高二物理检测三交变电流描述交变电流的物理量.docx
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高二物理检测三交变电流描述交变电流的物理量
高二物理检测三（交变电流、描述交变电流的物理量）
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高二物理检测三（交变电流、描述交变电流的物理量）2011-4-6
一、单项选择题：
本题共7小题，每小题3分，共18分。
每小题只有一个选项符合题意。
1、以下各图线中不表示交变电流的是：
（）
2、一交变电流的变化规律为i=50sin50πtA，则从t=0起到第一次出现峰值的时间是（）
3、旋转电枢式交流发电机产生的感应电动势e=εmsinωt，如将电枢的匝数增加一倍，电枢的转速也增加一倍，其他条件不变，感应电动势的表达式将变为 （）
A．e=2εmsin2ωt．B．e=2εmsin4ωt．
C．e=4εmsin2ωt．D．e=4εmsin4ωt．
4、当交流发电机的线圈平面与磁感线夹角为
时，交流电的瞬时值为
，则该交流电的有效值为（）
A.10VB.
C.
D.
5、一电阻接在10V直流电源上，电热功率为P；当它接到交流电压u=10sinωt（V）上时功率为（）
A．0.25PB．0.5PC．PD．2P
6、一个电热器接在10V直流电源上，消耗的电功率为P0，把它接在如图所示的方波交流电源上（不计温度变化对电阻的影响），它消耗的电功率为P0/2，则此方波的幅值Umax应是（）
A．10VB．5V
C．
VD．
V
二、多项选择题：
本题共4小题，每小题5分，共20分。
每小题有多个选项符合题意，全部选对的得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。
7、如图所示为单匝线圈面积为S在磁感强度为B的匀强磁场中匀速转动，要使感应电流的最大值变为2倍。
可用的方法是：
（）
A．把磁感应强度变为2BB．把转动角速度变为2ω
C．用同样的导线做成一个面积为2S的线圈
D．用同样的导线做成一个每边都是原长2倍的线圈
8、如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕oo'轴匀速转动，产生的交流电动势ε=200
sin100πtV。
则下列说法正确的是：
（）
A．此交流电的频率是100πHz
B．交流电的有效值ε=200
V
C．当频率增加时，电动势的最大值也增加
D．当穿过线圈平面的磁通量最大时，电动势也最大
9、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴线匀速转动时产生的交流电动势的表达式为
，则（）
A.交流电的周期为0.02
B.当
时，线圈平面与中性面垂直
C.电动势的有效值为220VD.当
时，电动势有最大值
10、如图甲所示为电热毯电路示意图，交流电压u=311sinl00πt（v），当开关S接通时．电热丝的电功率为P0；当开关s断开时，加在电热丝上的电压如图乙所示，则（）
A．开关接通时，交流电压表的读数为220V
B．开关接通时，交流电压表的读数为311V
C．开关断开时，交流电压表的读数为311V，电热丝功率为P0/2
D．开关断开时，交流电压表的读数为156V，电热丝功率为P0/2
三、填空题：
本题共3小题，每空2分，共14分。
11、把一线框从一匀强磁场中匀速拉出，如图所示。
第一次拉出的速率是v，第二次拉出速率是2v，其它条件不变，则前后两次拉力大小之比是，拉力功率之比是
，线框产生的热量之比是，通过导线截面的电量之比是。
12、演示自感现象的实验电路图如图16-72所示，L是电感线圈，A1、A2是规格相同的灯泡，R的阻值与L的直流电阻值相同．当开关S由断开到合上时，观察到的自感现象是__________，最后达到同样亮．
13、一个线圈接通电路时,通过它的电流变化率为10A/S,产生的自感电动势为3.0V,切断电路时,电流的变化率为50A/S,产生的自感电动势为______V,这个线圈的自感系数为______.
三、计算题：
本题共4小题，共59分，解答时请写出必要的文字说明，方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14、（20分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，边长L＝10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2πrad／s，外电路电阻R＝4Ω．求：
（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°角的过程产生的平均感应电动势；
（4）交流电压表的示数；
（5）转动一周外力做的功．
14、两导轨ab和cd互相平行，相距L=0.5m，固定在水平面内，其电阻可忽略不计。
ef是一电阻等于10Ω的金属杆，它的两端分别与ab和cd保持良好接触，又能无摩擦地滑动。
导轨和金属杆均处于磁感强度B=0.6T的匀强磁场中，磁场方向如图所示。
导轨左边与滑动变阻器R1（最大阻值40Ω）相连，R2=40Ω。
在t=0时刻，金属杆ef由静止开始向右运动，其速度v随时间t变化的关系为v=20sin（10πt）m/s．求：
（1）杆ef产生的感应电动势随时间t变化的关系式．
（2）R2在1min内最多能够产生多少热量．
15、如图所示，OACO为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，O、C处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），R1=4Ω、R2=8Ω（导轨其它部分电阻不计）。
导轨OAC的形状满足
（单位：
m）。
磁感应强度B=0.2T的匀强磁场方向垂直于导轨平面。
一足够长的金属棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在导轨上从O点滑动到C点，棒与导轨接触良好且始终保持与OC导轨垂直，不计棒的电阻。
求：
⑴外力F的最大值；⑵金属棒在导轨上运动时电阻丝R1上消耗的最大功率；⑶在滑动过程中通过金属棒的电流I与时间t的关系。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
A
A
A
C
B
C
B
ABD
CD
ACD
AD
12．解：
（1）使线圈匀速平动移出磁场时，bc边切割磁感线而产生恒定感应电动势E=BLv.而v=L/t.
