11-12學(xué)年高二上學(xué)期物理寒假作業(yè)（5）交流電（帶解析）

高二物理寒假作業(yè)（五）交流電班號姓名1．以下說法正確的是()A．發(fā)電機、電動機銘牌上所標數(shù)值為有效值B．電容器的擊穿電壓為所加交變電壓的有效值C．交流電壓表所測數(shù)值為瞬時值D．保險絲的熔斷電流為最大值2．線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電動勢e＝10sin20πtV，則下列說法正確的是()A．t＝0時，線圈平面位于中性面B．t＝0時，穿過線圈的磁通量最大C．t＝0時，導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最大D．t＝0.4s時，e有最大值10eq\r(2)V3．一線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，在下圖所示位置時()A．穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小B．穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最大C．穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大D．穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最小4．如下圖所示，一矩形線圈abcd，已知ab邊長為l1，bc邊長為l2，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動，則t時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為()A．0.5Bl1l2ωsinωtB．0.5Bl1l2ωcosωtC．Bl1l2ωsinωtD．Bl1l2ωcosωt5．如圖(a)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ω逆時針勻速轉(zhuǎn)動．若以線圈平面與磁場夾角θ＝45°時(如圖b)為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正．則圖的四幅圖中正確的是()6.一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如右圖所示．由圖可知()A．該交流電的電壓瞬時值的表達式為u＝100sin25tVB．該交流電的頻率為25HzC．該交流電的電壓的有效值為100eq\r(2)VD．若將該交流電壓加在阻值為R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率為50W7．如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u＝220eq\r(2)sin100πtV的交流電源上，副線圈接有R＝55Ω的負載電阻．原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1.電流表、電壓表均為理想電表，下列說法中正確的是()A．原線圈中電流表的讀數(shù)為1AB．原線圈中的輸入功率為220eq\r(2)WC．副線圈中電壓表的讀數(shù)為110eq\r(2)VD．副線圈中輸出交流電的周期為50s8.如右圖所示為理想變壓器原線圈所接交流電壓的波形．原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1，串聯(lián)在原線圈電路中電流表的示數(shù)為1A，下列說法正確的是()A．變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為20eq\r(2)VB．變壓器的輸出功率為200，質(zhì)量為0.1kg，電阻為0.1Ω，在傾角為30°的斜面上的砝碼質(zhì)量為0.4kg，勻強磁場磁感應(yīng)強度為0.5T，不計一切摩擦，砝碼沿斜面下滑線圈開始進入磁場時，它恰好做勻速運動．(g取10m/s2)(1)求線圈勻速上升的速度．(2)在線圈勻速進入磁場的過程中，砝碼對線圈做了多少功？