最小為零，但磁通量的 變化率最大，方向不變；電動勢的最大值£=nBSo =50X0.2 X（2兀/0.4） V = 157 V, EmC D兩項正確.A _, A=nTT，所以3.14 Wb/s【答案】CD4 . 一交變電流的瞬時值

4、表達式為e=380sin 4兀t（V）,將一耐壓值為 360 V的電容器接在該電源兩端，則電容器 （）A.會被擊穿B.不會被擊穿C.時而擊穿時而不會擊穿D.是否會被擊穿，還需看電容【解析】電容器能否被擊穿決定于其耐壓值與交變電流的峰值之間的大小關(guān)系，由于En= 380 V>360 V ,故會被擊穿，故 A正確.【答案】A5 . （2016 北師大附中高二檢測）一矩形線圈繞垂直于勻強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的變化情況如圖2-2-14所示.下面說法中正確的是（）【導(dǎo)學(xué)號：90270064】圖 2-2-14A.t =0時刻線圈處于中性面位置B.t2時刻到

5、t 4時刻線圈轉(zhuǎn)過了1圈C.t 3時刻通過線圈的電流最大D.每當(dāng)e變換方向時，通過線圈的磁通量絕對值都最大【解析】 可通過以下表格對選項逐一分析:選項過程分析結(jié)論At=0時刻，產(chǎn)生的電動勢最大，線圈處于與中性面垂直的位置XB從t2時刻到t4時刻，時間為半個周期，線圈轉(zhuǎn)過0.5圈XCt3時刻，產(chǎn)生的電動勢為零，線圈中的電流為零XD線圈在中，f面時，e變換方向，此時通過線圈的磁通量絕對值最大V【答案】 D6 .（多選）如圖2-2-15所示，形狀或轉(zhuǎn)軸位置不同，但面積均為S的單匝線圈處在同一個磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場中，以相同的角速度3勻速運動，從圖示的位置開始計時，則下列說法正確的是（）圖 2-

6、2-15湛 a*IA.感應(yīng)電動勢最大值相同B.感應(yīng)電動勢瞬時值不同C.感應(yīng)電動勢最大值、瞬時值都不同D.感應(yīng)電動勢最大值、瞬時值都相同【解析】感應(yīng)電動勢的最大值為 En= BSw , A正確；感應(yīng)電動勢的瞬時值 e=Esin 3 t與轉(zhuǎn)軸位置無關(guān)，圖中都以中性面位置計時，故瞬時值相同，D正確，B C錯誤.【答案】AD7 .如圖2-2-16所示，虛線 OO的左邊存在著方向垂直于紙面向里的勻強磁場，右邊 沒有磁場.單匝矩形線圈 abcd的對稱軸恰與磁場右邊界重合，線圈平面與磁場垂直.線圈 沿圖示方向繞 OO軸以角速度 少勻速轉(zhuǎn)動(即ab邊先向紙外、cd邊先向紙里轉(zhuǎn)動)，規(guī)定 沿a-b-c-d-a方

7、向為感應(yīng)電流的正方向.若從圖示位置開始計時， 下圖中四個圖象能正確表示線圈內(nèi)感應(yīng)電流i隨時間t的變化規(guī)律的是()i-t圖象正確的為 B.311 V,線圈在磁場中100 Q,試寫出通【解析】在0T內(nèi)，ab-側(cè)的線框在磁場中繞00轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦式交流電，電流方 向由楞次定律判斷為 dcba且越來越大.TT內(nèi)，ab 一側(cè)線框在磁場外，而 dc 一側(cè)線框又進入磁場產(chǎn)生交流電，電流方向為dcba且越來越小，以此類推，可知【答案】 B8. 一臺發(fā)電機產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動勢的最大值為轉(zhuǎn)動的角速度是 100兀rad/s.(1)寫出感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式；(2)若該發(fā)電機只與含電阻的負載組成閉合電路，

