課時規(guī)范練35　交變電流的產(chǎn)生及其描述

課時規(guī)范練35交變電流的產(chǎn)生及其描述基礎(chǔ)對點練1.（交變電流產(chǎn)生的圖像分析）（2021湖北武漢模擬）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)律如下圖，以下結(jié)論正確的選項是（）B.在t=0.2s和t=OAs時，電動勢最小C.電動勢的最大值是157VD.在t=OAs時，磁通量變化率為零2.（交變電流的產(chǎn)生及描述）小型手搖發(fā)電機線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈。尻&磁極間的磁場視為勻強磁場，方向垂直于線圈中心軸00；線圈繞0。'勻速轉(zhuǎn)動，如下圖。矩形線圈"邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為匈,不計線圈電阻，那么發(fā)電機輸出電壓（）A.A.峰值是eoA.峰值是eoB.峰值是2eoC.有效值是乎A.峰值是eoB.峰值是2eo%P2a\：—（交變電流的產(chǎn)生）如下圖，矩形線圈必cd在勻強磁場中可以分別繞垂直于磁場方向的軸Pi和尸2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動，當線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場方向平行時（）A.線圈繞Pi轉(zhuǎn)動時的電流等于繞尸2轉(zhuǎn)動時的電流B.線圈繞Pi轉(zhuǎn)動時的電動勢小于繞P2轉(zhuǎn)動時的電動勢C.線圈繞Pi和尸2轉(zhuǎn)動時電流的方向相同，都是a—b—c-d—aD.線圈繞P］轉(zhuǎn)動時de邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動時de邊受到的安培力4.

（交變電流的描述、四值問題）如下圖是某小型交流發(fā)電機的示意圖,其矩形線圈的面積為S=0.03n?,共有10匝,線圈總電阻為片1Q,可繞與磁場方向垂直的固定對稱軸。0,轉(zhuǎn)動;線圈處于磁感應(yīng)強度為乎T的勻強磁場中，線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)K、K和電刷L、L保持與阻值為9Q的外電路電阻R的連接。在外力作用下線圈以恒定的角速度g=10兀繞軸。。，勻速轉(zhuǎn)動。那么以下說法正確的是（）A.電阻R的發(fā)熱功率是3.6WB.交流電流表的示數(shù)是0.6AC用該電源給電磁打點計時器供電時?，打點的時間間隔一定為0.02sD.如果將電阻R換成標有“6V3W”的小燈泡，小燈泡能正常工作.（有效值的理解）一只電阻分別通過四種不同形式的電流，電流隨時間變化的情況如以下圖所示,在相同時間內(nèi)電阻產(chǎn)生熱量最大的是（）DDDD.（有效值的計算）如下圖是一交變電流的對圖像，那么該交變電流的有效值為（A.4AB.2V2AC.fA.（多項選擇）（交流電路及瞬時值表達式）理想電壓表和理想電流表與兩個相同的燈泡連成如圖甲所示的電路，接在正弦式交流電源上，每個燈泡的電阻R=110Q。圖乙是交變電源輸出電壓"隨時間Z變化的圖像，那么以下選項正確的選項是（）

A.電流表讀數(shù)是1A.電壓表讀數(shù)是3nVC.每個燈泡兩端的電壓隨時間變化的規(guī)律是Wilcos100^（V）D.通過每個燈泡的電流隨時間變化的規(guī)律是z=1.41cos100MA）素養(yǎng)綜合練8.（2021廣東惠州高三調(diào)研考試）某交流發(fā)電機給燈泡供電，產(chǎn)生交變電流的圖像如下圖，以下說法正確的選項是（）A.交變電流的頻率為100Hz.交變電流的瞬時表達式為i=5cos50MA）C.該交變電流的電壓有效值為5V2VD.在r=5xi0-3s時,穿過交流發(fā)電機線圈的磁通量最大.（多項選擇）（2021山東濰坊模擬）海洋中蘊藏著巨大的能量,利用海洋的波浪可以發(fā)電。在我國南海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔,其原理示意圖如圖甲所示。