(测试)人教版物理选修1-1第三章第三节交变电流同步训练A卷

第第#页共21页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（2分）如图甲所示，a、b为两个并排放置的共轴线圈，a中通有如图乙所示的交变电流，则下列判断错误的是（ ）中上A.在t1到t2时间内，a、b相吸B.在t2到t3时间内，a、b相斥C.t1时刻两线圈间作用力为零D.t2时刻两线圈间吸引力最大（2分）（2017高二下•龙海期中）交流发电机在工作时产生电动势为e=£0Sinst的正弦交流电，若将其电枢（即线圈）的转速提高1倍，其它条件不变，则其电动势变为（ ）CJTA.e=£0Sin2cufB.e=2e0Sin:C.e=£0Sin23tD.e=2e0Sin23t（2分）（2017高二下•三台期中）交变电流电压的有效值为6V,它和电阻R1、R2及电容器C、电压表一起连接成如图所示的电路，图中电压表的读数为口，为了保证电容器C不被击穿，电容器的耐压值为U2,电容器在电路中正常工作，则（）

VU2=6VB.U1=6VU2=3VU2=6VB.U1=6VU2=3C.U1=6VD.U1=6V U2三6 V（2分）（2017•浠水模拟）某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成.发电机中矩形线圈所围成的面积为S,匝数为N,电阻不计，它可绕水平轴OO,在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度3匀速转动.矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻，以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是（ ）A.若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值最小B.发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e=NBS3cos3tC.当用户数目增多时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向下滑动D.当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高（2分）图中A、B、C是三相交流电源的三根相线，O是中线，电源的相电压为220V,L1、L2、L3是三个“220V60W”的灯泡，开关K1断开，K2、K3闭合，由于某种原因，电源中线在图中O,处断了，那么L2和L3两灯泡将（ ）A.立刻熄灭B.变得比原来亮一些C.变得比原来暗一些D.保持亮度不变（2分）（2017高二上•大连期末）如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方法的交变电流与时间的变化关系，若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲：W乙为（ ）A.1：B.1：3C.1：2D.1：6（2分）（2018高二下•易门期末）矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（ ）.A.当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势最大C.每当线框经过中性面时，感应电流方向不改变D.线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度不为零（2分）（2017高二下•朝阳期中）一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流电动势£=220sin50nt（V）,下列说法错误的是（ ）A.交流电的电动势峰值是220二VB.交流电的电动势有效值是220V1C.当==-s时，电动势的瞬时值为220VD.当t=0时，线圈平面恰好与中性面垂直（2分）（2017高二下•吉林期中）图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（ ）A.图甲表示交流电，图乙表示直流电B.电压的有效值都是311VC.电压的有效值图甲大于图乙D.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=220sin100nt（V）二、填空题（共5小题）（共5题；共10分）（1分）在匀强磁场中有一线圈，磁感应强度与线圈平面的夹角为a,已知穿过这个线圈的磁通量为①，线圈的面积为S,这个磁场的磁感应强度为。（4分）（2017高二下•马山期中）如图所示，在第一个周期时间内，线圈转到中性面的时刻为末，此时穿过线圈的磁通量 （填最大，最小或零.下同），流过线圈的电流为.在0.02s末时刻，线圈在磁场中的位置是.（1分）交流发电机工作时，电动势瞬时值表达式为e=Emsinst,若将电枢的转速提高1倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变。则其电动势瞬时值的表达式为.（3分）一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为： - ：;1，则此发电机产生的电动势的最大值为V,有效值为V,发电机转子的转速为转/秒。（1分）一台三相电动机，每个绕组的额定电压是220丫，现三相电源的线电压是380V,则这台电动机的绕组应联.三、解答题（共5小题）（共5题；共75分）（10分）（2017高二下•淮北期中）如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝数n=100,线圈电阻r=0.2Q,外电阻R=4.8Q.线圈在磁感强度B=0.05T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴00’匀速转动，角速度3=100nrad/s.求：（1）产生感应电动势的最大值；（2）若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式.（15分）（2017高三上•长安模拟）如图所示，面积为0.02m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD,绕垂也直于磁场的轴00,匀速转动，转动的角速度为100rad/s,匀强磁场的磁感应强度为 T.矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R=50Q,电表均为理想交流电表.当线圈平面与磁场方向平行时开始计时.求：（1）线圈中感应电动势的表达式；（2）由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势；（3）当原、副线圈匝数比为2：1时，求电阻R上消耗的功率.（20分）（2017高二下•安徽期中）如图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴00’按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Q,线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Q,与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量①随时间t按图（乙）所示正弦规律变化.（取n=3.14）求：（1）交流发电机产生的电动势的最大值；（2）从t=0时刻开始计时，线圈转过60°时线圈中感应电流瞬时值及回路中的电流方向；（3）电路中交流电压表的示数；（4）从图示位置转过90°,通过线圈的电量？整个回路的焦耳热？（15分）（2017•苏州模拟）如图是某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图.他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连.摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场（可视为匀强磁场）垂直.摇动时，铜芯线所围成半圆周的面积S=2m2,转动角速度3=10rad/s,珥用电表测得电路中电流I=40uA,电路总电阻R=10Q,取手=2.25.(1)求该处地磁场的磁感应强度B;(2)从铜芯线所在平面与该处地磁场平行开始计时，求其转过四分之一周的过程中，通过电流表的电量q；(3)求铜芯线转动一周的过程中，电路产生的焦耳热Q.(15分)(2018高二下•昌宁期末)如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B=0.5T,矩形线圈的匝数N=100匝，边长Lab=0.2m,Lbc=0.1m,以3000r/min的转速匀速转动，若从线圈平面通过中性面时开始计时，试求：(1)交变电动势的瞬时值表达式；(2)若线圈总电阻为2Q,线圈外接电阻为8Q,写出交变电流的瞬时值表达式;(3)线圈由图示位置转过 的过程中，交变电动势的平均值.参考答案一、选择题（共15小题）（共15题；共30分）答案：1-1、考点.二二:八、、：【睥睿］解；A,由图最可知■电需大小克化,但方向投有文化」因妣碧直疏电.故人错课;B、根据电流的晚效应可知X£=F.f好得I=1Ar故B措误J由正法电流的波形图可知.周期T=0025.故臼荀吴二D、有效值为1A;JHSMIO0口的rlsR^±»£^Q=［2Rt-lWJ（WIBA;逊：口解析：：一一•=•一』「」—答案：2-1、解析：【跳窗】端：交器电是指电源的方国发生变化的电端r直流电的方向不变.而恒自由相指大4，方向均不变r涡端是是曲电添r而手摇交流发由机产生是文流电rA将自题意r队0不带合题意.故瘠宜为：A.【分析］小灯泡不淅闪好说照通过灯耨电流在变化.交流发电机产生是受流电,交流电的电流的方向在不断的变化.答案：3-1解析:

