电感和电容对交变电流的影响4

考点训练37交变电流的产生和描述、电感和电容对交变电流的影响一、本题共10小题，每小题6分，共60分.在每小题给出的四个选项中有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得6分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分.（2006全国第四次大联考）一只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（）t=0时刻，线圈平面与中性面垂直t=0.01s时刻，①的变化率最大t=0.02s时刻,交流电动势达到最大该线圈相应产生的交流电动势的图象如图乙所示答案：B△中解析：明确中性面和中性面的垂面的特点，线圈处在中性面时：①最大，人（①的变化率最小为At△中 A① A中0，e=n =0，i=0;线圈平面与中性面垂直时,少=0, 最大，e=n 最大,i最大.由此可知：唯一正确的选项At At At为B.有一个电子器件，当其两端电压高于100V时导电，等于或低于100V时则不导电,若把这个电子器件接到100V、50Hz的正弦交流电源上,这个电子器件将（）不导电每秒钟导电50次每秒钟内导电100次每次导电的时间为0.005s答案：CD解析：由e=Emsinst可知100=100】2sin100nt所以sin100nt=所以sin100nt=®=2nf=100n100nt=:，所以t=^s=0.25x10-2s4 400所以每次导电时间间隔为0.005s.画出其et图如图，由图可知：每个周期导电2次，每秒导电100次，综上可知：C、D选项正确.航帆教育随堂知识题库（2006山东济南二模广二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段,分别称为高音扬声器和低音扬声器，音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动.下图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入二］和L2是线圈,C1和C2是电容器（）甲扬声器乙扬声器甲扬声器乙扬声器甲扬声器是高音扬声器b.c2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器C.L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器d.l2的作用是减弱乙扬声器的低频电流答案：D解析：由电感器和电容器对交流电的阻碍作用（即电感器：通低频、阻高频,XL=2nfL电容器：通高频、阻低频，容抗乂尸号二）可知：甲是低音扬声器，乙是高音扬声器.L1作用：阻碍高频电流通过甲扬声器；l22fC作用：减弱乙扬声器的低频电流,C2的作用是让高频电流通过乙扬声器.故D正确.据某报刊报道，美国一家公司制成了一种不需要电池供电的“警示牌”,使用时只要用绝缘丝线将牌子挂到输电线上，如果这条输电线上有电流流过,牌子上会显示出一个分外明亮的英文词语“ON”,它类似于我国的“小心触电”或“高压危险”一类牌子,这对于防止误触电起到了警示作用.关于这则消息，你的观点是（）没有工作电源，却能够发出一个明亮的英文词语“ON”,显然违背了能量转化与守恒定律，这是条假新闻,没有科学依据这种牌子内部必定隐藏有太阳能电池为其供电，不然绝不会发出明亮的英文词语“ON”,这是条故弄玄虚的消息,但有科学依据这种牌子只能挂在有交变电流流过的输电线上，才会发出明亮的英文词语“ON”,这是条真实的消息，完全有科学依据这种牌子不论挂在有交变电流还是有稳恒电流流过的输电线上，都会发出明亮的英文词语“ON”,这是条真实的消息，有科学依据答案：C解析：有交变电流流过输电线时在警示牌中引起了变化的磁通量，于是形成感应电流对警示牌发光部件供电,使其显示字样“ON”,这符合科学道理，应是条真实的消息.选C.一矩形闭合线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，下述说法正确的是（）穿过线圈的磁通量最大时,线圈中感应电流最大穿过线圈的磁通量为零时,线圈中感应电流最大若加大线圈的转速（其他条件不变），则线圈中交变电流的频率变大若加大线圈的转速（其他条件不变），则线圈中交变电流的最大值不变答案：BC解析：这是一个发电机模型的题目，由法拉第电磁感应定律E=BLv知，当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量最大，但导体的运动方向正好与磁感线平行，即不切割磁感线，故线圈中感应电流为零，故选

