选修3-2第二章

1、第二章交变电流（一）交变电流及描述交流电的物理量1、如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 速度转动，从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，则在oo以恒定的角t=工时刻（）0a.线圈中的感应电流最大b.穿过线圈的磁通量最大c.线圈中的感应电动势最小d,穿过线圈磁通量的变化率最小2、矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动。线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。下面说法中正确的是（a.每当感应电动势e变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都为最大b.c.d.3、ti和t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零该图是从线圈平面与磁场方向平行时刻开始而而一|t2和t4

2、时刻穿过线圈的磁通量最大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()的变化图象如图所示，则下列说法中，正确的是a. t=0.03s时刻，线圈中有最大感应电动势b. t=0.02s时刻，线圈中感应电流为 0c. t=0.01s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最小d. t=0时刻，线圈平面与中性面平行4、如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线。与磁场边界重合.线圈按图示方向匀速转动.若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿a- bt g dt a为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是下图中的哪一个？（）c.0 ud.5、在匀强磁场中

3、，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如下图中的甲图 所示，金属线框产生的交变电动势白图象如下图中的乙图所示，则 （）a. t=0.005s时线框的磁通量变化率为零b. t=0.01 s时线框平面与中性面重合c.线框产生的交变电动势峰值为 311vd.线框产生的交变电动势频率为 100hz6、某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是（）a.交变电流的频率为0.02hzb.交变电流的瞬时表达式为i =5cos505cos50nt ac.在t=0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大d.若发电机线圈电阻为0.4 r则其产生的最大电压为2v7、矩形线框

4、在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图象如图所示，下列说法中正确的是（）a. 0.5s末电压瞬时值为1872vb.交流电压的最大值为36a/2vc. 2s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大d. 1s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快8、下列所示各图中，表示交变电流的是（）a.b.c.d.9、交流发电机在工作时的电动势为 e=emsinot ,若将其电枢的转速提高一倍，其他条件不变，则其电动势为（）ta. em sin 2tb. 2emsin 2c. em sin 20td. 2emsin20t10、交流发电机在工作时的电动势为 e=emsint,若将其

5、电枢的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势为（）_ . tt _ ea. em sinb. 2em sinc. sin2td. 2em sin 2,t22211、如图（a）所示，u形金属导轨水平放置，导轨上跨接一金属棒 ab,与导轨构成闭 合回路，并能在导轨上自由滑动，在导轨左侧与ab平行放置的导线cd中通以如图（b） 所示的交流电流，规定电流方向自c向d为正，则ab棒受到向左的安培力的作用时间 是（）a. 0tlb. tlt2c. t2t3d. t3t412、处在匀强磁场中的矩形线圈abcd,以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于 纸面并与ab垂直。在t=0

6、时刻，线圈平面与纸面重合（如图所示）线圈的 cd边离开纸 面向外运动。若规定由ab-c-d-a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电 流i随时间t变化的图线是图中的（）13、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强度为 b, 线圈匝数为n, ab边的边长为11, ad边的边长为12,线圈电阻为r,转动的角速度为j 以则当线圈转至图示位置时（）a.线圈中感应电流的方向为 a-* b-* c-* d-* ab.线圈中的感应电动势为2nbl2。c.穿过线圈磁通量随时间的变化率最大d.线圈a

7、d边所受安培力的大小为22. 2 2n b 11 12 5 一 ,一14、如图所小，一半径为r=10cm的圆形线圈共100匝，在磁感应强度b=-2t的匀强ji磁场中，绕垂直于磁场方向的中心轴线oo以n=600r/min的转速匀速转动，当线圈转至中性面位置（图中位置）时开始计时。写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式；（2）求线圈从图示位置经1/60s时的电动势的瞬时值；（3）求线圈从图示位置经1/60s时间内的电动势的平均值.15、下列说法正确的是()a.交变电流的有效值就是它的平均值b.任何交变电流的有效值都是它最大值的1c.如果交变电流接在电阻 r上产生的热量为q,那么交变电流的有效值

8、为 工rd.以上说法均不正确16、将阻值为5q的电阻接到内阻不计的交流电源上. 电源电动势随时间变化的规律如图所小.下列说法正确的是()a.电路中交变电流的频率为 0.25hzb.电阻消耗的电功率为 2.5wc.通过电阻的电流为 2 ad.用交流电压表测得电阻两端的电压是5v 17、如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2,共100匝；线圈电阻为1建，外接电阻r=9建,1匀强磁场的磁感强度为b=-t ,当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：冗(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式;1(2)线圈转过 一s时电动势的瞬时值多大？30(2)线圈从中性面转过18

