【志鸿优化设计】（浙江专用）高考物理一轮复习 第十章 交变电流第一节交变电流的产生和描述课时作业.doc

课时作业30 交变电流的产生和描述一、不定项选择题1一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是( )at0时刻线圈平面与中性面垂直bt0.01 s时刻，的变化率最大ct0.02 s时刻，交流电动势最大d该线圈相应的交流电动势图象如图乙所示2(2012福州模拟)小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个r10 的电阻构成闭合电路。不计电路的其他电阻。下列说法正确的是( )a交变电流的周期为0.125 sb交变电流的频率为8 hzc交变电流的有效值为 ad交变电流的最大值为4 a3一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则( )a电压表v的示数为220 vb电路中的电流方向每秒钟改变50次c灯泡实际消耗的功率为484 wd发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为24.2 j4电学元件的正确使用，对电路安全工作起着重要作用。某电解电容器上标有“25 v,450 f”字样，下列说法中正确的是( )a此电容器在交流、直流电路25 v的电压时都能正常工作b此电容器只有在不超过25 v的直流电压下才能正常工作c当工作电压是直流25 v时，电容才是450 fd若此电容器在交流电压下工作，交流电压的最大值不能超过25 v5(2012吉林二模)如图所示，闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴oo匀速转动，沿着oo方向观察，线圈沿顺时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为b，线圈匝数为n，ab边的边长为l1，ad边的边长为l2，线圈电阻为r，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时( )a线圈中感应电流的方向为abcdab线圈中的感应电动势为2nbl2c穿过线圈的磁通量的变化率最大d线圈ad边所受安培力的大小为，方向垂直纸面向里6某n匝线圈，线圈所围面积为s，匀速转动的角速度为，线圈总电阻为r，外电路电阻为r，匀强磁场的磁感应强度为b。当线圈在外力作用下由图中位置匀速转动90过程中，下列说法正确的是( )a通过r的电荷量q为b通过r的电荷量q为c外力做的功w为d外力做的功w为7如图所示，面积均为s的两个电阻相同的线圈，分别放在如图所示的磁场中，甲图中是磁感应强度为b0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期t绕oo轴匀速转动，乙图中磁场变化规律为bb0cos ，从图示位置开始计时，则( )a两线圈的磁通量变化规律相同b两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同c经相同的时间t(tt)，两线圈产生的热量相同d从此时刻起，经t/4时间，流过两线圈横截面的电荷量相同8如图所示，线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，电容器两极板水平放置。在两极板间，不计重力的带正电粒子q在t0时由静止释放，若两极板间距足够宽，则下列运动可能的是( )a若t0时，线圈平面与磁场垂直，粒子一定能到达极板b若t0时，线圈平面与磁场平行，粒子在两极板间往复运动c若t0时，线圈平面与磁场垂直，粒子在两极板间往复运动d若t0时，线圈平面与磁场平行，粒子一定能到达极板二、非选择题9某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380 v，则该交流电压的最大值为_ v。当吊车以0.1 m/s的速度匀速吊起总质量为5.7103 kg的集装箱时，测得电动机的电流为20 a，电动机的工作效率为_。(g取10 m/s2)10如图所示，在真空中速度v6.4107 m/s的电子束，连续地射入两平行极板间，极板长度为l8.0102 m，间距d5.0103 m。两极板不带电时，电子束沿两极板之间的中线通过，在极板上加50 hz的交变电压uu0sin t，如果所加电压的最大值u0超过某一值uc时，将开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板，有时间断不能通过。(1)求uc的大小。(2)求u0为何值时才能使通过的时间t通跟间断的时间t断之比即t通t断21。11.在图甲中，直角坐标系oxy的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2b，第3象限内的磁感应强度大小为b，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里。现将半径为l，圆心角为90的扇形导线框opq以角速度绕o点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框的位置相对应的时刻t=0)甲(1)求导线框中感应电流最大值。(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流i随时间t变化的图象。(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t0)乙(3)求线框匀速转动一周产生的热量。参考答案 1b解析：由t图知，在t0时，最大，即线圈处于中性面位置，此时e0，故a、d两项错误；由题图甲知t0.04 s，在t0.01 s时，0，最大，e最大，则b项正确；在t0.02 s时，最大，0，e0，则c项错。2c解析：由图象可以看出，此交变电流的周期为0.250 s，电压的最大值um20 v。所以交变电流的频率为4 hz，a、b均错误；交变电流的最大值im2 a，有效值i a，c正确，d错误。3d解析：电动势的有效值为e v220 v，所以电流的有效值i a2.2 a，所以电压表的示数为uir2.295.0 v209 v，选项a错；交流电的频率为f50 hz，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项b错；灯泡实际消耗的功率为p灯i2r2.2295.0 w459.8 w，故选项c错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为qi2rt2.225.01 j24.2 j，选项d对。4b解析：电解电容器的极性是固定的，因此只能在直流电压下工作。25 v是电容器的耐压值，不能超过，所以选b。5ac解析：当线圈转至图示位置时，由楞次定律(或右手定则)可知，选项a正确；图示位置，穿过线圈的磁通量为零，但穿过线圈的磁通量的变化率最大，感应电动势最大，为emaxnbl1l2，选项c正确而b错误；此时线圈中的电流为i，ad边所受安培力的大小为fnbil2，方向垂直纸面向里，选项d错误。6d解析：求通过电阻r的电荷量，需用平均电流，而求平均电流必须知道平均感应电动势，所以采用定义式求电动势：线圈转过90平均感应电动势e，平均感应电流i，所以通过r的电荷量qit，a、b错，由能量关系可知外力做的功转化为焦耳热，而计算焦耳热需利用交流电的有效值，所以要先求最大值emnbs，产生的焦耳热q，c错，d对。7acd解析：甲图中的磁通量变化规律为甲b0scost，乙图中磁通量的变化规律为乙b0scost。由于两线圈的磁通量变化规律相同，则两线圈中感应电动势的变化规律相同，达到最大值的时刻也相同，有效值e也相同，又因两线圈电阻相同，所以qt也相同，经过时间，流过两线圈横截面的电荷量qi也相同，故a、c、d三项正确。8ab解析：若t0时，线圈平面与磁场垂直，则开始时刻，两极板间的电势差为零，故在一个周期内前加速，后减速，粒子将沿一个方向运动，故粒子一定能到达极板，a正确；若t0时，线圈平面与磁场平行，由于开始时刻两极板间的电势差不为零，若带电粒子在1/4个周期内不能到达另一极板，则带电粒子将在两极板间做往复运动，b正确。9答案：38075%解析：对于正弦交流电umu380 v电动机的输出功率为p出mgv5.7 kw电动机的输入功率为p入ui7.6 kw电动机的工作效率为0.7575%。10答案：(1)91 v(2)105 v解析：电子通过平行板所用的时间t1.25109 s交变电压的周期t2.0102 s，则有tt。因此，电子通过平行板时，极板的电压及板间电场强度可看做是恒定不变的。电子在板间受恒力作用，电子将做相当于平抛运动的曲线运动。据平抛运动的规律at2，而a，所以uc91 v。从图中所示交变电压半个周期图象可知，为使题设通断关系成立，应让两极电压在t时达到两极电压uc，t两极电压uucsin t，得u0105