第三章交變電流課時(shí)3.2.1交變電流（加強(qiáng)練習(xí)）五年選考練考點(diǎn)1交變電流的產(chǎn)生與描述1.()(多選)單匝閉合矩形線框電阻為R，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線框的磁通量Φ與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.T2B.線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為2C.線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為2D.從t=0到t=T4過(guò)程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2.()(多選)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2Ω，則()A.t=0時(shí)，線圈平面平行于磁感線B.t=1s時(shí)，線圈中的電流改變方向C.t=1.5s時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D.一個(gè)周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為8π2J3.()(多選)如圖，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過(guò)直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面?，F(xiàn)使線框M、N在t=0時(shí)從圖示位置開(kāi)始，分別繞垂直于紙面且過(guò)OM和ON的軸，以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則()A.兩導(dǎo)線框中均會(huì)產(chǎn)生正弦交流電B.兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC.在t=T8時(shí)，D.兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等4.()小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝，每匝可簡(jiǎn)化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于線圈中心軸OO'，線圈繞OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為e0，不計(jì)線圈電阻，則發(fā)電機(jī)輸出電壓()A.峰值是e0 B.峰值是2e0C.有效值是22Ne0 D.有效值是2Ne考點(diǎn)2有效值的計(jì)算及應(yīng)用5.()(多選)如圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一面積為S的矩形單匝閉合導(dǎo)線框abcd，ab邊與磁場(chǎng)方向垂直，線框的電阻為R。使線框以恒定角速度ω繞過(guò)ad、bc中點(diǎn)的軸旋轉(zhuǎn)。下列說(shuō)法正確的是()A.線框abcd中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值是BSωB.線框abcd中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值是BSωC.線框平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，流經(jīng)線框的電流最大D.線框平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，流經(jīng)線框的電流最大6.()一電阻接到方波交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值均為u0，周期均為T(mén)，如圖所示。則Q方∶Q正等于()A.1∶2 B.2∶1 C.1∶2 D.2∶1三年模擬練應(yīng)用實(shí)踐1.()一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為T(mén)。從線圈平面轉(zhuǎn)到中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)t=112T時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為2V，則此交變電壓的有效值為()A.22V B.2V C.2V D.222.()(多選)電阻為1Ω的矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖像如圖所示?，F(xiàn)把該交變電動(dòng)勢(shì)加在電阻為9Ω的電熱絲上，則下列說(shuō)法中正確的是()A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為31.4rad/sB.如果線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，電流不會(huì)改變C.電熱絲兩端的電壓U=1002VD.電熱絲的發(fā)熱功率P=1800W3.()利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦裕梢詫?duì)交變電流進(jìn)行整流，將交變電流變?yōu)橹绷?。一種簡(jiǎn)單的整流電路如圖甲所示，a、b為交變電流信號(hào)輸入端，D為半導(dǎo)體二極管，R為定值電阻。信號(hào)輸入后，電阻R兩端輸出的電壓信號(hào)如圖乙所示，則關(guān)于該輸出信號(hào)，下列說(shuō)法正確的是()A.頻率為100HzB.電壓有效值為502VC.一個(gè)標(biāo)有“90V，30μF”的電容器并聯(lián)在電阻R兩端，可以正常工作D.若電阻R=10Ω，則1min內(nèi)R產(chǎn)生的熱量為1.5×104J4.()(多選)交流發(fā)電機(jī)的線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的水平軸逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每秒轉(zhuǎn)動(dòng)10轉(zhuǎn)，線圈處于圖示位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，電流表的示數(shù)為1A，已知線圈匝數(shù)為500匝，線圈內(nèi)阻r=1.0Ω，外接電阻R=9.0Ω。以下判斷正確的是()A.圖示時(shí)刻交變電流方向?yàn)锳DCBAB.通過(guò)線圈磁通量的最大值為2π×103C.t=516s時(shí)線圈磁通量的變化率為250D.t=916s時(shí)外接電阻R所消耗的電功率為10遷移創(chuàng)新5.()如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)發(fā)電裝置的示意圖，它的主要結(jié)構(gòu)是一個(gè)套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r=0.1m、匝數(shù)n=100的線圈，磁場(chǎng)的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)。線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B=2πT，線圈的電阻為R1=0.5Ω，它的引出線接有R2=9.5Ω的小燈泡L。外力推動(dòng)線圈框架的P端，使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，便有電流通過(guò)燈泡。當(dāng)線圈運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(shí)(摩擦等損耗不計(jì))，從t=0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)。丙(1)寫(xiě)出線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式以及電壓表的示數(shù)；(2)通電40s小燈泡L消耗的電能；(3)t=0.1s時(shí)外力F的大小。

