1、新人教版高三物理选修 3-2交变电流的产生与描述专项练习（带解析） 选择题 如图 (a)所示，一矩形线圈 abcd放置在匀强磁场中，并绕过 ab、 cd中点的轴OO以角速度 逆时针匀速转动 .若以线圈平面与磁场夹角 =45时如图 (b)为计时起点，并规定当电流自 a流向 b时电流方向为正 .则下列四幅图中正确的是 ( ) 答案：选 D. 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是 ( ) A t 0时刻，线圈平面与中性面垂直 B t 0.01 s时刻， 的变化率最大 C t 0.02 s时刻，交流电动势达到最大 D该线圈产
2、生的交流电动势的图象如图乙所示 答案： B 如图 (甲 )所示，为电热毯的电路图，电热丝接在 u 311sin100t V的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置 P使输入电压变为图 (乙 )所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是 ( ) A 110 V B 156 V C 220 V D 311 V 答案： B 将阻值为 5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示下列说法正确的是 ( ) A电路中交变电流的频率为 0.25 Hz B通过电阻的电流为 A C电阻消耗的电功率为 2.5 W D用交流电压表测得电阻两端的电压是 5
3、 V 答案： C 如图所示，一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，在转动过程中，线框中的最大磁通量为 m，最大感应电动势为 Em，下列说法正确的是 ( ) A当磁通量为零时，感应电动势也为零 B当磁通量减小时，感应电动势在减小 C当磁通量等于 0.5m时，感应电动势等于 0.5Em D角速度 等于 答案： D 如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过 1 min 的时间，两电阻消耗的电功之比 W 甲 W 乙 为 ( ) A 1 B 1 2 C 1 3 D 1 6 答案： C 电阻 R1、 R2与交
4、流电源按照图所示甲方式连接， R1 10 ， R2 20 .合上开关 S后，通过电阻 R2的正弦交变电流 i随时间 t变化的情况如图乙所示则 ( ) A通过 R1的电流有效值是 1.2 A B R1两端的电压有效值是 6 V C通过 R2的电流最大值是 1.2 A D R2两端的电压最大值是 6 V 答案： B 某交变电流表串联一电阻构成交变电压表，总电阻 R=2 k，然后将改装的电表接到 u=311sin100t V的交流电源上，则 ( ) A.通过电流表电流的瞬时值为 0.11sin100t A B.作为改装的电压表，其两端电压的瞬时值为 311sin100t V C.电流表的示数为 0.
5、11 A D.作为改装的电压表，其示数应为 311 V 所以 e=4Emcos2t.故正确答案：为 D. 答案：选 B、 C. 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产生的交流电动势的最大值为 Em.设 t=0时线圈平面与磁场平行，当线圈的匝数增加一倍，转速也增大一倍，其他条件不变时，交流电的电动势为 ( ) A e=2Emsin2t B e=4Emsin2t C e=Emsin2t D e=4Emcos2t 答案：选 D. (2011 泉州模拟 )如图所示 ,面积均为 S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场 B中以角速度 匀速转动 ,能产生正弦交变电动势 e=BSsint的图是
6、( ) 答案：选 A. 下面关于交变电流的说法中正确的是 ( ) A交流电器设备上所标的电压和电流值是交流的最大值 B用交流电流表和电压表测定的读数值是交流的瞬时值 C给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值 D对同一电阻且时间相同，则跟交流有相同的热效应的直流的数值是交流的有效值 答案：选 C、 D. （ 2011 安徽高考 T19）如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为 B。电阻为 R、半径为 L、圆心角为 45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的 O 轴以角速度 匀速转动（ O 轴位于磁场边界）。则线框内产生的感应电流的有效值为 A. B. C. D. 答案：选 D.
7、（ 2011 天津理综 T4）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图 1所示。产生的交变电动势的图象如图 2所示，则 A =0.005s时线框的磁通量变化率为零 B =0.01s时线框平面与中性面重合 C线框产生的交变电动势有效值为 311V D线框产生的交变电动势频率为 100HZ 答案：选 B （ 2010 广东卷） 19.图 7是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的（ ） A周期是 0.01S B最大值是 311V C有效值是 220V D表达式为 U=220sin100t（ V） 答案： BC （ 09 福建 16）一台小型发电机产生的电动势随时间变化
8、的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为 5.0 ，则外接一只电阻为 95.0 的灯泡，如图乙所示，则 （ ） A电压表 v的示数为 220v B电路中的电流方向每秒钟改变 50次 C灯泡实际消耗的功率为 484w D发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 24.2J 答案： D 填空题 （ 09 天津 9）（ 1）如图所示，单匝矩形闭合导线框 abcd全部处于磁感应强度为 B的水平匀强磁场中，线框面积为 S，电阻为 R。线框绕与 cd边重合的竖直固定转轴以角速度 匀速转动，线框中感应电流的有效值 I= 。线框从中性面开始转过 的过程中，通过导线横截面的电荷量 q= 。 答案：（ 1） ，
9、计算题 两个完全相同的电热器，分别通过如图 a和 b所示的电流最大值相等的方波交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比 Pa Pb等于多少？ 答案： 1 (16分 )一个电阻为 r、边长 为 L的正方形线圈 abcd共 N 匝 ,线圈在磁感应强度为 B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴 OO以如图所示的角速度 匀速转动 ,外电路电阻为 R. (1)在图中标出此刻线圈感应电流的方向 . (2)线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大 (3)线圈平面与磁感线夹角为 60时的感应电动势为多大 (4)设发电机由柴油机带动 ,其他能量损失不计 ,线圈转一周 ,柴油机做多少功 (5)从图示位置开始 ,
10、线圈转过 60的过程中通过 R的电量是多少 (6)图中电流表和电压表的示数各是多少 答案： (1) dcba(2)Em=NBS=NBL2 (3) NBL2(4) (5)(6) (16分 )一矩形线圈 abcd放置在如图所示的有理想边界的匀强磁场中 (OO的左边有匀强磁场，右边没有 )，线圈的两端接一只灯泡已知线圈的匝数 n 100，电阻 r 1.0 ， ab边长 L1 0.5 m， ad边长 L2 0.3 m，小灯泡的电阻 R 9.0 ，磁场的磁感应强度 B 1.010-2 T线圈以理想边界 OO为轴以角速度 200 rad/s按如图 10-1-22所示的方向匀速转动 (OO轴离 ab边距离为
11、 L2)，以如图所示位置为计时起点求： (1)在 0 的时间内，通过小灯泡的电荷量； (2)画出感应电动势随时间变化的图象 (以 abcda方向为正方向，至少画出一个完整的周期 )； (3)小灯泡消耗的电功率 答案： (1) 0.01 C. (2) (3) 11.25 W 如图所示，一个被 x轴与曲线方程 y 0.2sin x(m)所围的空间中存在着匀强磁场磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度 B 0.2 T正方形金属线框的边长是 L 0.2 m，电阻是 R 0.1 ，它的一边与 x轴重合，在拉力 F的作用下，以 v 10 m/s的速度水平向右匀速运动试求： (1)拉力 F的最大功率是多少？ (2)拉力 F要做多少功才能把线框拉过磁场区？ (3)有位同学在老师的帮助下算出了曲线与 x轴所围的面积为 m2.请你再帮他算出线框右边框通过磁场区域的过程中通过线框某一截面的电荷量 (结果保留两位有效数字 ) 答案： (1)1.6 W (2)4.810-2 J (3)7.610-2 C