(3)線圈進入磁場的過程中產(chǎn)生多少焦耳熱？高二物理寒假作業(yè)（五）交流電參考答案1．解析：發(fā)電機、電動機銘牌所標數(shù)值、交流電壓表、保險絲的熔斷電流均為有效值，故A對，C、D錯．電容器的擊穿電壓為最大值，B錯．答案：A2．解析：由電動勢的瞬時值表達式，計時從線圈位于中性面時開始，所以t＝0時，線圈平面位于中性面，磁通量為最大，但此時導(dǎo)線線速度方向與磁感線平行，切割磁感線的有效速率為零，A、B正確，C錯誤．當t＝0.4s時，e＝10sin20πt＝10×sin(20π×0.4)V＝0，D錯誤．答案：AB3．解析：當線框平面平行于磁感線時，磁通量最小，但e最大，即eq\f(ΔΦ,Δt)最大．答案：C4．解析：線圈從題圖示位置開始轉(zhuǎn)動，電動勢瞬時值表達式為e＝Emcosωt，由題意，Em＝BSω＝Bl1l2ω，所以e＝Bl1l2ωcos答案：D5．解析：在初始位置ad和bc切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知電流的方向為a→d→c→b→a，是負值，選項A、B錯誤．當轉(zhuǎn)過eq\f(π,4)時刻，線圈處在中性面位置，感應(yīng)電流為零，則選項C錯誤，選項D正確．答案：D6．解析：由圖可知該交流電的周期T＝4×10－2s，頻率f＝eq\f(1,T)＝25Hz，ω＝2πf＝50πrad/s，電壓最大值Um＝100V，有效值為U＝eq\f(100,\r(2))V＝50eq\r(2)V；電阻消耗的電功率P＝eq\f(U2,R)＝50W；交流電壓瞬時值表達式u＝100sin50πtV．綜上所述，選項A、C錯，B、D正確．答案：BD7．解析：先計算副線圈的電壓的有效值，原線圈電壓的有效值為220V，根據(jù)匝數(shù)之比可以得到副線圈的電壓的有效值為110V，根據(jù)負載電阻的大小可以知道副線圈中輸出電流為2A，根據(jù)原、副線圈的輸入和輸出功率相等可以知道原線圈中電流為1A.答案：A8．解析：答案：C9．解析：本題考查交變電流和變壓器原理．由圖象可知交變電流的電壓有效值為220V，因為原副線圈的匝數(shù)比為10∶1，故變壓器副線圈的輸出電壓為22V，而電壓表測的是R2兩端的電壓，所以小于22V，故A錯誤；當傳感器R2處出現(xiàn)火災(zāi)時，熱敏電阻R2的阻值隨溫度升高而減小，變壓器的輸出電壓不變，熱敏電阻與定值電阻R1分壓，故R2的分壓減小，電壓表示數(shù)變小，B正確；R2減小時，變壓器的負載電阻減小，電流增大，則原線圈的電流也增大，所以電流表的示數(shù)增大，C錯誤；由于負載電路的電流增大，電阻R1消耗的功率也增大，故D也錯誤，難度中等．答案：B10．解析：考查理想變壓器及其相關(guān)知識，當副線圈接的可調(diào)電阻R增大時，變壓器輸出功率P2減小，導(dǎo)致變壓器輸入功率P1減小，原線圈中電流I1減小，所以正確選項是B.答案：B11．解析：由eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)知，當n1增大時，U2減小，當減小n2時，U2也減小，又根據(jù)P入＝P出＝eq\f(U22,R)知，A、B兩項均錯，C項對，D項錯．答案：C12．解析：本題考查電磁感應(yīng)現(xiàn)象和楞次定律．對導(dǎo)體棒ab由右手定則可判斷a端電勢高，由E＝Blv可知，因為磁感應(yīng)強度均勻增大，所以Uab變大，故選項A對，B錯；對矩形線框cdef，由楞次定律可判斷，感應(yīng)電流的方向為逆時針方向，但由于磁感應(yīng)強度是均勻增大，所以感應(yīng)電流是恒定的，不會增大，所以選項C、D都不對．難度中等．答案：A13．答案：A14．解析：首先判斷出由于電流I增大使得穿過回路abcd的磁通量Φ是增大還是減小．由于線框位置偏向?qū)Ь€左邊，使跨在導(dǎo)線左邊的線圈面積大于右邊面積，線圈左邊部分磁感線穿出，右邊部分磁感線穿入，整個線框中的合磁通量是穿出的，并且隨電流增大而增大．再用“阻礙磁通量變化”來考慮線框受磁場力而將要發(fā)生運動的方向．顯然線框只有向右發(fā)生運動，才與阻礙合磁通量增加相符合，因此線框受的合磁場力應(yīng)向右，故正確答案為A.答案：A15．