学年高中物理 第五章 章交变电流 课后提升作业七 . 交变电流 新人教版选修

课后提高作业七交变电流
(40分钟50分)
一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)
1.如图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动,不能够产生正弦式交变电流的是()
【剖析】选C。

线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴匀速转动,就能产生正弦式交变电流,与线圈的形状和转轴地址没关,应选C。

2.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图象以下列图,由图中信息能够判断()
A.在A和C时辰线圈处于中性面地址
B.在B和D时辰穿过线圈的磁通量为零
C.从O时辰到D时辰线圈转过的角度为2π
D.若从O时辰到B时辰历时0.02s,则交变电流的频率为50Hz
【剖析】选C。

A、C时辰电流最大,位于与中性面垂直的地址,A错。

B、D时辰,电流最小,处于中性面地址,磁通量最大,B错。

从O到D是一个周期,线圈转过的角度为2π,C对。

若从O时辰到B时辰历时0.02s,则交变电流的频率为25Hz,D 错。

3.以下列图,单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中,中心轴线OO′与磁场界线重合,线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向)匀速转动,t=0时辰
线圈平面与磁场方向垂直,规定电流方向沿abcd为正方向,则图中能表示线圈内感觉电流随时间变化规律的是()
【解题指南】解答本题应明确以下两点:
(1)产生正弦式交变电流的条件。

(2)线圈转轴的地址对交变电流的影响。

【剖析】选B。

在0~内,ab一侧的线圈在磁场中绕OO′轴转动产生正弦式交
变电流,电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大。

~内,ab一侧线圈在磁场外,而dc一侧线圈又进入磁场产生交变电流,电流方向为dcba且越来越小,以此类推可知i-t图象正确的为B。

4.以下列图,矩形线圈abcd在匀强磁场中分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动,当线圈平面转到与磁场方向平行时()
A.线圈绕P1转动时产生的感觉电流等于绕P2转动时产生的感觉电流
B.线圈绕P1转动时产生的感觉电动势小于绕P2转动时产生的感觉电动势
C.线圈绕P1和P2转动时产生的感觉电流的方向相同,都是a→b→c→d
D.线圈绕P1转动时dc边碰到的安培力大于绕P2转动时dc边碰到的安培力【剖析】选A。

线圈转动时产生的感觉电动势的大小与转动轴的地址没关,选项A 正确,B错误;绕两个轴转动产生的感觉电流的大小相等,从上向下看,线框逆时针旋转,电流的方向应为a→d→c→b,选项C错误;电流相等,cd边碰到的安培力也相等,选项D错误。

5.交流发电机在工作时产生的电动势为e=E m sinωt,若将发电机的角速度提高一倍。

同时将线框所围面积减小一半,其他条件不变,则其电动势变为()
A.e′=E m sin
B.e′=2E m sin
C.e′=E m sin2ωt
D.e′=sin2ωt
【剖析】选C。

由题知ω′=2ω,S′=,又由E m=nBSω知E′m=E m,故e′= E′m sinω′t=E m sin2ωt,C对。

【补偿训练】
已知交变电流的瞬市价表达式是i=10sin100πtA,从t=0到第一次出现最大值的时间是()
A.s
B.s
C.s
D.s
【剖析】选C。

从交变电流的瞬市价表达式i=10sin100πtA能够看出,该交流电
是从中性面开始计时,经过出现最大值,依照T==s=s,t1==s。

6.(2018·苏州高二检测)以下列图,一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′沿顺时针方向转动,引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和
N相连。

M和N又经过固定的电刷P和Q与电阻R相连。

在线圈转动过程中,经过电阻R的电流()
A.大小和方向都随时间做周期性变化
B.大小和方向都不随时间做周期性变化
C.大小不断变化,方向总是P→R→Q
D.大小不断变化,方向总是Q→R→P
【剖析】选C。

在图示地址时产生感觉电动势,由右手定则可知,ab边的感觉电动势方向由b→a,cd边感觉电动势的方向由d→c,经过电刷将电流引出,在外电路中的电流方向为P→R→Q,转过180°后,ab、cd边地址交换,但电流方向仍为P→R→Q,应选项C正确。

二、非选择题(14分。

需写出规范的解题步骤)
7.(2018·百色高二检测)以下列图,一半径为r=10cm的圆形线圈共100匝,在磁
感觉强度B=T的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的中心轴线OO′以n=600r/min的转速匀速转动,当线圈转至中性面地址(图中地址)时开始计时。

(1)写出线圈内所产生的交变电动势的瞬市价表达式。

(2)求线圈从图示地址开始在s时的电动势的瞬市价。

【剖析】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴线匀速转动时,线圈内产生正弦式交变电动势,当线圈平面在中性面时开始计时,其表达式为e=E m sinωt。

(1)e=E m sinωt,E m=NBSω(与线圈形状没关),
ω=2πn=20πrad/s,故e=100sin20πtV。

(2)当t=s时,e=100sin(20π×)V=50V=86.6V。

答案:(1)e=100sin20πtV(2)86.6V
【补偿训练】
以下列图为演示用的手摇发电机模型,匀强磁场磁感觉强度B=0.5T,线圈匝数n=50,每匝线圈面积0.48m2,转速150r/min,在匀速转动过程中,从图示地址开始计时。

(1)写出交变感觉电动势瞬市价的表达式。

(2)画出e-t图线。

【剖析】(1)当线圈平面经过中性面开始计时,则线圈在时间t内转过角度ωt,于是感觉电动势瞬市价e=E m sinωt,其中E m=nBSω。

由题意知n=50,B=0.5T,ω=rad/s=5πrad/s,S=0.48m2,E m=nBSω=50×0.5×0.48×5πV≈188V,所以e=188sin5πt(V)。

(2)依照交流电的方程画图线时,最大值是正弦图线的峰值,由纵轴上的刻度值标出,交流电的频率与正弦图线的周期相对应,ω=,而周期由时间轴上的刻度值标出,T==0.4s,e-t图线以下列图。

答案:(1)e=188sin5πt(V) (2)见解析。