高中物理课时跟踪检测七描述交流电的物理量教科版选修391.pdf
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1、 积一时之跬步臻千里之遥程 马鸣风萧萧整理 课时跟踪检测(七)描述交流电的物理量 1.小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁 场,方向垂直于线圈中心轴OO,线圈绕OO匀速转动,如图1 所示。矩形线圈ab边和 cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压( ) 图 1 A峰值是e0B峰值是2e0 C有效值是 2 2 Ne0D有效值是2Ne0 解析:选D 因每匝矩形线圈ab边和cd边产生的电动势的最大值都是e0,每匝中ab 和cd串联,故每匝线圈产生的电动势的最大值为2e0。N匝线圈串联,整个线圈中感应电动 势的最大值为2Ne0,
2、因线圈中产生的是正弦交流电,则发电机输出电压的有效值E2Ne0, 故选项 D 正确。 2(多选 )矩形线框绕垂直于磁场的轴匀速转动产生交流电,电动势瞬时值表达式为e 2202sin 100t(V),下列说法正确的是( ) At0 时刻穿过线框的磁通量为最大 B电动势的有效值为220 2 V C交流电的周期为0.01 s D若转速增大1倍,其它条件不变,则电动势瞬时值表达式为e4402sin 200t(V) 解析:选 AD 线圈中电动势为正弦规律变化,t0 时刻线圈中感应电动势为零,故此 时线圈处于中性面上,磁通量最大,A 对;电动势的有效值为U Um 2 220 V,B 错;交流 电的周期为:
3、T 2 0.02 s,C 错;若转速增大1倍,则最大值增大1 倍,角速度也增加1 倍,故表达式为:e4402sin 200t(V),D 对。 3. (多选 )如图 2 所示在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T, 转轴O1O2垂直于磁 积一时之跬步臻千里之遥程 马鸣风萧萧整理 场方向,线圈电阻为2 ,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈绕过了60的感 应电流为1 A,那么 ( ) 图 2 A线圈中感应电流的有效值为2 A B线圈消耗的电功率为4 W C任意时刻线圈中的感应电动势为e4cos 2 T t D任意时刻穿过线圈的磁通量为 T sin 2 T t 解析:选BC 因为是从线圈平面与
4、磁场方向平行时开始计时,所以其电流瞬时表达式 为iImcos t,因为线圈转过了60的感应电流为1 A,即 1Imcos 60,解得Im2 A, 故感应电流有效值为I 2 2 A2 A,A 错误;线圈消耗的电功率为PI2R(2)22 W 4 W, B 正确;电路中感应电动势最大值为EmImR4 V,线圈的角速度为 2 T ,所以 过程中产生的感应电动势的瞬时值为eEmcos t4cos 2 T t,C 正确;任意时刻穿过线圈 的磁通量为BSsin 2 T t,根据公式EmNBSNm 2 T ,可得m Em N 2 T 4 1 2 T 2T ,故 2T sin 2 T t, D 错误。 4一个小
5、型电热器若接在输出电压为10 V 的直流电源上,消耗电功率为P;若把它接 在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为 P 2 。如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电 压的最大值为 ( ) A 5 V B52 V C10 V D102 V 积一时之跬步臻千里之遥程 马鸣风萧萧整理 解析:选 C 设该电热器的电阻为R,题中正弦交流电源输出电压的有效值为U,则 P 2 U2 R ;加直流电时,P 10 V 2 R ;又由最大值Um2U,可解出Um10 V。故只有选项C 正确。 5.在如图 3 所示的电路中,A是熔断电流I02 A 的保险丝,R是可变电阻。 交流电源的 内电阻不计,其电动势随时间变化的规
6、律是e2202sin(314t) V。为了不使保险丝熔断,可 变电阻的阻值应该大于( ) 图 3 A 1102 B110 C220 D2202 解析:选 B 保险丝的熔断电流指有效值,故由RU 有 I有 得R 110 ,B 正确。 6.如图 4 所示,在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕OO轴匀速转动,若要使线圈中 的电流峰值减半,不可行的方法是( ) 图 4 A只将线圈的转速减半 B只将线圈的匝数减半 C只将匀强磁场的磁感应强度减半 D只将线圈的边长减半 解析:选 B 由Im Em R ,EmNBS,2n,得Im NBS2n R ,故 A、C 可行;又电 阻R与匝数有关,当匝数减半时电阻R也随之
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