8、電路中的總電阻為1過負載的電流的瞬時值表達式.在t =120 s時電流的瞬時值為多少？【導(dǎo)學(xué)方：90270065】【解析】(1)因為電動勢的最大值 En= 311 V,角速度3 = 100兀rad/s ,所以電動勢的瞬時值表達式是 e= 311sin 100兀t (V).(2)根據(jù)歐姆定律，電路中電流的最大值為：En 311Im=100 A = 3.11 A所以通過負載的電流的瞬時值表達式是i =3.11sin 100 兀 t(A).1 ,，一一當(dāng)t=120 s時，電流的瞬時值為：i =3.11sin(100兀 X -t-t) A =120，13. 11X2 A= 1.555 A.【答案】(1

9、)e=311sin 100 7tt(V)(2) i =3.11sin 100 兀 t(A)1.555 A能力提升9 .(多選)(2016 徐州高二檢測)一單匝矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸線勻 速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生正弦式交變電流，其電動勢的變化規(guī)律如圖2-2-17線a所示，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，電動勢的變化規(guī)律如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個正弦式交變電流的說法正確的是()圖 2-2-17A.從圖線可算出穿過線圈磁通量的最大值10 線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為2 : 3C.在圖線a和b中，t = 0時刻穿過線圈的磁通量均為零D.圖線b電動勢的瞬時值表達式為e=100sin *三t (V)一，一八一 &

10、【解析】 根據(jù)圖線a：感應(yīng)電動勢最大值 Em= BSw =m3 ,因此磁通量最大值 m=3 a= 詈=-Wb, A正確；線圈先后兩次周期之比 Ta=0-04"S- = |, " =，= = 3, B錯誤；tC錯誤；感應(yīng)電動勢最大值 Em2 兀 兀Tb 0.06 S 3 nb f b Ta 2 =0時刻感應(yīng)電動勢為零，線圈與中性面平行，磁通量最大,E (Da 2/ 32= BSw,因此h=2- =3,即 &=23=100 V,圖線b的電動勢瞬時值表達式為e國 3 b 2 71fb 23100= &sin 3 bt = 100sin 3t (V) , D正確.【

11、答案】AD10. 如圖2-2-18甲所示，一矩形線圈 abcd放置在勻強磁場中，并繞過 ab、cd中點的軸oo以角速度 3逆時針勻速轉(zhuǎn)動.若以線圈平面與磁場夾角e =45。時(如圖乙所示)為計時起點，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時電流方向為正.則下列選項中正確的是()甲乙圖 2-2-18714，B. t2時刻于b點來說,【解析】由楞次定律可知，t = 0時電流方向為負，線圈平面與中性面的夾角為兀兀線圈再轉(zhuǎn)過 了至U達中性面；所以線圈中的感應(yīng)電流為i=Imsin w t - , D正確.【答案】 D11. (2016 九江高二檢測)一根長直的通電導(dǎo)線中的電流按正弦規(guī)律變化，如圖2-2-19(a)、(b

12、)所示，規(guī)定電流從左向右為正.在直導(dǎo)線下方有一不閉合的金屬框，則相對A. t1時刻D. t4時刻C. t3時刻【解析】 線框中的磁場是直線電流 i產(chǎn)生的，在ti、t3時刻，電流i最大，但電流的 變化率為零，穿過線框的磁通量變化率為零，線框中沒有感應(yīng)電動勢，a、b兩點間的電勢差為零.在t2、t4時刻，電流i =0,但電流變化率最大，穿過線框的磁通量變化率最大，ab兩點間的電勢差最大，再根據(jù)楞次定律可得出a點相對b點電勢最高的時刻在t4.【答案】D12. 一個在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動的線框，當(dāng)線框轉(zhuǎn)至中性面時開始.1 1計時.t1=60 s,線框中感應(yīng)電動勢為50 v,當(dāng)八元s時，線框中感應(yīng)電動勢為5H3 v,求：（1）感應(yīng)電動勢的最大值；（2）線框轉(zhuǎn)動的角速度的大??；e= Esinw t.（3）線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式.【解析】計時起點為中性面，因此交變電流的瞬時值表達式將已知條件代入得到150