【解膏】麟:A,图示靖辅位于中性面r穿过线框的磁遁量最大,战通量的变f匕率为3故A错误；及交流电的周期7=誓1两完成用朋性变化的图比苧=券*1小周联克方向3i交2次,所以灯泡卬电端方向等秒量变鲁宫2=笔一故喝谡；MTI匚、融中感庖电动隰的映值E，h=『出53，阕庭显从中性面开始计时,丽以的S中产生建应电动势的表达式达e=n&SujiiniBtr故C正弱;口航线庖电压的有或值匚i=岸典，副线喝电压的有效值上二U1所以原副找固的膜物比为«十：r故口诺俣；峭二£【分■析】本题中浅圈由中性面开始匀速转动,产生交流电，电隐、电压力正弦规律画像r琏通星对应余弦关事匡像.栽胆国龄一周至疏方向改变2次r交流电解F.用电器的瓯压-电流为有效值.答案：4—1、考点.会一~一“：::、、：【分析】电容器的作用星道交流,隔直流，*正确，KD错误解析：igm，."」吟.答案：5-1、考点.EF二」一”得「--a——:八、、：解析:H”50Hg.橱W误；【解答】解：人由图象可知「交麻电的周期为2CM口-与，所以交流电的频奉为任十=寺氏根国图殖可得,交笠电流的画表达式为；二加0m1：二5（：。口。0171[4）r故H”50Hg.橱W误；立交流电的有蛔押=去嗑），所以发电机的接热功率为p=p「=（G在t=om曲，感应电施最大,所以此时穿过交流发电和筮圈的磁通量的变化率品大r穿过交流叁电制融圈的磁通量为零立交流电的有蛔押=去嗑），所以发电机的接热功率为p=p「=（方小MW=5W,故D正确一腌：D【分折】限话瞬时值的表达比可以求得量出电压的有效倡—周期和频率等.即可寻得量论答案：6-1、考点.u上工品nf*双,律:八、、：解析:【解答】设战圈匣数为N.磁感应强度为目,找圈圉成的面租为S,用速度为卬।转速为n（转型）,由Em=NBSuj=Ne£-2nn,频塞f=券=n，可知叫J0侬放委的大小,连有改理磁r而AJ宓次变了疆本,故四选项存管期.战等宾为：A,【分析】与交流电频率有关的物理量为；周期、铸国口角速度,当不改变这些物理量时，交流电的频率就不会发生变生；判断搂应电劫势是否宣化r从廉应电动势公式入手.答案：7-1、考占：U±一二.—二::八、、：解析：【鲜明A、BJi到I溃洞内,有中电流减小,日中的磁场穿过b且底小，因此b中产生与日同向的磁场,故吼b相吸r川忠啧正确,.同理已选画E确，则4B选项不好合题意；C、H时刻日中电流最大r但变化率为事.b中无原底电流,故两发度的作用力为本.故匚选师正确r则C选项不芍白题意:口、电时刻日中电流为等「但此时电孤的变化率最大.b中的感应电流量大,但由互作用力为尊r故D选项楷设.则D选项将合题彘故答应为：D.【分析】电磁现霰的基本应用r第C的电流产生磁场•2瓯面方向怕同时粗亘吸引.方向相反时粗丑排斥.答案：8-1、考点.史士工:去”律:八、、：解析：【解匐解：感应电动势的睡时值表达式为「殍小山〉当将烧电枢的转逋提高TH,EofflwKiSlm—」会表达式交知:e=2Eo&in2wt.隆。