9、0过程中，磁通量变化量是多少？流过电阻r上得电量是多少？(4)电路中电压表和电流表的示数各是多大？18、一个小型电热器若接在输出电压为 10 v的直流电源上，消耗电功率为 p;若把它接在某个正弦交流电源上，具消耗的电功率为 -o如果电热器电阻不变，则此交流电2源输出电压的最大值为(_)._a. 5vb. 5v2vc. 10 vd. 10。2v19、一电阻接一直流电源，通过4a的电流时热功率为p,若换接一正弦交流电源，它p的热功率变为一,则该父变电流的最大值为()2a. 4ab. 6ac. 2ad. 42 a20、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为 t.从中性面开 始计时，

10、当t=t/12时，线圈中感应电动势的瞬时值为2v,则此交变电流的有效值为（）a. 2、12vb. 2vc. v2vd. yv 21、（2011 四川理综）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为 t, 转轴o1o2垂直于磁场方向，线圈电阻为2c.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60时的感应电流为1a。那么（）a.线圈消耗的电功率为4wb.线圈中感应电流的有效值为 2a2-c.任息时刻线圈中的感应电动势为 e = 4cos ttd.任意时刻穿过线圈的磁通量为 =sin t2nt22、图甲是小型交流发电机的示意图， 两磁极n、s间的磁场可视为水平方向的匀强磁 场，a为交流电流表

11、。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴 oo沿逆时针方向匀速转动， 从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示， 正确的是（）a.电流表的示数为10ab. 0.01s时线圈平面与磁场方向平行c.线圈转动的角速度为50冗rad/sd. 0.02s时电阻r中电流的方向自右向左23、如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻 r=1.0q,外接r=9.0q的电阻。闭合开关s,当发动机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e=10v2sin10it v,m（）a.该交变电流的频率为10hzb.该电动势的有效值为1055viic.外接电阻r所消耗的电功率为10w背d.电路中理想交流电流表的示数为1.

12、0at 二 t24、有一正弦交流电，它的电流瞬时值的表达式为i =141.4sin 314t a。那么它的电流有效值是（）a. 100ab. 70.7ac. 314ad. 50a 25、一小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化关系如图所示.矩形线圈与阻值为 10q的电阻构成闭合电路，若不计线圈电阻，下列说法中正确的是（）a. t1时刻通过线圈的磁通量为零b. t2时刻感应电流方向发生变化c. t3时刻通过线圈的磁通量金化率的绝对值最小d.交变电流的有效值为1042a26、图乙是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂 直的转轴匀

13、速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。发电机线 圈内阻为10q,外接一只电阻为90q的灯泡，不计电路的其他电阻，则（）a.灯泡两端的电压为198vb.每秒钟内电流方向改变50次c.灯泡实际消耗的功率为537.8wd .发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为48.4j27、一个电炉上标“ 220 v、1.5 kw”，那么为了使它正常工作，所使用的正弦交流电 应是（）a.电压最大值为220 v,电流最大值约为9.6 ab.电压最大值为311 v,电流最大值约为6.8 ac.电压有效值为220 v,电流有效值约为6.8 ad.电压有效值为311 v,电流有效值约为9.6 a28、如图1

14、所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a, b所示，则（）图】图2a.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合b.曲线a、b对应的线圈转速之比为2: 3c.曲线a表示的交变电动势频率为25hzd.曲线b表示的交变电动势有效值为10v29、图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分.下列说法错误的是（）a.图甲、图乙均表示交流电b.图甲所示电压的瞬时值表达式为 u=20sin100成c.图乙所示电压的有效值为 20vd.图乙所示电压的有效值为10v30、如图所示，匀

15、强磁场的磁感应强度 b=0.5t,边长l=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1 q,线圈绕垂直于磁感线的对称轴 oo匀速转动，角速度g =2几 rad/s,外电路电阻 r=4q,求:(1)转动过程中感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过600角时的瞬时感应电动势;(3)由图示位置转过600角的过程中产生的平均感应电动势;(4)交流电压表的示数；(5)线圈转动一周外力所做的功；(6) 1周期内通过r的电荷量是多少？631、如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈 abcd的边长ab=cd=50cm, bc=ad=20cm,匝数n=100,线圈的