外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能，即
J
（2）线圈以ad边为轴匀速转出磁场时，线圈中产生的感应电动势和感应电流都是按正弦规律变化的，感应电动势和感应电流的最大值为:
外力对线圈做的功等于线圈中消耗的电能，即
J
13、
（1）Ｅm＝NBSω＝3.14V
（2）从图示位置计时转过
时，瞬时感应电动势e＝Em·cos
＝1.57V
（3）由图示位置转过60°角产生的平均感应电动势
＝100×
V＝2.60V
（4）交流电压表测的是有效值，所以其示数U＝
＝1.78V．
（5）ＷF＝I2（R＋r）t＝N2B2S2
＝0.99J
14、
（1）杆ef产生的感应电动势随时间t变化的关系式为
ε=BLv=0.6×0.5×20sin（10πt）V=6sin（10πt）V
（2）当变阻器的滑动触头滑到变阻器的上端时，在相同时间内，R2产生的热量达最大值。
外电路总电阻R=R2/2=20Ω
电源为交流电，周期为T=
=0.2s，t=1min为T的整数倍。
外电路电压的有效值为
U
=
V=2
V
R2能够产生的热量最大值为
Q=
=12J
15、
（1）金属棒匀速运动，F外=F安，E=BLv，I=E/R总，F外=BIL=B2L2v/R总，
Lmax=2sin90°=2m，R总=8/3Ω，故Fmax=0.3N
（2）P1=E2/R1=1W
（3）金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化y=2sin
，且x=vt，E=BLv，
故
1、.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图，则在时刻
A.t1，t3线圈通过中性面B.t2，t4线圈中磁通量最大
C.t1，t3线圈中磁通量变化率最大D.t2，t4线圈平面与中性面垂直
2、矩形线圈的面积为S，匝数为n，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO以角速度ω匀速转动。
当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时
A.线圈中的电动势为0B.线圈中的电动势为
C.穿过线圈的磁通量为0D.线圈不受安培力作用
3、.一矩形线圈，绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′按顺时针方向旋转.引出线的两端与互相绝缘的半圆铜环连接，两个半圆环分别与固定电刷A.B滑动接触，电刷间接有电阻，如所示，在线圈转动过程中，通过电阻的电流
Ａ.大小和方向都不断变化Ｂ.大小和方向都不变
Ｃ.大小不断变化，方向A→R→BＤ.大小不断变化，方向从B→R→A
5、一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，其瞬时值的表达式为
sin100πtV，下列说法中正确的是
A．频率是50HzB．.当t=0时，线圈平面与中性面重合
C．当
s时，e的值最大，为220
VD．线圈转动的角速度为314rad/s
6、交流发电机在工作时的电动势e=EmSinωt．若将线圈匝数，线圈面积和角速度ω都提高到原来的两倍，其他条件不变，则电动势变为
A、e=8EmSinωtB、e=8EmSin2ωtC、e=4EmSin2ωtD、e=4EmSinωt
7、如图所示，将R=220Ω的电阻接人电压u=311sin314t（V）的交流电路中，则
A．电压表示数是311VB．电压表示数是155.5V
C．电流表示数是1.41AD．R消耗的功率是220W
6.如图,一重力不计的带正电粒子,在垂直纸面向里的匀强磁场中做匀速圆周运动.当磁场突然增强时,粒子的动能将
A.不变B.变大C.变小D.不确定
15、如图所示是一个交流发电机的示意图．线框abcd处于匀强磁场中，已知ab=bc=10厘米，B=1特，线圈匝数n=100，线圈电阻r=5欧，外电路负载电阻R=5欧，线圈以600转/分的转速匀速转动．求：
（1）安培表和电压表的读数．
（2）从如图示位置开始经过1/60秒时感应电动势的瞬时值多大？
（3）从如图所示位置开始转过30°角的过程中的平均感应电动势值多大？
8、图表示一交流电电流随时间而变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为Im；电流的负值强度为Im，则该交流电的有效值为多大？
10、如图所示，矩形线圈100匝，ab=30cm，ad=20cm，匀强磁场磁感应强度B=0.8T，绕轴OO’从图示位置开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s，试求：
（1）穿过线圈的磁通量最大值φm=?
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=?
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，并作出图象。
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