［分析1犀应电动势的崛值表达式为e=Eusinwt,丽E。二口日与皿，当好其电枢的陡速提高TW,E源］⑷部增UISr则可得出暴达式，答案：9-1、考点.三2二二一「「…。一一二不一一…士:八、、：【癣睿】解：交流电薄的电压是6M.而电压表测量的是交流电的榭次值,则电压表的示数为Ul=Wr因正弦式交流电的最大值是有效值的6倍r则黜电既的最大值为5gV,即以电容器要能正堂工作r其耐压但必蜀不崎追在V.即U”6「V,故口正确：A时镯美,故选m解析：…三二「—使—「二最E：.答案：10-1、考点.百—；…―-…:八、、：解析：【解旬建；a,当残圈与磁场平行时，感应电流最大，越以图副删坐标需示物体所在的位置；由图可知h到七时制两年的距高始翳不变r故不符合朝；B.图塞的斜本品示翔像的速度.由图可知.豆〜匕时间内甲车的速度和乙生的速度相等,故B乐舒合题总：J根堪位稗等于曲变化量.由图可知,U-巧时间内甲和五集应移相等：故匚挖合题意；口、0。”时间内，甲和乙的位移相等,厮用时间相等,则两车平均速度相唯r故D不符合更第员从垂直中性面骨时r则的电动势的瞬时值表达式为"N明wsosujL故B工确；。当用户数目增多时r功率嘴大r根诲功率P=皿|当电压不变r则电流增大I损失电压增大r队而可确定触其P移动正向向上r故C隼裳；d,当触头p向下移就，只会改变副线图的电源r从而改蜀翩卿的电流.不会改变原线圜的电压r故Dtm吴吟地：B.［分析］当妓国与遨场平行时r感应电流最大，当两者垂亘时j感应电沆量小；确逵腾时表达式时『注意线圈开始计时的也置,.从而得出正苑还是亲弦；根砺闭合电路欧姆定律来确定电旅范善电阻变化而受化.但不会改变质线圜的电压r从而即可求展答案：11—1、考点：心工⑪一”电律:八、、：解析:【解裔】尚正堂时r任意时电压均为22W,都卷壬常拽光;而中线断开点r灯泡均不能接（E火捱与卬线之间r此时I3匕通1环疏完好的中线相连，相当于B.匕串糕接在前间火线之间，而火线间电压为380V,则西田T5?舁玉小子220V,故两圻均妾暗；声：J［分析］三相电任意两区爱之间电压为3眈丫；任一火矮与地戡之间的电压为22QV;当地发断开时相当于两灯串联在貂皿的电任之同，则可由丽元度费化.答案：12-1、考点.心上二二一二二-r:，二一・.追一三一三二士一":、、：解析：【解答】解：甲网中 内，4x10-2&-6^10-25A, ：2（/j朵/专叫RT,代后：C左）2Rx2*2«10-2=［?R）c6*lDar解存电流的有效值为：住老A.乙国中r在一小国雨内,电阻爰热的时间为0~4*10”也」相提哂I的热效应有.2Il2R二『？RT-代人数据得：l2R*i«2*102=rJRMxlO-2,解图电球有效值为：丁二in.根和打2期知『在相同时间内消精的名功之B肯于gjm故6正确.A.QD错晨.睚B（SJtfrj分别求出IE族中清如疔就的交变电疏的有效值,根据WE牛印』聘耗的电功之比.答案：13-1、考点.就上二二3时—*,夜:八、、：解析:

【砰密1线枢位于中性面时，技程平面与微屈钱垂直，穿过娃柜的覆通量最大,但此时切割斑殍浅的两边速度方向与磁感戏平行r即不切司磁感舞.穿过蜀1的磁通量的变牝率噂于零，所以电动岩等于零,朝电动势或感应电流的方向在此时刻改变,垂宜于中性面时.穿过埋电的懑通量为罂，切割磁感线的两边的速度与磁盛送垂息,有■效切制溟度最大.此&W1H线电困磁通量的变化率最大.所以威应电动箝最大「晒含题意,AtD不符合曩意；故等盍为：G.【分析J本氨考道交变电流f规律r限庭浅困在在中性面愎苜的特点解答.答案：14-1、考点,

:八、、：交变电部的产生及理律；交瘫电的曷大值与有靠唱sat.电动第的B6时值为二二口220V,C■不呜羁：够坳答案：14-1、考点,

:八、、：交变电部的产生及理律；交瘫电的曷大值与有靠唱sat.电动第的B6时值为二二口220V,C■不呜羁：够坳；D【分析】e=220解析：15-1、22OK.B不白三胃一【睥香】解：A,根据表达式可知,交端电的最大值D.当上0时r此时感应电前势300,黑圈平面恰好处于中性面位置,DIB误r符合匿意答案：考点::八、、：充变电触］产生及规律；交流电图曾【解答】解：工由于两图中砺的电2访向都随时间变化.因此都为文^电,故A错误；队两种电压削窟大值是311Vr有钥!项要小于九IVrSSB错误；q由于对应相同时刻『图用电压比图乙电压大,限据有淳值的走乂可知r国用有效值要比图己有效值大,单匚王舟0城图甲可加rEm=311V,3m亨-10OTTrad/5r所以图1铀的蝴fflg=为u=3rhinlODntMr故口哂逊：J【分析】解本苣时应源拿握I文莱电和亘赤电的定义r直僦是指电就向不发生变化的电流；理解并会至交流电的有效值rUn窄，只适用于正余鸵交流电；解析：二、填空题（共5小题）（共5题；共10分）

