電感和電容對交變電流的影響4

考點訓練37交變電流的產(chǎn)生和描述、電感和電容對交變電流的影響一、本題共10小題，每小題6分，共60分.在每小題給出的四個選項中有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得6分，選不全的得3分，有錯選或不答的得0分.（2006全國第四次大聯(lián)考）一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖甲所示,則下列說法中正確的是（）t=0時刻，線圈平面與中性面垂直t=0.01s時刻，①的變化率最大t=0.02s時刻,交流電動勢達到最大該線圈相應(yīng)產(chǎn)生的交流電動勢的圖象如圖乙所示答案：B△中解析：明確中性面和中性面的垂面的特點，線圈處在中性面時：①最大，人（①的變化率最小為At△中 A① A中0，e=n =0，i=0;線圈平面與中性面垂直時,少=0, 最大，e=n 最大,i最大.由此可知：唯一正確的選項At At At為B.有一個電子器件，當其兩端電壓高于100V時導電，等于或低于100V時則不導電,若把這個電子器件接到100V、50Hz的正弦交流電源上,這個電子器件將（）不導電每秒鐘導電50次每秒鐘內(nèi)導電100次每次導電的時間為0.005s答案：CD解析：由e=Emsinst可知100=100】2sin100nt所以sin100nt=所以sin100nt=?=2nf=100n100nt=:，所以t=^s=0.25x10-2s4 400所以每次導電時間間隔為0.005s.畫出其et圖如圖，由圖可知：每個周期導電2次，每秒導電100次，綜上可知：C、D選項正確.航帆教育隨堂知識題庫（2006山東濟南二模廣二分頻”音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚聲器，它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段,分別稱為高音揚聲器和低音揚聲器，音箱要將擴音機送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來，送往相應(yīng)的揚聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機械振動.下圖為音箱的電路圖，高、低頻混合電流由a、b端輸入二］和L2是線圈,C1和C2是電容器（）甲揚聲器乙揚聲器甲揚聲器乙揚聲器甲揚聲器是高音揚聲器b.c2的作用是阻礙高頻電流通過乙揚聲器C.L1的作用是阻礙低頻電流通過甲揚聲器d.l2的作用是減弱乙揚聲器的低頻電流答案：D解析：由電感器和電容器對交流電的阻礙作用（即電感器：通低頻、阻高頻,XL=2nfL電容器：通高頻、阻低頻，容抗乂尸號二）可知：甲是低音揚聲器，乙是高音揚聲器.L1作用：阻礙高頻電流通過甲揚聲器；l22fC作用：減弱乙揚聲器的低頻電流,C2的作用是讓高頻電流通過乙揚聲器.故D正確.據(jù)某報刊報道，美國一家公司制成了一種不需要電池供電的“警示牌”,使用時只要用絕緣絲線將牌子掛到輸電線上，如果這條輸電線上有電流流過,牌子上會顯示出一個分外明亮的英文詞語“ON”,它類似于我國的“小心觸電”或“高壓危險”一類牌子,這對于防止誤觸電起到了警示作用.關(guān)于這則消息，你的觀點是（）沒有工作電源，卻能夠發(fā)出一個明亮的英文詞語“ON”,顯然違背了能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，這是條假新聞,沒有科學依據(jù)這種牌子內(nèi)部必定隱藏有太陽能電池為其供電，不然絕不會發(fā)出明亮的英文詞語“ON”,這是條故弄玄虛的消息,但有科學依據(jù)這種牌子只能掛在有交變電流流過的輸電線上，才會發(fā)出明亮的英文詞語“ON”,這是條真實的消息，完全有科學依據(jù)這種牌子不論掛在有交變電流還是有穩(wěn)恒電流流過的輸電線上，都會發(fā)出明亮的英文詞語“ON”,這是條真實的消息，有科學依據(jù)答案：C解析：有交變電流流過輸電線時在警示牌中引起了變化的磁通量，于是形成感應(yīng)電流對警示牌發(fā)光部件供電,使其顯示字樣“ON”,這符合科學道理，應(yīng)是條真實的消息.選C.一矩形閉合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，下述說法正確的是（）穿過線圈的磁通量最大時,線圈中感應(yīng)電流最大穿過線圈的磁通量為零時,線圈中感應(yīng)電流最大若加大線圈的轉(zhuǎn)速（其他條件不變），則線圈中交變電流的頻率變大若加大線圈的轉(zhuǎn)速（其他條件不變），則線圈中交變電流的最大值不變答案：BC解析：這是一個發(fā)電機模型的題目，由法拉第電磁感應(yīng)定律E=BLv知，當線圈平面與磁場方向垂直時，穿過線圈的磁通量最大，但導體的運動方向正好與磁感線平行，即不切割磁感線，故線圈中感應(yīng)電流為零，故選