16、总电阻r=0.20 q线圈在磁感强度b=0.050t的匀强 磁场中绕垂直于磁场的转轴 。匀速转动，角速度=100冗rad/s线圈两端通过电刷e、f与阻值r=4.8。的定值电阻连接。计算时 冗取3。(1)从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式;(2)求此发电机在上述工作状态下的输出功率；r的电荷量(3)求从线圈经过中性面开始计时，经过 1周期时间通过电阻41、在t=时刻，即经过1周期，圈平面与磁场方向又平行了，此时又处于中性面，磁 2通量为零时，磁通量变化率最大，感应电动势和感应电流也最大.故 a正确，bcd错 误.故选a.;2、试题分析：每当感应电动势 e变换方向

17、时，正是线圈平面和磁感线垂直的位置，此 时穿过线圈的磁通量的绝对值都为最大， a选项正确；t1和t3时刻线圈中的感应电动 势为零，所以穿过线圈的磁通量变化率为零，选项 b正确；因为t=0时感应电动势最 大，此时线圈平面和磁感线平行，所以该图是从线圈平面与磁场方向平行时刻开始计 时的，选项c正确；t2和t4时刻感应电动势最大，所以此时穿过线圈的磁通量为零， 选项d错误。；3、a;圉示时刻.白槽次定律判断出浅圈中感应电流方向为：r为负方向.线圈中产生的感应电sjiace=emsinwt= bsojsinwt r圈面邮一半，贝u曲电流的为仁-色:-驷sincur r4、,其中八二酗 .故战圈中感应电

18、流圉e弦规律变化r限据数学知识得知a正确，bcd错5、bc; 6、acd; 7、bc; 8、cd; 9、c; 10、c; 11、ac;12、解析：由题给条件可知：嵬在t=0时由题图示位盘开始做切割磁力线运动，但其速度方向与磁场方向的 夹角的变化，由群以-8号日(8为线圈平面与b的夹角)、则1=g=驹- gg,可 i t知,黑琏昔，又由右手定则j可判断电流方向则c对d错.13、a,图示时刻，ad速度方向向外，速度方向向里,限得右手定则判断出dd中感应电流方向为da . be中电流方向为b-匚，浅圈中感应电流的方向为atxdl 故a正确.民 囊圈中的感应电动势为e=nb03:rbiii/ .故b错

19、误.j 图示时刻3乩加两边垂直切割磁感浅线圈中产生的感应电动势最大r由法屿电磁感应定律分忻得 知，磁通量的变化率最大,故。正确.e 战圈dd边所受安培力的大小为f二?lz=故d正确.nr14、解析：线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴线匀速转动时，线圈内产生正弦 交变电动势，当线圈平面在中性面时计时，其表达式为 e = emsin6t v,而在某段时间_ 的平均电动势可根据e = n求得.t(1)e=emsin cot v,em=nbs鬲线圈形状无关)，=2几门=2兀乂10 rad/s=a0/s,故 e=100sin20 tt t v.(2)当 t=表 s 时，e=100 sin(20 都 v

20、= 50-bs-bscose-4-bs7工c.- t100乂-x,x0_05 1q=i at-n=2 了 =17、 18、c; 19、a; 20、a; 21、选 ac;22、由图乙可知交流电电流的最大值是im=10&a,则有效值为：i=10a;由于电流表的示数为有效值，故示数i=10a, a正确；0.01s时线圈中的感应电流达到最大， 感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0,故线圈平面与磁场方向 平行，b正确；由图乙知，交变电流的周期为 0.02s,角速度=岸=100兀rad/s, c错误；由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，d错误。；23、d; 24、a

21、; 25、c;26、试题分析：欢察甲图可知电源为正弦交流电，最大值，=二二00,周期为0一口2号那么1秒钟有50 = 220v个周期，每个周期电流方向改变2次，共计1叩次，管案b错“有效电压为忑 一 ，电路220v、，电流.氏+广-9oc + 10q，灯泡两端电压我二】无二198/答案a对口灯泡功率产=加三453&，；管案c错6发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热 =落工=樽4/答案d对。27、c;28;a、在仁口时刻，线圈一定处在中性面上：故a正确；3、由图可知，a的周期为410应rb的周期为6幻丁冬，则由“可知，转速与周期成员比，故转速之比为：|，故日错误三c、曲线臼的交变电流的频率仁3二25hz。故c正碉: 1 ad 由em=n日s3可知ma wa t)3em