高考物理总复习 第11单元 交变电流传感器 作业手册（28）交变电流的产生及描述-人教版高三全册物理试题.doc

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1、课时作业(二十八)第28讲交变电流的产生及描述时间 / 40分钟基础巩固1.2018北京丰台期末 如图K28-1所示,矩形线框置于磁场中,该磁场可视为匀强磁场,线框通过导线与电阻R构成闭合回路,线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动.下列说法正确的是()图K28-1A.线框通过图中位置瞬间,线框中的电流方向为ABCDAB.线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量最大C.线框通过图中位置瞬间,通过电阻R的电流瞬时值最大D.若使线框转动的角速度增大一倍,那么通过电阻R的电流的有效值变为原来的2.2017四川凉山诊断 图K28-2甲为一台小型发电机示意图,产生的感应电动势随时间的变化规律如图

2、乙所示.已知发电机线圈的匝数为100匝,电阻r=2 ,外电路的小灯泡电阻恒为R=6 ,电压表、电流表均为理想电表.下列说法正确的是()图K28-2A.电压表的示数为4 VB.电流表的示数为0.5 AC.1 s内通过小灯泡的电流方向改变25次D.线圈在转动过程中,磁通量最大为 Wb3.(多选)2017天津卷 在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图K28-3所示正弦规律变化.设线圈总电阻为2 ,则()图K28-3A.t=0时,线圈平面平行于磁感线B.t=1 s时,线圈中的电流改变方向C.t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大D.一

3、个周期内,线圈产生的热量为82 J4.一只电阻分别通入四种不同形式的电流,如图K28-4所示的图像分别表示这四种电流随时间变化的情况,在T=0.02 s内电阻产生的热量最多的是()图K28-45.2017贵州遵义航天中学模拟 如图K28-5甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示,则()图K28-5A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面垂直B.曲线a、b对应的线圈角速度之比为32C.曲线a表示的交变电动势频率为50 HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V技能提升6.先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电,

4、第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图K28-6甲所示);第二次灯泡两端的电压随时间的变化规律如图乙所示.若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期的数值是相同的,则以下说法正确的是()图K28-6A.第一次灯泡两端的电压有效值是B.第二次灯泡两端的电压有效值是C.第一、二两次灯泡的电功率之比是29D.第一、二两次灯泡的电功率之比是157.(多选)在如图K28-7所示电路中,电源的电压u=311sin 100t(V),A、B间接有“220 V440 W”规格的电暖宝、“220 V220 W”规格的抽油烟机、交流电压表及保险丝.下列说法错误的是()图K28-7A.交流电压表的示数为311

5、VB.电路要正常工作,保险丝的额定电流不能小于3 AC.电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D.抽油烟机1 min内消耗的电能为1.32104 J8.如图K28-8所示,单匝矩形闭合导线框abcd一半处于磁感应强度为B的有界匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.线框绕与其中心线重合的竖直固定转轴OO以角速度匀速转动,固定转轴恰好位于匀强磁场的右边界,则线框中感应电流的有效值为()图K28-8A.C.9.(多选)图K28-9甲为风力发电的简易模型,在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的磁铁转动,转速与风速成正比.在某一风速时,线圈中产生的正弦式交变电流如图乙所示,则()图K28-9A.交变电流

6、的瞬对值表达式为i=0.6sin 10t(A)B.磁铁的转速为10 r/sC.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin 10t(A)D.风速加倍时线圈中电流的有效值为0.6 A10.(多选)如图K28-10所示,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直平面(纸面)内,两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里.现使线框M、N在t=0时从图示位置开始分别绕过OM和ON且垂直于纸面的轴以相同的周期T逆时针匀速转动,则()图K28-10A.两导线框中均会产生正弦式交流电B.两导线框中感应电流的周期都等于TC.在t=

7、时,两导线框中产生的感应电动势相等D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等挑战自我11.某兴趣小组设计了一种发电装置,如图K28-11所示.在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为,磁场均沿半径方向.匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l,bc=ad=2l,线圈以角速度绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进入磁场.在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直.线圈的总电阻为r,外接电阻为R.求:(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F;(3)通过外接电阻的电流的有效值I.图K

8、28-11课时作业(二十八)1.C解析 线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量为零,感应电动势最大,所以感应电流也最大,通过电阻R的电流瞬时值最大,故选项B错误,选项C正确;AB边和CD边切割磁感线产生感应电流,根据右手定则可知电流方向为ADCBA,故选项A错误;根据E=NBS可知,增大一倍,E也增大一倍,根据I=可知,通过电阻R的电流的有效值也增大一倍,故选项D错误.2.B解析 由图像可知,交变电动势的最大值为Em=4 V,有效值为E=4 V,根据闭合电路的欧姆定律可知U=6 V=3 V,A错误;电流表的示数为I= A=0.5 A,B正确;由图像可知,T=410-2 s,f=25 Hz,一个