浮桶內(nèi)的磁體通過支柱固定在暗礁上，浮桶內(nèi)置線圈隨波浪相對磁體沿豎直方向運動，且始終處于磁場中，該線圈與阻值R=15Q的燈泡相連,浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成，如圖乙所示，其內(nèi)為產(chǎn)生磁場的磁體，與浮桶內(nèi)側(cè)面的縫隙忽略不計;匝數(shù)N=200的線圈所在處輻射磁場的磁感應(yīng)強度3=0.2T,線圈直徑。=0.4m,電阻Q。重力加速度g取10m/s2,兀2取I0o假設(shè)浮桶隨波浪上下運動的速度為v=0.4兀sinMm/s）M（）頸磁場浮迪浮桶截面甲磁場浮迪浮桶截面甲乙A.燈泡中電流i的瞬時表達式為z=4sinMA）B.波浪發(fā)電產(chǎn)生電動勢e的瞬時表達式為e=0.32sinMV）C.燈泡的電功率為120WD.燈泡兩端電壓的有效值為芋V乙10.（2021湖南衡陽八中模擬）如下圖的a、b、c三種交變電流（〃為正弦式交變電流）分別通過同一電阻，在0.8s內(nèi)，電阻產(chǎn)生的熱量分別為。八&和Q,那么2&為（）-2-2-2

A.l；-2A.l；2；1A.l；2；1B.lZ2：2C.2；2；1D.l；3；211.（2021湖南高三模擬）如下圖,半徑為〃的金屬圓環(huán)放在垂直紙面向外的勻強磁場中，環(huán)面與磁感應(yīng)強度垂直、磁場的磁感應(yīng)強度為風,保持圓環(huán)不動，使磁場的磁感應(yīng)強度隨時間均勻增大，經(jīng)過時間/磁場的磁感應(yīng)強度增大到8,此時圓環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱為Q；A.l；2；1B.lZ2：2C.2；2；1D.l；3；2A.4-nB.5-ti「4V2-H12.D.55V2-n如下圖,在坐標工。），平面內(nèi)存在8=2.0T的勻強磁場,OA與0cA為置于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導軌，其中0c4滿足曲線方程x=0.50sin演m）,C為導軌的最右端，導軌與OC4相交處的。點和A點分別接有體積可忽略的定值電阻Ri和&，其中Ri=4.0Q、&=12?0?！，F(xiàn)有一足夠長、質(zhì)量m=0.10kg的金屬棒MN在豎直向上的外力尸作用下，以v=3.0m/s的速度向上勻速運動，設(shè)棒與兩導軌接觸良好，除電阻Ri、R2外其余電阻不計出取lOm/sI求：A.4-nB.5-ti「4V2-H12.D.55V2-n⑴金屬棒"N在導軌上運動時感應(yīng)電流的最大值；（2）外力產(chǎn)的最大值；⑶金屬棒滑過導軌OC段，整個回路產(chǎn)生的熱量。參考答案課時規(guī)范練35交變電流的產(chǎn)生及其描述1.C解析由?！眻D像可知。1^=庚=0.2\￥47=0.4$,又因為"=50,所以2TTEmax=NBSco=N①^vax?爺=T57V,C正確。t=OAs和0.3s時沖最大超=040.2s和0.4s時沖=0,e=Emax最大，故A、B錯誤。根據(jù)線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的特點知當t=0As時第最大筆=膂=解Wb/s=3.14Wb/s,D錯誤。vC/1VJ.D解析由題意可知，線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為eo,因此單匝矩形線圈總電動勢最大值為2鈾又因為發(fā)電機線圈共N匝,所以發(fā)電機線圈中總電動勢最大值為2Neo,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，在不計線圈內(nèi)阻時，輸出電壓等于感應(yīng)電動勢的大小，即其峰值為2Neo,應(yīng)選項A、B錯誤;又由題意可知，假設(shè)從圖示位置開始計時，發(fā)電機線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為正弦式交變電流，由其有效值與峰值的關(guān)系可知,。