物理練習(xí)（新教材粵教版）第十三章第1練交變電流的產(chǎn)生和描述

1.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，匝數(shù)N＝100的矩形線圈繞垂直磁感線的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，則下列說法正確的是()A．t＝×10－2s時(shí)，線圈平面與中性面重合B．t＝1×10－2s時(shí)，線圈中磁通量變化率最大C．穿過每一匝線圈的最大磁通量為1×10－3WbD．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50πrad/s2.(2022·廣東卷·4)如圖是簡(jiǎn)化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)原理圖．定子是僅匝數(shù)n不同的兩線圈，n1>n2，二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，兩線圈到其軸線交點(diǎn)O的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉(zhuǎn)子是中心在O點(diǎn)的條形磁鐵，繞O點(diǎn)在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩線圈輸出正弦式交變電流．不計(jì)線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是()A．兩線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值相等B．兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等C．兩線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)同時(shí)達(dá)到最大值D．兩電阻消耗的電功率相等3．一只低壓電源輸出的交變電壓為U＝10eq\r(2)sin314t(V)，π取，以下說法正確的是()A．這只電源可以使“10V2W”的燈泡正常發(fā)光B．這只電源的交變電壓的周期是314sC．這只電源在t＝s時(shí)電壓達(dá)到最大值D．“10V2μF”的電容器可以接在這只電源上4.(多選)如圖所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖像，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，其在同一磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程所產(chǎn)生正弦式交變電流的圖像如圖線b所示．下列關(guān)于這兩個(gè)正弦式交變電流的說法中正確的是()A．在圖中t＝0時(shí)刻穿過線圈的磁通量均為零B．線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為3∶2C．交變電流a的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝10sin(5πt)VD．交變電流b的電動(dòng)勢(shì)最大值為eq\f(20,3)V5．(2018·全國(guó)卷Ⅲ·16)一電阻接到方波交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正．該電阻上電壓的峰值均為u0，周期均為T，如圖所示．則Q方∶Q正等于()A．1∶eq\r(2) B.eq\r(2)∶1C．1∶2 D．2∶16.(2023·廣東湛江市模擬)如圖為一交流發(fā)電機(jī)示意圖，線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞固定軸OO′沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝110eq\r(2)·sin100πt(V)．已知線圈電阻r＝2Ω，定值電阻R＝20Ω，電表均為理想交流電表，下列說法正確的是()A．電流表讀數(shù)為5eq\r(2)AB．電壓表讀數(shù)為110VC．t＝5×10－3s時(shí)刻，穿過線圈的磁通量最大D．0～5×10－3s內(nèi)，通過電阻R的電荷量為eq\f(\r(2),20π)C7．(多選)如圖所示，一個(gè)半徑為r的半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里(與ab垂直)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.M和N是兩個(gè)集流環(huán)，負(fù)載電阻為R，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，若圖示位置為初始時(shí)刻，則()A．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為2π2Bnr2B．從圖示位置起到轉(zhuǎn)過eq\f(1,4)轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量為eq\f(π4B2nr4,8R)C．從圖示位置起到轉(zhuǎn)過eq\f(1,4)轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，通過負(fù)載電阻R的電荷量為eq\f(πBr2,2R)D．電流表的示數(shù)為eq\f(π2r2nB,2R)8．(2023·廣東茂名市質(zhì)檢)紙面內(nèi)一正方形金屬線框MNPQ的PQ邊與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界重合，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向外且范圍足夠大．第一次將金屬線框以速度v勻速拉進(jìn)勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)(如圖甲)；第二次金屬線框以PQ邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)180°(如圖乙)，此時(shí)MN邊的線速度大小為v.設(shè)兩過程中線框中產(chǎn)生的焦耳熱分別為Q1和Q2，則eq\f(Q1,Q2)等于()A．4B．8C.eq\f(4,π)D.eq\f(2,π)9．(多選)如圖甲所示，電阻不計(jì)、面積S＝0.04m2的固定矩形線圈水平放置，與線圈平面垂直的空間有均勻分布的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示．此時(shí)與線圈連接的額定電壓是40V的燈泡正常發(fā)光，氖泡兩端瞬時(shí)電壓達(dá)到40V時(shí)開始發(fā)光．下列說法正確的是(不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化)()A．氖泡兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝40eq\r(2)·cos100πt(V)B．矩形線圈匝數(shù)N＝50匝C．氖泡的發(fā)光頻率為50HzD．若將氖泡換成一個(gè)耐壓值為40V的電容器，電容器可以安全工作10.如圖所示，間距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，水平地放置在豎直向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一端接阻值為R的電阻．一有效電阻為r、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，在外力F作用下從t＝0時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律為v＝vmsinωt，不計(jì)導(dǎo)軌電阻．求：(1)從t＝0到t＝eq\f(2π,ω)時(shí)間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量；(2)從t＝0到t＝eq\f(2π,ω)時(shí)間內(nèi)，外力F所做的功．11.(2023·廣東清遠(yuǎn)市模擬)如圖為一個(gè)小型交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈的面積為S，共有n匝，線圈總電阻為r，可繞與磁場(chǎng)方向垂直的固定對(duì)稱軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)；線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過滑環(huán)K和電刷L保持與外電路電阻R的連接．在外力作用下線圈以恒定的角速度ω繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．(不計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸及滑環(huán)與電刷的摩擦)(1)推導(dǎo)發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值的表達(dá)式Em＝nBSω；(2)求線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電流表的示數(shù)；(3)求線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)N周過程中發(fā)電機(jī)線圈電阻r產(chǎn)生的焦耳熱．12.如圖所示，在xOy平面內(nèi)存在B＝2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OA與OCA為固定于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌，其中OCA滿足曲線方程x＝eq\f(π,5)y(m)，C點(diǎn)的橫坐標(biāo)最大，導(dǎo)軌OA與OCA相交處的O點(diǎn)和A點(diǎn)分別接有體積可忽略的定值電阻R1＝6Ω和R2＝12Ω(圖中未畫出)．現(xiàn)有一長(zhǎng)L＝m、質(zhì)量m＝kg的金屬棒在豎直向上的外力作用下，以v＝2