2018-2019学年高中物理第五章交变电流5-1交变电流强化演练新人教版选修3 .doc

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第五章 第1节交变电流课后强化演练一、选择题1(2017陕西模拟)关于交变电流与直流电的说法中,不正确的是()A如果电流大小做周期性变化,则不一定是交变电流B直流电的大小可以变化,但方向一定不变C交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化解析:交变电流与直流电的区别是电流方向是否发生变化,如果电流大小做周期性变化而电流方向不变,则为直流电,A选项正确;直流电的大小可以变化,但方向一定不变,B选项正确;交流电的衡量标准是电流方向是否发生变化,如果电流的方向发生变化,就是交流电,交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化,不一定是按正弦或余弦规律变化的,C选项错误,D选项正确答案:C2.(多选)如图所示,电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度100 rad /s匀速转动t0时刻线圈平面与磁场垂直,各电表均为理想交流电表,则()At0时刻线圈中的感应电动势最大B1 s内电路中的电流方向改变100次C滑片P下滑时,电压表的读数变大D开关K处于断开状态和闭合状态时,电流表的读数相同解析:t0时刻线圈处于中性面,感应电动势为零,A选项错误;交变电流的周期T0.02 s,一个周期内电流方向改变两次,故1 s内电流方向改变100次,B选项正确;滑片P下滑时,电阻变大,电压表的示数变大,C选项正确;开关K闭合时,交变电流流过电容器,电流表示数增大,D选项错误答案:BC3(2017项城市模拟)某小型旋转电枢式发电机所产生的交流电电动势最大值为110 V、频率为60 Hz,要使它产生的电动势最大值变为220 V、频率变为50 Hz,需要调整线圈的转速n、匝数N或磁感应强度的大小B.下列调整合适的是()A使n变为原来的1.2倍,B变为原来的2倍,N变为原来的1.2倍B使n变为原来的,B变为原来的倍,N变为原来的2倍C使n变为原来的,N变为原来的2倍,B不变D使n变为原来的,N变为原来的2.4倍,B不变解析:根据交变电流产生原理可知,电动势最大值EmNBSNBS2n,使n变为原来的1.2倍,B变为原来的2倍,N变为原来的1.2倍,电动势的最大值变为原来的2.88倍,A选项不符合题意;同理,使n变为原来的,B变为原来的倍,N变为原来的2倍,电动势的最大值变为原来的倍,B选项不符合题意;使n变为原来的,N变为原来的2倍,B不变,电动势的最大值变为原来的倍,C选项不符合题意;使n变为原来的,N变为原来的2.4倍,B不变,感应电动势的最大值变为原来的2倍,即220 V,根据fn可知,频率原来为60 Hz,现在为50 Hz,D选项正确答案:D4线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断()A在A和C时刻,线圈处于中性面位置 B在B和D时刻,穿过线圈的磁通量为零C从A到D时间内,线圈转过的角度为D1 s内交变电流方向改变50次解析:根据交变电流的产生规律可知,线圈处于中性面位置时,感应电流为零,穿过线圈的磁通量最大,线圈垂直于中性面位置时,感应电流最大,穿过线圈的磁通量为零,故在A和C时刻,线圈处于垂直中性面位置,在B和D时刻,穿过线圈的磁通量最大,A、B选项错误;从A到D时间内线圈转过个周期,转过的角度为,C选项正确;周期T0.02 s,1 s内交变电流方向改变100次,D选项错误答案:C5(多选)(2017鹤岗模拟)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也为零C每当线框经过中性面时,感应电动势或感应电流方向就改变一次D线框经过中性面时,各边不切割磁感线解析:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,产生正弦式交流电;线圈位于中性面时,磁通量最大,线圈各边不切割磁感线,感应电动势为零,A选项错误,D选项正确;当线圈平面与磁感线平行时,磁通量为零,根据法拉第电磁感应定律可知,磁通量的变化率最大,感应电动势最大,B选项错误;每当线圈经过中性面时,感应电流的方向一定会改变一次,在一个周期内交流电的方向会改变两次,C选项正确答案:CD6(多选)如图所示是小型交流发电机的示意图,线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动,线圈的匝数为n、电阻为r,外接电阻为R,交流电流表A.线圈从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始转过时的感应电流为I.下列说法中正确的有()A流过电阻的最大电流为2IB转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为C从图示位置开始转过的过程中,通过电阻R的电荷量为D线圈转动一周的过程中,通过电阻R的电荷量为解析:线圈绕轴匀速转动,产生感应电动势的最大值为EmNBS,从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时感应电流的瞬时值为iImcost,t时,iI,则Im2I,A选项正确;转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值mBS,B选项正确;根据法拉第电磁应定律可知,从图示位置开始转过的过程中,通过电阻R的电荷量qtntnn,C选项正确;线圈转动一周的过程中,磁通量的变化量为零,通过电阻R的电荷量为零,D选项错误答案:ABC二、非选择题7如图所示,矩形线圈100匝,ab30 cm,ad20 cm,匀强磁场磁感应强度B0.8 T,绕轴OO从图示位置开始匀速转动,角速度100 rad/s,试求:(1)穿过线圈的磁通量最大值m是多少?线圈转到什么位置时取得此值?(2)线圈产生的感应电动势最大值Em是多少?线圈转到什么位置时取得此值?(3)写出感应电动势e随时间变化的表达式解析:(1)根据交变电流的产生规律可知,当线圈平面与中性面平行时,穿过线圈的磁通量最大值为mBS0.80.30.2 Wb0.048 Wb.(2)当线圈平面垂直于中性面时,感应电动势的最大值为EmNBS1000.80.30.2100 V480 V.(3)分析示意图可知,线圈是从垂直于中性面开始计时,瞬时值表达式为eEmcos100t480cos100t(V)答案:(1)线圈平面与中性面平行时,m0.048 Wb(2)线圈平面垂直于中性面时,Em480 V(3)e480cos100t (V)8如图甲是一种自行车上照明用的车头灯,图乙是这种车头灯发电机的结构原理图,转轴的一端装有一对随轴转动的磁极,另一端装有摩擦小轮电枢线圈绕在固定的U形铁芯上,自行车车轮转动时,通过摩擦小轮带动磁极转动,使线圈中产生正弦交变电流,给车头灯供电已知自行车车轮半径r35 cm,摩擦小轮半径r01.00 cm.线圈有N800匝,线圈框横截面积S20 cm2,总电阻R140 .旋转磁极的磁感应强度B0.010 T,车头灯电阻R210 .当车轮转动的角速度8 rad/s时,求:(1)发电机磁极转动的角速度;(2)车头灯中电流的最大值解析:(1)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等,由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动,故有:0r0r,08 rad /s280 rad /s.(2)摩擦小轮带动磁极转动,线圈产生的感应电动势最大值为EmNBS08000.01028020104 V4.48 V.所以通过车头灯电流的最大值为Im A89.6 mA.答案:(1)280 rad/s(2)89.6 mA
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