航帆教育随堂知识题库项A是错误的.当线圈平面与磁场方向平行时，穿过线圈的磁通量为零，但导体的运动方向正好与磁感线垂直,即垂直切割磁感线，故线圈中感应电流最大,故选项B是正确的.若加大线圈的转速，线圈中的交变电流频率将变大，选项C正确.转速增大，也会增大导体的线速度▼，所以感应电动势的最大值增大,故选项D是错误的.（2005全国高考理综II）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时刻，线圈平面与纸面重合（如图），线圈的cd边离开纸面向外运动.若规定由a-b-c一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（）答案：C解析：图示时刻,ab边和cd边同时垂直切割磁感线，产生的感应电动势最大，此时感应电流最大，由右手定则，可判定电流方向为a—b—c—d—a为正方向，综上所述，正确选项为C.如图所示,把电阻、电感线圈、电容器并联接到某一交流电源上三个电流表的示数相同.若保持电源电压不变，而将频率加大,则三个电流表的示数11、I2、I3的大小关系是（）A.I=T=TB.I>T>T C.T>T>T D,T>1>1123 123 2 1 3 3 1 2答案：D解析：保持电源的电压不变，对R两端的电压不变，电流不变;对L频率增大，感抗增大，所以电流减小;对C频率增大，容抗减小,故充放电电流增大.一交流电压的图象如图所示,将该交流电压加在一阻值为22Q的电阻两端,下列说法中正确的是（）A.该电阻消耗的功率为550WB.该交流电压的瞬时值表达式为u=110\'2sinlOOntV并联在该电阻两端的交流电压表的示数为11^2V流过电阻的电流方向每秒改变50次答案：ABTOC\o"1-5"\h\z一 U U U2解析：由图知：电压有效值U=—m=110V则电流有效值1= =5A,即P=UI=550W或P= =550W,A\o"CurrentDocument"气2 R R正确.电压瞬时值U=Usinst，由图知：T=0.02s,3=2-=100n,U=11012.则B正确.交流电压表示数应为有m T m效值U=110VC错.电流方向每个周期改变2次，则1s内改变100次,D错.家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分来实现的,由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调,比过去用变压器调压方便且体积小.某电子调光灯经调整后电压波形如图所示，则灯泡两端的电压为（）3TtT3TtTA.■v2B.4Um1C-U2m1D-U4答案:解析:解析:（—m）22T1个周期内题中产生的焦耳热Q=•r+0=R2

U2-T,由交流电有效值的定义：当电压为U的4RU2U2 1直流电通过此调光灯相同的时间产生的焦耳热Q'=Q时,有：万丁二市-T,所以U=2Um,此交流电的有效值与U相等，即灯两端电压为：U,C正确.2m如图所示，矩形线圈的匝数为N，面积为S，内阻为r，绕OO'轴以角速度s做匀速转动.在它从如图所示的位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（）航帆教育随堂知识题库 0 _NBSnA.通过电阻的电荷量为 2侦2(R+r)NBSB.通过电阻的电荷量为和N2B2S23C.外力所做的功为NR7T)D.外力所做的功为D.外力所做的功为兀N2B2S23

4(R+r)答案：BD△中NBS解析：线圈从图示位置转过90°的过程中，感应电动势的平均值E=N =，通过R的电荷量At Atq=IAt= At=：$，故a项错B项对.线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值E=NBS®，有效值R+rR+r mE=Em=史竺.据闭合电路的欧姆定律I=4=NBS3，据能量守恒，外力所做的功将全部转化为<2 y'2 R+rv2(R+r)电能，故eeNBS3 NBS3 2兀1==J2\/2(R+r)'3'4=兀N2B2S23——-一—，故C项错D项对.4(R+r)二、本题共2小题，共14分,把答案填在题中的横线上或按题目要求作答.11.(6分)频率为50Hz的交变电流,其电压u=120j，sinstV,把它加在激发电压、熄灭电压均为84V的霓虹灯的两端，霓虹灯的两端，则在半个周期内霓虹灯点亮的时间为,32=1.4)1答案：旬S解析：T=50s=0.02s,Um=12^/2V=168V.画出U-t图如下图.因为U>84V时霓虹灯才发光，由图知半个周期灯管点亮的时间 At=t2-t],由, .兀1 5,5s.u=168sin（2nft）V=8V可知：当2nft=—时,匕=瓦0s,当2nft=gn时,「2=而0s.1 2 1所以"^旬S=3X^S.1即霓虹灯在半个周期内，有23的时间被点亮,及=谕s.12.（8分）阻值R=50Q的电热丝接在电压u=100J2sin100ntV的交流电源上，电流表的示数为A,电热丝两端电压表的示数为V,在前0.005s内，流过电热丝的平均电流为A.如果将一个电容器接在该交流电源上,要使电容器不被击穿，所选的电容器能承受的最大电压应不小于 V.答案：2100-<210^2兀解析：A表、V表的读数均为有效值，故1=—七『峪A=2A<2t2 <2x50U=100VI=—I=4v2A.兀m兀电容器所能承受的最大电压应不小于交变电压的最大值100•巨V.三、本题共2小题，共26分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.13.（10分）一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度①绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100.穿过每匝线圈的磁通量①随时间按正弦规律变化，如图所示.发电机内阻r=5.0Q，外电路电阻R=95Q.已知感应电动势的最大值Em=n®Om，其中①m为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数.mmm答案：I=1.4A2兀解析：从①t图线看出①m=1.0x10-2Wb，T=3.14x10-2s.已知感应电动势的最大值Em=n®Om，又3=—,故电路中电流最大值

E n•2兀•中Im=R+r=T(R+r)"A=2A,100x2x3.14x1.0x10-2A=2A,3.14x10-2x(95+5.0)交流电流表读数是交流电的有效值.即I=~m=1.4A.14.(16分)如图所示，匀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=1Q,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO,匀速转动,角速度3=2nrad/s，外电路电阻R=4Q.求： ■ ■ B转动过程中感应电动势的最大值；由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60。角时的瞬时感应电动势;由图示位置转过60。角的过程中产生的平均感应电动势；交流电压表的示数；转动一周外力做的功.答案：(1)3.14V