7.2 交变电流（2）交变电流的描述 电抗元件 作业16-2022-2023学年高二下学期物理沪科版（2020）选择性必修第二册.docx

1、11B物理选修第七章电磁感应定律的应用作业16第二节 交变电流（2）交变电流的描述 抗性元件班级_姓名_学号_日期_一、 单项选择题（只有一个选项正确）1. 假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，以下概念的建立方法与合力相同的是（）（A）瞬时速度（B）交流电的有效值（C）电场强度（D）磁通量2. 如图所示为一正弦式交变电流的图像。由图可知，这个电流的（）（A）有效值为6A（B）有效值为A（C）频率为100Hz（D）频率为200Hz3. 闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦式交变电流的瞬时值表达式为 e=Esint。若保持其他条件不变，使线圈匝数

2、增加1倍，则电动势的变化规律为 （）（A）e=Esint（B）e=Esin2t（C）e=2Esint（D）e=2Esin2t4. A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流。通过两电热器的电流有效值之比等于（）（A）（B）（C）（D）5. 如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在、的交变电源两端，三只灯泡亮度相同。如果将电源改为、的交变电源，则（）（A）a灯变亮（B）b灯变亮（C）c灯变亮（D）三只灯都变亮6. 如图甲所示，边长为10cm的100匝正方形线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动，线

3、框中的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（）（A）时刻，线圈中的电流方向发生改变（B）匀强磁场的磁感应强度大小为（C）线框转动的角速度为（D）线框中感应电动势的最大值为7. 如图甲所示，在匀强磁场中，一巨型金属线圈两次不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图像分别如图乙中曲线a、b所示，则（）（A）两次时刻穿过线圈的磁通量均为零（B）曲线a表示的交变电动势的最大值为25V（C）曲线b表示的交变电动势有效值为15V（D）曲线a、b对应的线圈转速之比为32二、 多项选择题（有两个或者以上答案正确）8. 如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径为轴匀速

4、转动，转速为n，的左侧有垂直纸面向里（与垂直）的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计。则下列说法中正确的是（）（A）感应电动势的最大值为（B）从图示位置起转过1圈的时间内负载电阻R上产生的热量为（C）从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电荷量为（D）电流表的示数为三、 填空题9. 峰值：交变电流的电压、电流能达到的最大数值叫峰值电容器所能承受的电压要_交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿。10. 如图所示，100匝的矩形线圈ABCD，AB=CD=0.5m，AD=BC=0.2m，将线圈置于B=2T的匀强磁场中，以OO为轴转动，

5、转速为=5rad/s，则线圈转动一周电流方向改变_次，产生的感应电动势的最大值为_。11. 如图中是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。（1）交变电流是由于_和_（填AB、BC、CD、DA）边切割磁感线产生，时，线圈处于_。（2）线圈转动的角速度为_rad/s，在0.02s时刻电流表的读数为_A。四、 简答题12. 如图所示，交流电的电压，加在一个“”的电饭煲上。试问：（1）这个电饭煲能正常工作吗；（2）通过这个电饭煲内部电路的电流多大；

6、（3）电流瞬时值的表达式是怎样的。13. 如图所示，匝数n=100、面积为0.25m2的矩形导线框ABCD绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势，外电路接入一台内阻的电动机。电压表示数为310V，电流表示数为2A，电压表和电流表均为理想电表，取=3.14，导线电阻不计，求：（1）匀强磁场的磁感应强度大小B0；（结果可保留根号）（2）矩形导线框ABCD的电阻r；（3）电动机输出的机械功率P机。14. 如图所示线圈面积为0.05m2，共100匝，线圈总电阻为r=1，外电阻R=9，线圈处于B=（T）的匀强磁场中。当线圈绕OO以转速n=30r/min匀速转动时，从线圈处于图示位置开始计时，求：

7、（1）写出电动势的瞬时表达式；（2）线圈转过90时交流电压表的示数U；（3）线圈转过180的过程中，通过电阻的电荷量q；（4）线圈匀速转一圈回路产生的总热量Q。参考答案：1B【详解】一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，概念的建立方法是等效替代法。只有B概念的建立方法是等效替代法。故选B。2B【详解】AB由图可知，这个电流的最大值为6A，有效值为故A错误，B正确；CD由图知，周期为0.02s，则频率为故CD错误。故选B。3C【详解】由电动势的最大值E=nBS可知，最大电动势与角速度成正比，与匝数成正比，所以电动势最大值为2E，电动势的变化规律为e=2Es

8、int故C正确，ABD错误。故选C。4A【详解】对方波交流电而言，由电流的热效应可得对正弦交流电而言，有效值为联立解得故选A。5B【详解】根据电感通低频、阻高频的特性，当电源的频率变低时，电感对电流的感抗减小，b灯变亮；根据电容器通高频、阻低频的特性，当电源的频率变低时，电容器对电流的容抗增大，c灯变暗；电阻对灯泡亮度的影响与频率无关，a灯亮度不变。故选B。6D【详解】A由题图分析可知，时刻，线框平面与中性面垂直的位置，而交变电流是在中性面位置电流的方向发生改变，故A项错误；B由解得故B项错误；C线框转动的角度故C项错误；D线框中感应电动势的最大值故选D。7D【详解】A两次时刻线圈产生的感应电

9、动势均为零，可知此时穿过线圈的磁通量均最大，A错误；B曲线a表示的交变电动势的最大值为30V，B错误；D转速n在单位为r/s时，本质上就指频率，即有故两者的转速之比为D正确；C线圈在磁场中，感应电动势的瞬时值为则电动势的最大值则有曲线a表示的交变电动势最大值是30V，解得则曲线b表示的交变电动势有效值为C错误。故选D。8BC【详解】AB线圈转动过程中，有一半的时间没有产生感应电动势，其最大值为有效值满足关系解得从图示位置起转过1圈的时间内负载电阻R上产生的热量为故A错误；B正确；C从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电荷量满足关系，联立，可得故C正确；D电流表的示数为故D错误。故选

10、BC。9高于【解析】略10 2 100V【详解】1当线圈经过中性面时，电流方向改变，线圈转动一周两次经过中性面，所以电流方向改变2次；2感应电动势的最大值为所以11 AB CD 垂直于中性面 10【详解】（1）123根据图像可知，交变电流是由于AB和CD边切割磁感线产生，时，产生的感应电流最大，感应电动势最大，回路磁通量为零，线圈处于垂直于中性面位置。（2）45 线圈转动的角速度为电流表的读数为有效值，即12（1）见解析；（2）5.5A；（3）【详解】（1）由题意知，交流电压的有效值为所以这个电饭煲不能正常工作。（2）由题意得，电饭煲的内阻为则通过这个电饭煲内部电路的电流为（3）由（2）得，电流的峰值为所以电流瞬时值的表达式为13（1）；（2）；（3）【详解】（1）根据线框产生的感应电动势可知，线框转动的角速度线框转动时产生感应电动势的最大值解得（2）线框转动时产生的感应电动势的有效值根据闭合电路的欧姆定律有解得（3）电动机的输入功率为电动机内阻消耗的功率电动机的输出功率解得14（1）；（2）；（3）；（4）10J【详解】（1）线圈转动的频率如图位置线圈平面与磁场垂直，即以中性面为计时起点，则感应电动势的瞬时值（2）感应电动势的有效值交流电压表的示数为有效值，则（3）平均感应电动势为感应电流则线圈转过180的过程中，通过电阻的电荷量（4）线圈匀速转一圈回路产生的总热量