答案全解全析五年選考練1.BC由Φt圖像可知，在T2時(shí)刻穿過(guò)線框的磁通量最大，線框處于中性面位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=BSω=2πΦmT，有效值E=22Em=2πΦmT，選項(xiàng)B正確；線框勻速轉(zhuǎn)一周時(shí)外力所做的功W=E2RT=2π2Φm2RT，選項(xiàng)C正確；2.AD由Φt圖像可知，t=0時(shí)，Φ=0，則線圈平面平行于磁感線，選項(xiàng)A正確；t=1s時(shí)Φ=0，此時(shí)電動(dòng)勢(shì)最大，t=0.5s和t=1.5s時(shí)，Φ最大，此時(shí)電動(dòng)勢(shì)為0，電流改變方向，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBSω=nΦm2πT=4πV，有效值E=22Em=22πV，一個(gè)周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量Q=E2R·T=8π23.BC本題中導(dǎo)線框的半徑旋轉(zhuǎn)切割磁感線時(shí)產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電流，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；兩導(dǎo)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流的周期與線框轉(zhuǎn)動(dòng)周期相同，B項(xiàng)正確；在t=T8時(shí)，兩導(dǎo)線框切割磁感線的導(dǎo)線長(zhǎng)度相同，且切割速度大小相等，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，均為E=12BR2ω，C項(xiàng)正確；兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，故兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值不相等，4.D發(fā)電機(jī)輸出電壓峰值是2Ne0，A、B錯(cuò)誤；有效值是22·2Ne0=2Ne0，C錯(cuò)誤，D5.AC線框abcd繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值是Em=BSω，有效值E=Em2=22BSω，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；線框平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，此時(shí)線框處于與中性面垂直位置，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，流經(jīng)線框的電流最大，選項(xiàng)C正確6.D根據(jù)交變電流有效值的定義及焦耳定律可得，Q方=u02R·T2+u02R·T2=u02RT，Q正=(u0/三年模擬練1.A從線圈平面轉(zhuǎn)到中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)t=112T時(shí)，由e=Emsinωt得Emsin2πT×T12=2V，可得Em=4V，因此交變電壓的有效值為E=Em2=422.D由圖可知T=0.02s，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω=2πT=2π0.02rad/s=314rad/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；如果線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)提高一倍，電流提高一倍，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；交變電壓的最大值為Em=200V，所以有效值E=Em2=1002V，則電熱絲兩端的電壓為U=ER+rR=100210×9V=902V，消耗的功率為P=U2R=(3.D由題圖乙可知，該電壓的周期為T(mén)=0.02s，故頻率為f=1T=50Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由題圖乙可知，前半個(gè)周期內(nèi)的最大電壓Um=100V，后半個(gè)周期電壓為零，根據(jù)有效值定義可得Um22R·T2=U2RT，得電壓有效值為U=50V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電容器兩端的瞬時(shí)電壓不能超過(guò)其標(biāo)稱電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；1min內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量為Q=U2Rt=54.AB由右手定則可知，圖示時(shí)刻交變電流方向?yàn)锳DCBA，選項(xiàng)A正確；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E=I(R+r)=1×(9.0+1.0)V=10V，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值Em=2E=102V，又知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)峰值Em=NBSω，則通過(guò)線圈磁通量的最大值為Φm=BS=EmNω=Em2πnN，代入數(shù)據(jù)解得Φm=2π×103Wb，選項(xiàng)B正確；線圈做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω=2πn=20πrad/s，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式e=Em·cosωt=102cos20πt(V)，則t=516s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值e=10V，此時(shí)磁通量的變化率為eN=150Wb/s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；t=916s時(shí)外接電阻R所消耗的電功率P=I2R=ER5.答案(1)e=402sin5πt(V)38V(2)6080J(3)160N解析(1)由題圖丙可知vm=2m/s，T=0.4s感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBLvm=nB·2πr·vm=402Vω=2πT=5πrad/s則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式e=402