9、周期内电流方向改变2次,所以1 s内通过小灯泡的电流方向改变50次,C错误;根据Em=nBS可知m=BS= Wb,D错误.3.AD解析 t=0时,磁通量为零,线圈平面平行于磁感线,故A正确;每经过一次中性面(线圈垂直于磁感线,磁通量有最大值),电流的方向改变一次,t=1 s时,磁通量为零,线圈平面平行于磁感线,所以线圈中的电流方向不变,故B错误;t=1.5 s时,磁通量有最大值,但磁通量的变化率为零,根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零,故C错误;感应电动势最大值Em=NBS=Nm=4 V,有效值E= V,一个周期内线圈产生的热量Q=T=82 J,故D正确.4.D解析 对A选项,正

10、弦式交变电流有效值I1= A,根据焦耳定律得Q1=RT=2RT(J);对B选项,电流有效值I2= A,根据焦耳定律得Q2=RT=2RT(J);对C选项,根据焦耳定律得Q3=RT=2.25RT(J);对D选项,对于方波电流,根据焦耳定律得Q4=4RT(J),故选项D正确.5.B解析 在t=0时刻,电动势均为零,磁通量变化率均为零,线圈平面一定处于中性面上,故选项A错误;由图可知,曲线a对应线圈的周期为410-2 s,曲线b对应线圈的周期为610-2 s,则由=可知,角速度与周期成反比,故角速度之比为32,故选项B正确;曲线a表示的交变电动势的频率fa=25 Hz,选项C错误;因曲线a、b对应的线

11、圈角速度之比为32,曲线a表示的交变电动势最大值是15 V,根据Em=nBS得曲线b表示的交变电动势最大值是10 V,则有效值为U= V,选项D错误.6.D解析 第一次,灯泡两端的电压有效值为U1=,电功率P1=;第二次,设灯泡两端的电压有效值为U2,有T,解得U2=U0,电功率P2=,则P1P2=15,故选项A、B、C错误,选项D正确.7.ABC解析 由u=311sin 100t(V)可知电源电压的峰值Um=311 V,则其有效值U=220 V,故交流电压表的示数为220 V,选项A错误;流过电暖宝的电流为I1=2 A,流过抽油烟机的电流为I2=1 A,则流过保险丝的电流I=I1+I2=3

12、A,保险丝的额定电流为交变电流的有效值,故选项B错误;电暖宝是纯电阻用电器,而抽油烟机是非纯电阻用电器,故发热功率不是2倍关系,选项C错误;抽油烟机1 min内消耗的电能为W=Pt=1.32104 J,选项D正确.8.A解析 线框中产生的感应电动势的最大值为Em=BS,则线框中感应电流的有效值为I=.9.AD解析 根据图像可知交变电流的最大值为0.6 A,周期T=0.2 s,则=10 rad/s,故交变电流的瞬时值表达式为i=0.6sin 10t(A),A正确;交变电流的周期为T=0.2 s,故磁铁的转速为n=5 r/s,B错误;风速加倍时,角速度加倍,根据Em=nBS可知产生的感应电动势加倍

13、,形成的感应电流加倍,故风速加倍时交变电流的表达式为i=1.2sin 20t(A),形成的感应电流最大值Im=1.2 A,故有效值为I= A,C错误,D正确.10.BC解析 设导线框半径为l,角速度为,两导线框切割磁感线时的有效长度始终等于圆弧半径,因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为E=Bl2,但进磁场和出磁场时电流方向相反,所以线框中应该产生方波交流电,如图所示,A错误;由T=可知,两导线框中感应电流的周期相同,均为T,B正确;在t=时,两导线框均在切割磁感线,故两导线框中产生的感应电动势均为Bl2,C正确;对于线框M,有T,解得U有M=E,对于线框N,有T,解得U有N=E,故两导线框中感应电流的有效值并不相等,D错误.11.(1)2NBl2(2)(3)解析 (1)bc、ad边的运动速度v=故感应电动势Em=4NBlv=2NBl2.(2)电流Im=故ab边所受安培力F=2NBIml=.(3)一个周期内,有电流通过的时间t=T,R上消耗的电能W=Rt=I2RT解得I=.