课时分层作业8　交变电流是怎样产生的

1、.课时分层作业八交变电流是怎样产生的根底达标练15分钟50分一、选择题6×636分1如图3­2­12所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是图3­2­12A线圈每转动一周，指针左右摆动两次B图示位置为中性面，线圈中无感应电流C图示位置ab边的感应电流方向为abD线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零C线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生做周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故A错线圈处于图示位置时，线圈与中性面垂直，感应电流最大，ab边向

2、右运动，由右手定那么得，ab边的感应电流方向为ab，故B错，C对线圈平面与磁感线平行时，磁通量的变化率最大故D错2.如图3­2­13所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动假设以线圈平面与磁场夹角为零时图示位置为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正那么以下四幅图中正确的选项是图3­2­13D从题图可看出线圈从垂直于中性面的位置开场旋转，由右手定那么可判断，初始时刻t0线圈中电流的方向为b到a，故瞬时电流的表达式为iimcos t，故D正确3多项选择线圈在匀强磁场中转动产生感应电动势e10sin

3、 20t V，那么以下说法正确的选项是【导学号：11452061】At0时，线圈平面位于中性面Bt0时，穿过线圈的磁通量最大Ct0时，导线切割磁感线的有效速率最大Dt0.4 s时，e有最大值10 VAB由电动势的瞬时值表达式知，计时是从线圈位于中性面时开场的，所以t0时，线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速率为零，故A、B正确，C错误当t0.4 s时，e10sin 20t10×sin 20×0.4 V0，D错误4.矩形线圈在匀强磁场中匀速旋转时，如图3­2­14所示，产生的感应电动势最大值为50 V，那么该

4、线圈由图所示位置转过30°时，线圈中的感应电动势大小为图3­2­14A50 VB25 VC25 V D10 VB由题意可知：线圈从题图所示位置开场转动，产生的瞬时感应电动势表示为eEmcos t，转过30°时，eEmcos 30°50× V25 V，故B正确5欲增大交流发电机的感应电动势而不改变频率，下面措施中不能采用的是A增大转速B增大磁感应强度C增加线圈匝数D增大线圈的包围面积A设线圈匝数为N，磁感应强度为B，线圈围成的面积为S，角速度为，转速为n转/秒，由EmNBSNBS·2n，又由频率f/2n，可知B、C、D项只改变

5、Em大小，没改变频率，而A项改变了频率，应选A.6如图3­2­15甲所示为一台小型发电机构造的示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图3­2­15乙所示发电机线圈电阻为1.0 ，外接灯泡的电阻为9.0 .那么【导学号：11452062】甲乙图3­2­15A在t0.01 s的时刻，穿过线圈的磁通量为零B电动势瞬时值表达式为e6sin 50t VC电压表的示数为6 VD通过灯泡的电流为0.6 AD在t0.01 s时刻，电动势为零，因此线圈在中性面位置，穿过线圈的磁通量最大，A错误；电动势的最大值为Em6 V，周期为

6、0.02 s，那么电动势瞬时值表达式为eEmsint6sin 100t V，故B错误；电压表的示数为灯泡两端电压UE×6 V5.4 V，故C错误；通过灯泡的电流为I A0.6 A，D正确二、非选择题14分7如图3­2­16甲所示，一个电阻为R的金属圆环放在磁场中，磁场与圆环所在的平面垂直，穿过圆环的磁通量随时间变化的图象如图3­2­16乙所示，图中的最大磁通量0和变化的周期T都是量求：甲乙图3­2­161在一个周期T内金属环中产生的热量；2交变电流的有效值；3在一个周期T内通过金属环某一横截面的电荷量【解析】10T/4时间内