航帆教育隨堂知識題庫項A是錯誤的.當線圈平面與磁場方向平行時，穿過線圈的磁通量為零，但導體的運動方向正好與磁感線垂直,即垂直切割磁感線，故線圈中感應(yīng)電流最大,故選項B是正確的.若加大線圈的轉(zhuǎn)速，線圈中的交變電流頻率將變大，選項C正確.轉(zhuǎn)速增大，也會增大導體的線速度▼，所以感應(yīng)電動勢的最大值增大,故選項D是錯誤的.（2005全國高考理綜II）處在勻強磁場中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動，磁場方向平行于紙面并與ab垂直.在t=0時刻，線圈平面與紙面重合（如圖），線圈的cd邊離開紙面向外運動.若規(guī)定由a-b-c一d-a方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線是（）答案：C解析：圖示時刻,ab邊和cd邊同時垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，此時感應(yīng)電流最大，由右手定則，可判定電流方向為a—b—c—d—a為正方向，綜上所述，正確選項為C.如圖所示,把電阻、電感線圈、電容器并聯(lián)接到某一交流電源上三個電流表的示數(shù)相同.若保持電源電壓不變，而將頻率加大,則三個電流表的示數(shù)11、I2、I3的大小關(guān)系是（）A.I=T=TB.I>T>T C.T>T>T D,T>1>1123 123 2 1 3 3 1 2答案：D解析：保持電源的電壓不變，對R兩端的電壓不變，電流不變;對L頻率增大，感抗增大，所以電流減小;對C頻率增大，容抗減小,故充放電電流增大.一交流電壓的圖象如圖所示,將該交流電壓加在一阻值為22Q的電阻兩端,下列說法中正確的是（）A.該電阻消耗的功率為550WB.該交流電壓的瞬時值表達式為u=110\'2sinlOOntV并聯(lián)在該電阻兩端的交流電壓表的示數(shù)為11^2V流過電阻的電流方向每秒改變50次答案：ABTOC\o"1-5"\h\z一 U U U2解析：由圖知：電壓有效值U=—m=110V則電流有效值1= =5A,即P=UI=550W或P= =550W,A\o"CurrentDocument"氣2 R R正確.電壓瞬時值U=Usinst，由圖知：T=0.02s,3=2-=100n,U=11012.則B正確.交流電壓表示數(shù)應(yīng)為有m T m效值U=110VC錯.電流方向每個周期改變2次，則1s內(nèi)改變100次,D錯.家用電子調(diào)光燈的調(diào)光原理是用電子線路將輸入的正弦交流電壓的波形截去一部分來實現(xiàn)的,由截去部分的多少來調(diào)節(jié)電壓，從而實現(xiàn)燈光的可調(diào),比過去用變壓器調(diào)壓方便且體積小.某電子調(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后電壓波形如圖所示，則燈泡兩端的電壓為（）3TtT3TtTA.■v2B.4Um1C-U2m1D-U4答案:解析:解析:（—m）22T1個周期內(nèi)題中產(chǎn)生的焦耳熱Q=?r+0=R2