=奢，即U=V^Ve（）,應(yīng)選項C錯誤,D正確。.A解析線圈繞垂直于磁場方向的軸轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電流,產(chǎn)生的電流、電動勢及線圈各邊所受安培力大小與轉(zhuǎn)軸所在位置無關(guān)，故A正確,B、D錯誤;題中圖示時刻產(chǎn)生電流的方向為d—c一b一〃，故C錯誤。.B解析當線圈平面與磁場方向平行時，線圈中的感應(yīng)電動勢最大，有Em=nBSco=6y[2V,所以有效值為6V,電流表的示數(shù)上券=0.6A,電阻R的發(fā)熱功率P=Pr=3.24W,所K+r以A錯誤,B正確;因為T=^=0.2s,用該電源給電磁打點計時器供電時，打點的時間間隔（JL）是0.2s,因此C錯誤;因為該交流電壓的有效值是6V,但由于有內(nèi)阻，所以“6V3W”的小燈泡接在該電源上不能正常工作,D錯誤。.D解析選項A、B中交變電流的有效值都為魚A,選項C中恒定電流的大小為1.5A,選項D中交變電流的有效值為2A,根據(jù)熱量的表達式0=產(chǎn)放得出選項口正確。.D解析設(shè)交變電流的有效值為/,周期為7,電阻為Ro那么根據(jù)有效值的定義，有偌)2嗎+(4A)2尺等=/2也解得/=咿A。.AD解析由題圖乙，輸出電壓最大值為311V,那么有效值為220V,故電壓表示數(shù)應(yīng)為220V,電流I』=黑;A=1A,即電流表示數(shù)為1A,故A正確,B錯誤;燈泡電阻相同，Z/\ZX11U故其電壓相等，為輸出電壓的一半，而每只燈泡電壓的變化周期與輸出電壓相同,所以燈泡兩端電壓隨時間變化規(guī)律為ur=155.5cos100兀/(V),故C錯誤;根據(jù)/二:|得,電路最大電KQI1流為/max=110+110A=L41A,故電流/=L41COS100加(A),故D正確。.D解析根據(jù)圖像知交變電流的周期為0.02s,因此頻率為50Hz,A錯誤;由2q-r_幻=亍=100兀rad/s,電流的最大值為5A可得,交變電流的瞬時值表達式為i=5cos100MA),B錯誤;因為電阻未知，故電壓不能確定,C錯誤;,=5x10-35時，交變電流的瞬時值為零,磁通量最大,D正確。.AC解析線圈在磁場中切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為￡max=N3及max,其中/=冗。,聯(lián)立得Emax=7iNBDvmax=7ix200x0.2x0.4x0.47uV=64V,那么波浪發(fā)電產(chǎn)生電動勢e的瞬時表達式e=Emaxsin兀U64sin7U(V);根據(jù)閉合電路歐姆定律有/=/p得i=/^=4sinMA),故A正確,B錯誤。通過燈泡電流的有效值為/=々A,那么燈泡的電功率為P=/2r=￥x15W=120vzzW,故C正確。燈泡兩端電壓的有效值為。二/R二擊xl5V=30&V,故D錯誤。.A解析根據(jù)正弦式交變電流的性質(zhì),可得正弦式交變電流。的有效值為la當m=&A,根據(jù)圖像，交變電流b在一個周期內(nèi)電流大小不變，故有效值為Ib=2A,設(shè)乙交變電流C的有效值為七那么根據(jù)等效熱值法可得/c2rt=2x(2A)2?,解得IC=V2A,根據(jù)q焦耳定律可得&：Qb：Qc=Ia2:：7c2=1；2故A正確。.A解析當保持圓環(huán)不動，將磁感應(yīng)強度大小由比均勻增大到囪時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢恒定為屈=(一2)一,那么。=與，=更1綽尤金當磁感應(yīng)強度大小為圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動tKtKTT時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值E2m=Bia)S=Bi焉；，，有效值用="片1,產(chǎn)生的熱量Zl4l4vzt。二號x2廣當符，聯(lián)立可得割=竽，故A正確。AiOLA￡>14.答案⑴1.0A(2)2.0N(3)1.25J解析⑴金屬棒MN沿導軌豎直向上運動，進入磁場中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當金屬棒MN勻速運動到。點時，電路中感應(yīng)電動勢最大,產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大金屬棒MV接入電路的有效長度為導軌OC4形狀滿足的曲線方程中的x值。因此接入電路的金屬棒的有效長度為7TjL=x=0.5sin?(m)Lm—Xm—0.5r