2019高中物理第二章交变电流与发电机测评A(含解析)沪科选修32

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交变电流与发电机测评A

(基础过关卷)

一、选择题(本题共8小题,每题6分,共48分。在每题给出的四个选项中,第1~5题只有一个

选项吻合题目要求,第6~8题有多个选项吻合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,

有错选的得0分)

1.某些国家照明电路使用的正弦式交变电流的频率为60Hz,电压是110V,它的电压瞬市价u随时

间t变化的关系式是( )

A.u=110sin60πtV

B.u=110sin120πtV

C.u=156sin60πtV

D.u=156sin120πtV答案:D2.某交变电流电压为u=10√2sin314tV,则(),打点周期为0.01s10V的小灯泡直接接在此电源上,小灯泡将被烧坏10V的小灯泡直接接在此电源上,小灯泡能正常发光答案:D

3.以下列图电路中,已知交流电源电压u=200sin100πtV,电阻R=100Ω。则电流表和电压表的

读数分别为( )

A.1.41A,200V

B.1.41A,141V

C.2A,200V

D.2A,141V

答案:B

4.将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为l,它在磁感觉强度为、方向以下列图的匀强B磁场中匀速转动,转速为n,导线在a、b两处经过电刷与外电路连接,外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,灯泡的电阻应为()

1

A.(2π??2????)2B.2(π??2????)2????C.(??2????)2D.(??2????)22????剖析:产生感觉电动势的最大值为Emax=BLv=B·2πnl2,E有效=√22Emax=√2πnBl2,

??有效22(π??2????)2又因为P=??,则R=??。答案:B

5.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时辰,线圈平面与纸面重合(以下列图),线圈的cd边走开纸面向外运动。若规定由

a→b→c→d→a方向的感觉电流为正,则能反响线圈中感觉电流I随时间t变化的图线是( )

剖析:由题给条件可知,cd在t=0时由题图示地址开始做切割磁感线运动,但其速度方向与磁场方向

????????????2??的夹角在变化,e=Blv·cosθ(θ为线圈平面与B的夹角),则I=??=??·cosθ=??·cosθ,

可知A、B错,又由楞次定律,可判断电流方向,则C对,D错。

答案:C

6.如图是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的( )

A.周期是0.01s

2

B.最大值是311VC有效值是220V.D.表达式为u=220sin100πtV??max表达式为剖析:由波形图可知:周期T=0.02s,电压最大值Umax=311V,因此有效值U==220V,√2max2ππtV,应选项B、C正确,A、D错误。u=Usin??tV=311sin100答案:BC

7.在两平行金属板间加上如图中的电压,使原来静止在金属板中央的电子有可能做振动的电压图像

是(设两板距离足够大)( )

剖析:图像A中的电压会使电子素来向着一个方向运动,图像D中的电压则会让电子先加速后匀速,再加速再匀速素来向着一个方向运动,图像B、C中的电压能让电子做往来运动。答案:BC8.以下列图,在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕OO'轴匀速转动,若要使线圈中的电流峰值减半,可行的方法是()

A.只将线圈的转速减半

B.只将线圈的匝数减半

C.只将匀强磁场的磁感觉强度减半

D.只将线圈的边长减半??max剖析:由Imax=??,Emax=NBSω,ω=2πn,知A、C、D正确。

答案:ACD

二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案填在题中的横线上)

3

-220.8Ω,匀强磁场的磁感觉强度9.(8分)以下列图,线圈面积S=1.4×10m,共20匝,总电阻为05T,线圈绕轴以某一角速度匀速转动时,标有“24V30W”的灯泡L正常发光,则线圈转B=.OO'动过程中产生的电动势最大值为V,线圈转动的角速度为rad/s。

剖析:灯泡正常发光时两端电压为24V,流过的电流为??125A,因此电动势的有效值为I=??=.E=U+Ir=24V+1.25×0.8V=25V,故最大值为Emax=25√2V,再由Emax=NBSω可得角速度ω=250rad/s。答案:25√225010.(8分)一交变电流电压的瞬市价表达式为2202sin314tV,则:u=√(1)该交变电流电压的有效值为V,频率为Hz,周期为s。(2)将该交变电流的电压加在电阻20Ω的两端,经过电阻R的电流瞬市价表达式为i=R=A。剖析:(1)由2202sin314tV及maxsinωt可知,max2202V,??max220Vu=√u=EE=√E=√2=??因ω=314rad,f=??=2π=50Hz

T=0.02s。

??220√2sin314??(2)由i=??知,i=20A=11√2sin314tA。

答案:(1)220500.02

(2)11√2sin314t

三、计算题(本题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,

有数值计算的题,答案中必定明确写出数值和单位)11.(10分)10匝线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电动势102sin20πtV。求:e=√t=0时,线圈内磁通量Φ和磁通量变化率;

线圈从中性面开始转动180°过程中,感觉电动势的平均值和最大值之比。

??剖析:(1)t=0时,电动势的瞬市价为零,即磁通量的变化率为零,??=0可见线圈在中性面地址,穿过线圈的磁通量最大值为Φmax,由Emax=NΦmaxω得??102-2max√Φmax=10×20πWb=2.25×10Wb。=????线圈从中性面开始转动180°过程中,感觉电动势的平均值为:

??2??????2??????????=N??=0.5??=π2??????????=π=2∶π。??max????????

4

答案:(1)2.25×-2∶π10Wb0(2)212.(12分)以下列图,一个交流发电机线圈共50匝,02m,01m,总电阻r=10Ω,它在ab=.bc=.B=0.5T的匀强磁场中从磁通量最大地址开始以100转/秒的转速匀速转动。线圈外接R=40Ω的电阻,当线圈转过1周期时,求:4

外电阻R上产生的焦耳热Q;

这段时间内经过外电阻R的电荷量。

剖析:(1)线圈转动的过程中产生的感觉电动势的最大值为

Emax=NBSω=50×0.5×0.2×0.1×200πV=314V

有效值为E=??max≈222.1V√2在R上产生的焦耳热为Q=(??)2Rt=1.94J。??+??

????求经过R上的电荷量要用平均值,依照法拉第电磁感觉定律??=N??,??=??+??,经过R上的

??电荷量为q=??t,其中Φ=BS,t=4,上述方程解得q=0.01C。

答案:(1)1.94J13.(14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ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈的匝数100,穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系如图甲所示,发电机线圈n=的电阻r=5Ω,外电路电阻R=95Ω,求串通在外电路中的交变电流表的读数。

剖析:依照交变电动