2020高中物理 第二章 交变电流 习题课(一)交变电流的规律练习(含解析)

1、交变电流的规律一、单项选择题1若交变电压U200sin 100t V， 能加在电容为10 F的电容器上,则电容器的耐压值不小于（）A200 V B100 VC100 V D141。4 V解析：电容器的耐压值为交变电流的最大值,故选项A正确答案:A2一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，当tT时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交流电压的有效值为(）A2 V B2 VC。 V D。 V解析：先用代入法求出感应电动势的最大值由eEmsin t得2 VEmsin ，由此得Em4 V，因此有效值为2 V，选项A正确答案：A3。某交流发电机产生的感应电动势与

2、时间的关系如图所示，如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为()A400 V，0。02 s B200 V,0。02 sC400 V，0.08 s D200 V,0.08 s解析：由图像知交流电为正弦式交变电流，周期为T0。04 s，电动势的最大值为100 V，而正弦式交变电流的电动势最大值为EmaxNBSNBS·2n，n为转速,则当n变为原来的2倍时,电动势的最大值变为原来的2倍,即200 V，而周期则变为原来的，即变为0.02 s。答案:B4.小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，

3、线圈绕OO匀速转动，如图所示矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A峰值是e0 B峰值是2e0C有效值是Ne0 D有效值是Ne0解析:由“磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO匀速转动”知线圈产生正弦交流电矩形线圈产生感应电动势的最大值为2Ne0，又“不计线圈电阻”,故发电机输出电压的最大值等于2Ne0,有效值是最大值的，D对答案：D5交流发电机线圈电阻r1 ，用电器电阻R9 ，电压表示数为9 V，如图所示,那么，该交流发电机（）A电动势的峰值为10 VB电动势的有效值为9 VC交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值

4、为10 VD交流发电机线圈自中性面转过90°的过程中的平均感应电动势为 V解析:电压表示数等于路端电压,电路中的电流为I A1 A，所以电动势的有效值为EI（Rr）1×(19） V10 V,所以电动势的最大值为EmE10 V，故选项A、B错；线圈通过中性面时最大,但0，故e0,选项C错;线圈从中性面转过90°过程中，BS，t,所以n，由于EmnBS,所以 V，选项D对答案：D二、多项选择题6如图所示的甲、乙两图分别表示两个交流电压,比较这两个交流电压，它们具有共同的()A有效值 B频率C最大值 D均不一样解析：由图像可知，两个交流电压最大值均为2 V，周期均为0.

5、4 s，可知B、C正确题图甲中电压有效值U甲，题图乙中电压有效值U乙Um,故A错答案：BC7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 为交流电流表线圈绕垂直于磁场的水平轴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以下判断正确的是()A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解析:电流表的示数为交变电流的有效值10 A，A项正确;由可得，线圈转动的角速度为100 rad/s,B项错；0。01 s时，电路中电流最大,故该

6、时刻通过线圈的磁通量最小,即该时刻线圈平面与磁场平行，C项正确；根据楞次定律可得，0。02 s时电阻R中电流的方向自左向右,D项错答案：AC8一个矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n r/s，则()A线框交变电动势的峰值为nBSB线框交变电动势的有效值为nBSC从开始转动经过周期，线框中的平均感应电动势为2nBSD感应电动势瞬时值为e2nBSsin 2nt解析:因为2n，所以EmBS2nBS,所以A错误；EEmnBS，B正确；因为T，所以4nBS，C错误；eEmsin t2nBSsin 2nt，D正确答案:BD9如图甲是某种型号的电热毯

7、的电路图，电热毯接在如图乙所示的交变电源上，电热毯是由一理想二极管D(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)与电热丝串联组成的若电热丝的电阻为110 ，则下列说法正确的是()甲乙A交变电流的周期为1×102 sB用交流电压表测得电热丝两端的电压为110 VC通过电热丝的电流为 AD电热丝在1 min内产生的热量为1.32×104 J解析:根据题图乙可知,交变电流的周期为0。02 s,选项A错误；根据有效值的定义可得·T，解得U110 V，选项B错误；通过电热丝的电流I A，选项C正确;电热丝在1 min内产生的热量QI2Rt1.32×104 J，选项D正确答案

8、：CD10面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中图甲中有磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO轴做匀速转动；图乙中的磁场的变化规律为BB0cos t，从图示时刻起计时，则（）A两线圈中的磁通量变化规律均为B0Scos tB两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C两线圈中产生的交变电流的有效值不同D从此刻起,时间内流过线圈截面的电荷量相同解析：由于甲中线圈在磁场中以周期T绕OO轴匀速转动，所以其角速度为，其磁通量为B0Scos tB0Scos t，乙中线圈的磁通量为BSB0Scos t，所以两者的磁通量变化规律相同，则两者实际产生的交变电流是相同的，

9、因此两线圈中感应电动势达到最大值的时刻、两线圈中产生的交变电流的有效值、时间内流过线圈截面的电荷量都是相同的，故选项A、D正确，B、C错误答案：AD三、非选择题11某一发电机线圈面积S0。4 m2,匝数N500匝，绕轴以1 800 r/min的转速匀速转动，产生的电动势的最大值为6 000 V.(1)求磁感应强度B；(2)当线圈平面跟磁感应强度B的夹角为60°时，求每匝线圈产生的电动势的瞬时值解析：(1)EmNBS，2n，其中n1 800 r/min30 r/s，所以6 000500×B×0.4×2×30，解得B0.5 T.（2)当线圈平面跟磁感应强度B的夹角为60°时，每匝线圈产生的感应电动势eBScos 60° V0。5×0.4×60×cos 60°6 V18.8 V.答案:（1)0.5 T(2)18。8 V12.交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为,线圈内电阻为r，外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求:(1）通过R的电荷量q为多少？（2）R上产生电热QR为多少？（3）外力做的功W为多少？解析:（1)由电流的定义