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习题课交变电流的产生及描述一、基础练1对于图1所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列描述正确的是()图1A电流的大小变化，方向也变化，是交变电流B电流的大小变化，方向不变，不是交变电流C电流的大小不变，方向不变，是直流电D电流的大小不变，方向变化，是交变电流2如图2所示，一面积为S的单匝矩形线圈处于有界磁场中，能使线圈中产生交变电流的是()图2A将线圈水平向右匀速拉出磁场B使线圈以OO为轴匀速转动C使线圈以ab为轴匀速转动D磁场以BB0sint规律变化3标有“220V,0.5F”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用()A220sin100tVB220V的照明电路中C380sin100tVD380V的动力电路中4在电路的MN间加一如图3所示的正弦交流电，负载电阻为100，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为()图3A220 V,2.20 AB311 V,2.20 AC220 V,3.11 AD311 V,3.11 A5交变电流电压表达式为u20sin314tV，求这个交变电压的最大值Um、有效值U、周期T、频率f.画出交变电流的电压ut图象二、提升练6小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图4所示此线圈与一个R10的电阻构成闭合电路，不计电路的其他阻值下列说法正确的是()图4A交变电流的周期为0.125sB交变电流的频率为8HzC交变电流的有效值为AD交变电流的最大值为4A7如图5所示是一交变电流的it图象，则该交变电流的有效值为()图5A4AB2AC.AD.A图68矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图6所示下列结论正确的是()A在t0.1s和t0.3s时，电动势最大B在t0.2s和t0.4s时，电动势改变方向C电动势的最大值是157VD在t0.4s时，磁通量变化率最大，其值为3.14Wb/s9两个完全相同的电热器，分别通以图7甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比P甲P乙等于()图7A.1B21C41D1110如图8所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO与磁场边界重合。线圈按图示方向匀速转动。若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿abcda为正方向,则线圈内感应电流随时间变化的图象是下列选项中的()8图图911距离足够大的金属板A、B间有一电子(不计重力影响)，在A、B间接有如图9所示的正弦式电压u.t0时，电子从静止开始运动，则()A电子做往复运动B在足够长的时间后，电子一定要碰到某个金属板上CtT/2时，电子速度达到最大值DtT时，电子将回到原出发点题号123467891011答案12.正弦式交变电压u50sin314tV加在一个氖管的两端，已知当氖管两端的电压达到25V时，才开始发光求氖管通电10min内，发光的次数和发光的总时间13如图10所示，匀强磁场的磁感应强度B0.5T，边长L10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r1，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度2rad/s，外电路电阻R4.求：图10(1)转动过程中感应电动势的最大值(2)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(3)由图示位置转过60角的过程中产生的平均感应电动势(4)交变电压表的示数(5)线圈转动一周外力做的功习题课交变电流的产生及描述1B2BCD将线圈向右拉出磁场时，线圈中电流方向不变，A选项错B、C两种情况下产生交变电流，只有在C情况下当线圈全部位于磁场外的一段时间内线圈内没有电流由法拉第电磁感应定律可知D种情况下可产生交变电流，故B、C、D对3A4A电压表和电流表都是表示的有效值，根据图象得出电压的有效值是220 V，根据欧姆定律得出电流的有效值是2.20 A520V10V0.02s50Hz图象见解析解析已知交变电流的电压表达式uUmsint，正弦符号前的系数即为电压的最大值，根据正弦式交变电流的电压有效值与最大值的关系U，可求得U；再根据T，求得T；由f，求得f.据题意，交变电流电压最大值Um20V，有效值U10V，周期Ts0.02s，频率f50Hz.根据uUmsint20sin314tV，画出交变电流的电压随时间的变化图象如图所示6C由图可知交变电流的周期T0.250s，频率f4Hz，故选项A、B错误；交变电流的有效值IAA，故选项C正确；交变电流的最大值ImA2A，故选项D错误7D设该交变电流的有效值为I，t11s，t22s，由有效值的定义得()2Rt1IRt2I2Rt.而tt1t23s，代入数据解得：IA，故D正确8CD磁通量最大时，磁通量的变化率最小，如0.1s、0.3s时磁通量的变化率为0，电动势为零，A错误；0.2s和0.4s时磁通量的变化率最大，电动势最大，但不改变方向，B错误；公式EmnBSnm，其中m0.2Wb，5，所以Em500.2550157V，故C正确；0.2s和0.4s时磁通量变化率最大，电动势最大，由Emn得此时Wb/s3.14 Wb/s，故D正确9B甲为矩形交变电流，它的大小恒为Im，方向做周期性的变化，而电流通过电阻的热功率跟电流的方向无关，所以矩形交变电流通过电阻R的热功率P甲IR；乙为正弦交变电流，计算热功率时要用电流的有效值：I，所以P乙I2R()2RR，得.故B正确10At0时线圈磁通量最大，磁通量的变化率最小，所以感应电动势、感应电流最小根据楞次定律可以判断，t0时刻开始线圈中磁通量变小，产生的感应电流i为负向，电流变大，C、D错经过1/4周期后，dc切割磁感线，电流方向为负，电路中有持续负方向的电流，A对，B错11BC电子始终朝一个方向运动，不断交替加速、减速，故B、C正确126104次5min解析交变电压u50sin314tV，则最大值为Em50V，又3141002/T，所以T0.02s.对氖管，只要u25V，就发光，u25V时，代入瞬时值方程得sin100t在正半周有两个解就是100t1和100t2，即t10.0025s，t20.0075s在正半周的时间为tt2t10.005s；同理，在负半周也有这么长的发光时间，每个周期内的发光时间为T2t0.01s，发光两次所以10min内的发光次数为N226104(次)总的发光时间为Nt61040.005s300s5min.13(1)3.14V(2)1.57V(3)2.6V(4)1.78V(5)0.99J解析(1)感应电动势的最大值为EmnBS1000.52(0.1)2V3.14V(2)转过60时的瞬时感应电动势为eEmcos603.140.5V1.57V(3)由图示位置转过60角的过程中产生的平均感应电动势为nn100V2.6V(4)电压表示数为外电路电压的有效值URR4V1.78V(5)转动一周所做的功等于电流产生的热量WQ()2T0.99J
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