2019-2020年高三物理一輪復習第十章交變電流傳感器29交變電流的產生和描述課時達標.doc
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2019-2020年高三物理一輪復習第十章交變電流傳感器29交變電流的產生和描述課時達標 1.(xx山東卷)如圖甲,R0為定值電阻,兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內.左端連接在一周期為T0的正弦交流電源上,經二極管整流后,通過R0的電流i始終向左,其大小按圖乙所示規(guī)律變化.規(guī)定內圓環(huán)a端電勢高于b端時,a、b間的電壓為uab為正,下列uabt圖象可能正確的是( ) 答案:C 解析:由題知通過外圓環(huán)的電流方向始終是順時針方向,大小做周期性變化.分析0.5T0時間內,前0.25T0電流增加,由楞次定律可以判斷出通過內圓環(huán)電流逆時針,此時a端電勢高于b端,后0.25T0電流減少,由楞次定律可以判斷出通過內圓環(huán)電流順時針,此時a端電勢低于b端.每個0.5T0時間內都是同樣的變化規(guī)律,故C項正確. 2.交流發(fā)電機在工作時產生的電壓的表達式為u=Um sin ωt,保持其他條件不變,使該線圈的轉速和匝數同時增加一倍,則此時電壓的變化規(guī)律變?yōu)? ) A.4Um sin ωt B.4Um sin 2ωt C.2Um sin ωt D.Um sin ωt .答案:B 解析:線圈的轉速和匝數同時增加一倍,則Um增加到原來的4倍,線圈的轉速增加一倍,則ω為原來的兩倍,故電壓的變化規(guī)律變?yōu)?Um sin 2ωt,選項B正確. 3.一個邊長為6 cm的正方形金屬線框置于勻強磁場中,線框平面與磁場垂直,電阻為0.36 Ω.磁感應強度B隨時間t的變化關系如圖所示,則線框中感應電流的有效值為 ( ) A.l0-5A B.10-5 A C.10-5A D.10-5A 答案:B 解析:由法拉第電磁感應定律和歐姆定律可得0~3 s內產生的感應電流I1=210-5 A,3~5 s內產生的感應電流I2=310-5 A,且與0~3 s內方向相反,于是可作出i隨時間t變化的圖象如圖所示. 由有效值的定義得IRt1+IRt2=I2Rt,代入數據可得I=10-5 A,故B選項正確. 4.(多選)某小型發(fā)電機產生的交變電動勢為e=50sin 100πt(V).對此電動勢,下列表述正確的有 ( ) A.最大值是50 V B.頻率是100 Hz C.有效值是25 V D.周期是0.02 s 答案:CD 解析:交變電動勢e=Emsin ωt=50sin100πt(V),故電動勢最大值是50 V,有效值是25 V,又ω=2πf==100π,故頻率是50 Hz,周期是0.02 s,選項C、D正確. 5.如圖所示電路,電阻R1與電阻R2阻值相同,都為R,和R1并聯(lián)的D為理想二極管(正向電阻可看做零,反向電阻可看做無窮大),在A、B間加一正弦交變電壓u=20sin 100πt(V),則加在R2上的電壓的有效值為( ) A.10 V B.20 V C.15 V D.5 V 答案:D 解析:根據有效值的定義可得+=T, 解得加在R2上的電壓的有效值U=5 V,D項正確. 6.將硬導線中間一段折成不封閉的正方形,每邊長為l,它在磁感應強度為B、方向如圖所示的勻強磁場中勻速轉動,轉速為n,導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接,外電路接有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光,電路中除燈泡外,其余部分的電阻不計,燈泡的電阻應為( ) A. B. C. D. 答案:B 解析:導線轉動過程中產生正弦交流電,其最大值為Em=2πnBl2,根據小燈泡正常發(fā)光,有P=()2,解得R=,B項正確. 7.實驗室里的交流發(fā)電機可簡化為如圖所示的模型,正方形線圈在水平勻強磁場中,繞垂直于磁感線的OO′軸勻速轉動.今在發(fā)電機的輸出端接一個電阻R和理想電壓表,并讓線圈每秒轉25圈,讀出電壓表的示數為10 V.