解析：水平銅盤做勻速圓周運動，半徑切割磁感線產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢相當于電源．當R1不變時變壓器原線圈所加的是恒定電壓，副線圈中的磁通量一定，磁通量的變化量為零，故其輸出電壓為零，分析可知A、C錯，B對；當R1變化時，原線圈所加的不是交流電壓，其原、副線圈的電流關(guān)系不確定，故D錯．答案：B16．解析：以極端情況考慮：若速度極小接近于零，則線圈中幾乎沒有感應(yīng)電流，就無需克服安培力做功，從而速度越大時拉力做功越多；若L1極小接近于零，則L1切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢便接近于零，線圈中幾乎沒有感應(yīng)電流，也無需克服安培力做功，從而L1越大時拉力做功越多；若L2極小接近于零，則將線圈拉出時的位移接近于零，從而L2越大時拉力做功越多；若線圈電阻極大趨于無限大，則線圈中幾乎沒有感應(yīng)電流，亦無需克服安培力做功，從而線圈電阻越大時拉力做功越?。詰?yīng)選A、B、C項．答案：ABC17．解析：R1與R2串聯(lián)，R1與R2中的電流變化情況應(yīng)相同，電流有效值I1＝I2＝0.6A，電流最大值I1m＝I2m＝0.6eq\電壓有效值U1＝I1R1＝6V，U2＝I2R2＝12V，電壓最大值U1m＝eq\r(2)U1＝6eq\r(2)V，U2m＝eq\r(2)U2＝12eq\r(2)V.答案：B17．解析：對棒受力分析如圖所示．F安＝BIL＝eq\f(B2L2v,R)，故D錯；F安隨棒的速度的增大而增大，故棒做的不是勻加速直線運動．因此運動的平均速度eq\x\to(v)≠eq\f(1,2)v，A錯；由q＝neq\f(Δφ,R總)可得：q＝eq\f(BLx,R)，故棒下滑的位移x＝eq\f(qR,BL)，B正確；求焦耳熱應(yīng)該用有效值，故C錯．答案：B19．解析：當滑動頭P勻速上滑時，副線圈匝數(shù)均勻增大，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，U2＝eq\f(n2,n1)U1，U2隨時間均勻增大，C項正確；由于燈泡的電阻隨溫度的升高而增大，所以當電壓均勻增加時，由歐姆定律I＝eq\f(U,R)知燈泡中電流并非均勻增加，而是增加的越來越慢，其I2－t圖線的斜率逐漸減小，B項正確；燈泡消耗的功率N2＝U2I2，N2隨時間并不是均勻增加的，D項錯誤；變壓器的輸入功率與輸出功率相等，當燈泡功率增大時，輸入功率也在增大，原線圈中電流增大，A項錯誤．答案：BC20．解析：根據(jù)P＝eq\f(U2,R)和P＝I2R得燈泡a兩端的電壓U2＝eq\r(PR)＝eq\r(0.3×30)V＝3V，通過燈泡a的電流Ia＝eq\r(\f(P,R))＝eq\r(\f(0.3,30))A＝0.1A，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得原、副線圈匝數(shù)之比eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(10,3)，根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，得副線圈上的電流I2＝eq\f(n1,n2)I1＝eq\f(10,3)×0.09A＝0.3A．根據(jù)I2＝Ia＋Ib得，流過燈泡b的電流為Ib＝I2－Ia＝0.2A.答案：10∶30.221．解析：(1)當線圈平面與磁場平行時，感生電動勢最大為：Em＝2V，又ω＝2πn＝2π×eq\f(240,60)rad/s＝8πrad/s所以瞬時值表達式為：e＝Emsinωt＝2sin8πtV.(2)電動勢的峰值為Em＝2V.(3)當t＝eq\f(1,48)s時，e＝2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8π×\f(1,48)))V＝1V.答案：(1)e＝2sin8πtV(2)2V(3)1V22．解析：(1)斷開所有家電電路時，U額＝U1，S閉合后，Ir＝eq\f(U2,U額2)P，Ur＝U1－U2，所以r＝eq\f(Ur,Ir)＝eq\f(U1－U2,U2P)·U額2.(