7、，感应电动势为：E1，0T/4时间内，感应电流为：I14，T/23T/4时间内，感应电动势、感应电流大小同0T/4内一样，T/4T/2及3/4TT时间内感应电动势、感应电流为0，一个周期内产生的热量为：2IR8.2由有效值的定义可知I2RT，有效值为I2.3由于一个周期T内穿过金属环的磁通量变化0，通过金属环某一横截面的电荷量也为零【答案】1230才能提升练25分钟50分一、选择题6×424分1传统的自行车发电机内部电路如图3­2­17甲所示，驱动轴一端与自行车车轮相连，另一端连接条形永磁铁，车轮转动过程中，驱动轴带动磁铁在铁芯之间匀速转动，发电机线圈两端产生的交

8、变电压波形如图3­2­17乙所示波形图中正负尖峰电压分别为Um和Um.两个相邻正负尖峰电压所对应的时间差为t，发电机线圈匝数为n.以下判断正确的选项是【导学号：11452063】甲乙图3­2­17A驱动轴转动的角速度B线圈电压的有效值UC穿过线圈磁通量变化率的最大值kmD相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值UC根据题述，两个相邻正负尖峰电压所对应的时间差为t，可得交变电流周期T2t，驱动轴转动的角速度，选项A错误；由于产生的交变电流不是按照正弦规律变化，线圈电压的有效值不是U，选项B错误；根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量变化率成正比，Umn

9、km，穿过线圈磁通量变化率的最大值km，选项C正确；相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值Un，因为线圈转过一个完好的周期，磁通量变化量0，所以电压平均值等于零，选项D错误2一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3­2­18甲所示，那么以下说法中正确的选项是甲乙图3­2­18At0时刻线圈平面与中性面垂直Bt0.01 s时刻的变化率到达最大Ct0.02 s时刻感应电动势到达最大D该线圈相应的感应电动势图象如图3­2­18乙所示Bt0时最大，线圈应在中性面位置，A错；t0.01 s时，磁

10、通量为零，此时的变化率最大，B对；t0.02 s时，最大，e0，C错；因-t图象为余弦图象，故e-t图象应为正弦图象，D错3如图3­2­19所示的电路中，A是熔断电流I02 A的保险丝，R是可变电阻，交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e220sin 314t V为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于【导学号：11452064】图3­2­19A110 B110 C220 D220 B该交变电流电动势的有效值为U V220 V，故可变电阻的最小阻值Rmin 110 .4多项选择图3­2­20甲是小型交流发电机的示意图，两

11、磁极N、S间的磁场可视为程度方向的匀强磁场，为交流电流表线圈绕垂直于磁场的程度轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开场计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图3­2­20乙所示以下判断正确的选项是甲乙图3­2­20A电流表的示数为10 AB线圈转动的角速度为50 rad/sC0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左AC由题图乙知Im10 A，I10 A，A正确T2×102 s，100 rad/s，B错误t0.01 s时，IIm，此时线圈平面与磁场方向平行，C正确由右手定那么断定0.02 s时电阻R中电流方

12、向自左向右，D错误二、非选择题26分512分一台交流发电机，其线圈从中性面开场转动，产生的交流感应电动势的最大值为311 V，线圈在磁场中转动的角速度是100 rad/s.1写出感应电动势的瞬时值表达式2假设该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为100 ，试写出通过负载的电流的瞬时值表达式，并求在t s时电流的瞬时值为多少？【解析】1因交流发电机的线圈从中性面开场转动，所以该交流电为正弦交流电感应电动势的最大值Em311 V，角速度100 rad/s，所以感应电动势的瞬时值表达式是e311sin 100t V.2根据欧姆定律，电路中电流的最大值为Im A3.11 A所以通过负载

13、的电流的瞬时值表达式是i3.11sin 100t A当t s时，电流的瞬时值为i3.11sin 100× A1.56 A.【答案】1e311sin 100t V2i3.11 sin 100t A1.56 A614分如图3­2­21所示，一个半径为r的单匝半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里与ab垂直的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：图3­2­211感应电动势的最大值；2从图示位置起转过转的时间内，负载电阻R上产生的热量；3从图示位置起转过转的时间内，通过负载电阻R的电荷量；4电流表的示数【解析】1线圈绕轴ab匀速转动时，在电路