已知R=10 Ω,線圈電阻忽略不計,下列說法正確的是 ( ) A.線圈平面與磁場平行時,線圈中的瞬時電流為零 B.從線圈平面與磁場平行開始計時,線圈中感應電流瞬時值表達式為i=sin 50πt A C.流過電阻R的電流每秒鐘方向改變25次 D.電阻R上的熱功率等于10 W 答案:D 解析:線圈平面與磁場平行時,線框切割磁場的兩邊正好垂直切割,瞬時感應電流最大,A項錯.由題意得Em=10 V,f=25 Hz,i=cos 50πt A,B項錯;電流方向每秒改變50次,C項錯;PR===10 W,D項正確. 8.如圖所示,圖線a是線圈在磁場中勻速轉動時產生的正弦交流電的圖象,當調整線圈轉速后,所產生的正弦交流電的圖象如圖線b所示.以下關于這兩個正弦交流電的說法中正確的是 ( ) A.線圈先后兩次轉速之比為1∶2 B.交流電a的電壓瞬時值u=10sin 0.4πt(V) C.交流電b電壓的最大值為 V D.在圖中t=0時刻穿過線圈的磁通量為零 答案:C 解析:由題圖可知,周期Ta=0.4 s,Tb=0.6 s,則線圈先后兩次轉速之比na∶nb=Tb∶Ta=3∶2,故選項A錯誤;由題圖知交流電a的電壓最大值Uma=10 V,周期Ta=0.4 s,ωa==5π rad/s,交流電壓的瞬時值表達式為u=Umasin ωt=10sin 5πt(V),故選項B錯誤;由電動勢的最大值Em=NBSω,知兩個電壓最大值之比Uma∶Umb=ωa∶ωb=3∶2,則交流電b電壓的最大值為 V,故選項C正確;t=0時刻u=0,根據法拉第電磁感應定律,磁通量變化率為零,而磁通量最大,故選項D錯誤. 9.如圖所示,線圈abcd的面積是0.05 m2,共100匝,線圈電阻為1 Ω,外接電阻R=9 Ω,勻強磁場的磁感應強度B= T,當線圈以300 r/min的轉速勻速旋轉時.問: (1)若從線圈處于中性面開始計時,寫出線圈中感應電動勢的瞬時值表達式; (2)線圈轉過 s時電動勢的瞬時值多大? (3)電路中,電壓表和電流表的示數各是多少? (4)從中性面開始計時,經 s通過電阻R的電荷量是多少? 答案:(1)e=50sin 10πt V (2)43.3 V (3)31.86 V 3.54 A (4) C 解析:(1)e=Emsin ωt =nBS2πf sin (2πft) =1000.052π sin (2πt) V =50sin 10πt V (2)當t= s時, e=50sin (10π) V≈43.3 V. (3)電動勢的有效值為E== V≈35.4 V, 電流表示數I== A=3.54 A, 電壓表示數U=IR=3.549 V=31.86 V. (4) s內線圈轉過的角度 θ=ωt=2π=. 該過程中,ΔΦ=BS-BS cos θ=BS, 由=,=,= 得q=== C= C. 10.如圖甲所示,一固定的矩形導體線圈水平放置,線圈的兩端接一只小燈泡,在線圈所在空間內存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場.已知線圈的匝數n=100匝,電阻r=1.0 Ω,所圍成矩形的面積S=0.040 m2,小燈泡的電阻R=9.0 Ω.磁場的磁感應強度按如圖乙所示的規(guī)律變化,線圈中產生的感應電動勢的瞬時值表達式為e=nBmScost,其中Bm為磁感應強度的最大值,T為磁場變化的周期.不計燈絲電阻隨溫度的變化,求: (1)線圈中產生的感應電動勢的最大值; (2)小燈泡消耗的電功率; (3)在磁感應強度變化的0~的時間內,通過小燈泡的電荷量. 答案:(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.010-3 C 解析:(1)由題圖乙知,線圈中產生的交變電流的周期T=3.1410-2 s,所以Em=nBmSω==8.0 V. (2)電流的最大值Im==0.80 A, 有效值I== A, 小燈泡消耗的電功率P=I2R=2.88 W. (3)在0~時間內, 電動勢的平均值E= 平均電流I== 流過燈泡的電荷量為q=IΔt= =4.010-3 C- 配套講稿:
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