【第1空】B=答案：16-1、 二工-考点.二二斗一一一二心―一…”…一…:八、、：【解答】穿过爱国的磁通量力二部加口r所以这N8场的磁感应强度为B=电—*

$而)解析：―『・…H【箫1空】。侬5［第2空］最大【第/空】0答案：17-1、 「七心考点:二上二:一…:八、、：解析：I假香】解；如国所示，在第一个周期时间内，送圜转到中性面的酎刻为Q04味.此时穿过线圈的磁遇量最大f添1埃周的电在CLO为末时刻，缓心在磁堀中的位置是与中性面垂直.故答案为：n.(Ms；最大；口；与中性百垂百［分析］由g・t图歙可以读出电次的周期、BX11；当感应电动翦量大时,线围与中性面垂直；当感应电动势最小时，线圈与中性面重台,答案：18-1答案：18-1、［茶］史必=玛sinNfijf考点.二二0一二，:，——二—二』■…:八、、：解析：I候旬交镰发电机工作时的电动措量大值表达式E.=NBS^1箱发电机电帼的转速提图T音,同时将电枢所围面积疏小一半,电9)翦最大值表达式富*=AS/=NB三乂 =五，角逋度为3』？qjr则其电动筠变为雅"由2M.联 1 而 P［分析］报据交流发电矶工作时的电动话最大值表达式,求出电枢的转速提高一俯，电框所围面觊威」1_半时感应电动翦最大洽,再与比电助势的表达五.

【案1龙】311【第2空】二0答案：必1、 江皿考点,

:八、、：磅电酶］产生及规律；交流电的最考点,

:八、、：解析:［髀］电说给的期值会达式为『=311而31MO,可知电动势的最大0为4=31irr有源＜H为b=孕=220PV-.用IBSw=W146d/kOBw=2Tin可WiS为n二LU网的.【分析】本邀老直描述交变电流的物理里的计算.比较简里.答案：20-1、父】兄犷弘法考点.•“；「生J之律:八、、：解析：【解害】采用负袁星影接法.如果上三相四线制供电,即将三相处菽分别gA相■N、B相N,。相-NJz・这样号相负我上取的是电源指电压即220V?故普聚为:星形密去.［分析］这里就是线电压和相电压的关东，你慢三相电廊谟380V,当采用星型控接的时候，每相缭阻旗22W.期三相庆皇和为零，就是诧r任一节点流入的电流和语出的电流是相等的.所以认为星点就是TO电位.速祥的话等顼舞E的电压就是220V.三、解答题（共5小题）（共5题；共75分）解:应电动势的最大值二Em=nB£3=100⑷47。.53"工1丽=西仙；答案：21-1、解：根据国西定律，感应电流的最大清为：1二包」汽=L5nA'序r+2? 02+4*8图示位置与中性面至直,故感在电流适口力巨变化的图数表达式为：答案:21-2、答案:21-2、i=[mcos(Jt=15ncoslOOrrt(A)考点：M妾一二二一二不洋:八、、：解析：【分析】(1)捌居公式E-N器■」式求解感应电动好的最大值;(2)图示位图与中畦面垂直J因居公司二求图越应电动势的最大值,胡：感应电动势的最大值为；TOC\o"1-5"\h\z£皿=他37001隹*0.02*100=100£VtT T线图中感应电动喙表达式为:e=100y7cos(lODt)V答案”二「k二二工：「二”「， 】答案：221、 、线国转过扣11龟过程中产生的平均感应电动势为:-_△亦 部—3ftB-ITTE=FE-^皿皿答案：22-2、的-lOp/T=I。。/亚亚电阻R两端的电压为；/若心=9网/=50/电阻R_hS苜插的功率为：产二号二5qj『答案：22-3、二」丁一一.： 「I三」，「：考点.--.二一二•十―1-二门-Y'—'三:八、、：解析：【分析】⑴正弦式交交电流的函数表达班线圈在垂直中性面位置开始计时)电动势而时向变化的观手：E国8m_出诜求的曲势SW^SEyii函皿f再Ci)求交班电捺平均鹿应电动，以能用法拉第电磁感应定律,关退是求出辐过居理信过强中磁通量的支比率.C3)求电阻R上消糕的功型,施煤济T效值来求，先求眼压的有效值r再福据电功举的公式求出电阻R上；肖耗的功第

解：由卬，t国爱可知:^=2.0x10TwbrT=6.28=10区甫速度为®=孽==如仃/卜答案：23-1、所以答案：23-1、所以・Ee=200,解:产生的感应电动势的麝时表达式为e=2解:产生的感应电动势的麝时表达式为e=2加cqUCKH感应电部的喇表达式为k忌=2co&100t答案：23-2、答案：23-2、®it75isjabcda睥;电前势的有效值E=学睥;电前势的有效值E=学=100^由闭西电路的欧姆定律,电路中电疏的有■效值为