U2-T,由交流電有效值的定義：當電壓為U的4RU2U2 1直流電通過此調(diào)光燈相同的時間產(chǎn)生的焦耳熱Q'=Q時,有：萬丁二市-T,所以U=2Um,此交流電的有效值與U相等，即燈兩端電壓為：U,C正確.2m如圖所示，矩形線圈的匝數(shù)為N，面積為S，內(nèi)阻為r，繞OO'軸以角速度s做勻速轉(zhuǎn)動.在它從如圖所示的位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，下列說法正確的是（）航帆教育隨堂知識題庫 0 _NBSnA.通過電阻的電荷量為 2偵2(R+r)NBSB.通過電阻的電荷量為和N2B2S23C.外力所做的功為NR7T)D.外力所做的功為D.外力所做的功為兀N2B2S23

4(R+r)答案：BD△中NBS解析：線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，感應(yīng)電動勢的平均值E=N =，通過R的電荷量At Atq=IAt= At=：$，故a項錯B項對.線圈轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值E=NBS?，有效值R+rR+r mE=Em=史竺.據(jù)閉合電路的歐姆定律I=4=NBS3，據(jù)能量守恒，外力所做的功將全部轉(zhuǎn)化為<2 y'2 R+rv2(R+r)電能，故eeNBS3 NBS3 2兀1==J2\/2(R+r)'3'4=兀N2B2S23——-一—，故C項錯D項對.4(R+r)二、本題共2小題，共14分,把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答.11.(6分)頻率為50Hz的交變電流,其電壓u=120j，sinstV,把它加在激發(fā)電壓、熄滅電壓均為84V的霓虹燈的兩端，霓虹燈的兩端，則在半個周期內(nèi)霓虹燈點亮的時間為,32=1.4)1答案：旬S解析：T=50s=0.02s,Um=12^/2V=168V.畫出U-t圖如下圖.因為U>84V時霓虹燈才發(fā)光，由圖知半個周期燈管點亮的時間 At=t2-t],由, .兀1 5,5s.u=168sin（2nft）V=8V可知：當2nft=—時,匕=瓦0s,當2nft=gn時,「2=而0s.1 2 1所以"^旬S=3X^S.1即霓虹燈在半個周期內(nèi)，有23的時間被點亮,及=諭s.12.（8分）阻值R=50Q的電熱絲接在電壓u=100J2sin100ntV的交流電源上，電流表的示數(shù)為A,電熱絲兩端電壓表的示數(shù)為V,在前0.005s內(nèi)，流過電熱絲的平均電流為A.如果將一個電容器接在該交流電源上,要使電容器不被擊穿，所選的電容器能承受的最大電壓應(yīng)不小于 V.答案：2100-<210^2兀解析：A表、V表的讀數(shù)均為有效值，故1=—七『峪A=2A<2t2 <2x50U=100VI=—I=4v2A.兀m兀電容器所能承受的最大電壓應(yīng)不小于交變電壓的最大值100?巨V.三、本題共2小題，共26分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.13.（10分）一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度①繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n=100.穿過每匝線圈的磁通量①隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖所示.發(fā)電機內(nèi)阻r=5.0Q，外電路電阻R=95Q.已知感應(yīng)電動勢的最大值Em=n?Om，其中①m為穿過每匝線圈磁通量的最大值.求串聯(lián)在外電路中的交流電流表（內(nèi)阻不計）的讀數(shù).mmm答案：I=1.4A2兀解析：從①t圖線看出①m=1.0x10-2Wb，T=3.14x10-2s.已知感應(yīng)電動勢的最大值Em=n?Om，又3=—,故電路中電流最大值

E n?2兀?中Im=R+r=T(R+r)"A=2A,100x2x3.14x1.0x10-2A=2A,3.14x10-2x(95+5.0)交流電流表讀數(shù)是交流電的有效值.即I=~m=1.4A.14.(16分)如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5T,邊長L=10cm的正方形線圈abcd共100匝,線圈電阻r=1Q,線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO,勻速轉(zhuǎn)動,角速度3=2nrad/s，外電路電阻R=4Q.求： ■ ■ B轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值；由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過60。角時的瞬時感應(yīng)電動勢;由圖示位置轉(zhuǎn)過60。角的過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢；交流電壓表的示數(shù)；轉(zhuǎn)動一周外力做的功.答案：(1)3.14V