高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十一章 微專題70 交變電流的產(chǎn)生及描述
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交變電流的產(chǎn)生及描述1考點(diǎn)及要求:(1)交變電流、交變電流的圖像();(2)正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值().2.方法與技巧:(1)線圈每經(jīng)過中性面一次,電流方向改變一次;從中性面開始轉(zhuǎn)動時(shí),it圖像為正弦函數(shù)圖像;(2)交變電流的求解一般選擇一個(gè)周期,利用電流的熱效應(yīng)來求解1(交變電流的產(chǎn)生)如圖1甲所示,矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動時(shí),線圈中產(chǎn)生的交流電如圖乙所示,設(shè)沿abcda方向?yàn)殡娏髡较?,則()圖1A乙圖中Oa時(shí)間段對應(yīng)甲圖中至圖的過程B乙圖中c時(shí)刻對應(yīng)甲圖中的圖C若乙圖中d等于0.02 s,則1 s內(nèi)電流的方向改變了50次D若乙圖中d等于0.02 s,則交流電的頻率為25 Hz2(交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式和圖像)(多選)在勻強(qiáng)磁場中,一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動,如圖2甲所示產(chǎn)生的交變電動勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示則下列說法正確的是()圖2At0.01 s時(shí)穿過線框的磁通量最小B該交變電動勢的有效值為11 VC該交變電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e22sin(100t) VD電動勢瞬時(shí)值為22 V時(shí),線框平面與中性面的夾角為453(交變電流的有效值)一臺小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖像如圖3所示,已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5 ,僅外接一只電阻為105 的燈泡,則()圖3A線圈從垂直于中性面的位置開始轉(zhuǎn)動B電路中的電流方向每秒改變50次C燈泡兩端的電壓為220 VD發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為20 J4(交變電流的“四值”)如圖4所示,矩形線圈abcd與可變電容器C、理想電流表組成閉合電路線圈在有界勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動的角速度100 rad/s.線圈的匝數(shù)N100,邊長ab0.2 m、ad0.4 m,電阻不計(jì)磁場只分布在bc邊的左側(cè),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小BT.電容器放電時(shí)間不計(jì)下列說法正確的是()圖4A該線圈產(chǎn)生的交流電動勢的峰值為50 VB該線圈產(chǎn)生的交流電動勢的有效值為25 VC電容器的耐壓值至少為50 VD電容器的電容C變大時(shí),電流表的示數(shù)變小5如圖所示,面積均為S的單匝線圈繞其對稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場B中以角速度勻速轉(zhuǎn)動,能產(chǎn)生正弦交變電動勢eBSsin t的圖是()6如圖5所示,單匝閉合金屬線框abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸OO勻速轉(zhuǎn)動,設(shè)穿過線框的最大磁通量為m,線框中的最大感應(yīng)電動勢為Em,從線框平面與磁場平行時(shí)刻開始計(jì)時(shí),下面說法不正確的是()圖5A當(dāng)穿過線框的磁通量為的時(shí)刻,線框中的感應(yīng)電動勢為B線框中的電流強(qiáng)度隨時(shí)間按余弦規(guī)律變化C線框轉(zhuǎn)動的角速度為D線框在垂直于磁場方向平面內(nèi)的投影面積隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化7如圖6所示電路中,電源電壓u311sin (100t) V,A、B間接有“220 V440 W”的電暖寶、“220 V 220 W”的抽油煙機(jī)、交流電壓表及保險(xiǎn)絲下列說法正確的是()圖6A交流電壓表的示數(shù)為311 VB電路要正常工作,保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3 AC電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍D1 min內(nèi)抽油煙機(jī)消耗的電能為1.32104 J8(多選)交流發(fā)電機(jī)電樞中產(chǎn)生的交變電動勢為eEmsin t,如果要將交變電動勢的有效值提高一倍,而交變電流的周期不變,可采取的方法是()A將電樞線圈轉(zhuǎn)速提高一倍,其他條件不變B將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加一倍,其他條件不變C將線圈的面積增加一倍,其他條件不變D將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加一倍,線圈的面積縮小一半,其他條件不變9調(diào)光燈、調(diào)速電風(fēng)扇以前是用變壓器來實(shí)現(xiàn)的,該技術(shù)的缺點(diǎn)是成本高、體積大、效率低,且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速現(xiàn)在的調(diào)光燈、調(diào)速電風(fēng)扇是用可控硅電子元件來實(shí)現(xiàn)的如圖7為經(jīng)過一個(gè)雙向可控硅調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓那么現(xiàn)在電燈上的電壓為()圖7AUm B.C. D.10(多選)如圖8所示,面積為S、匝數(shù)為N、電阻為r的線圈與阻值為R的電阻構(gòu)成閉合回路,理想交流電壓表并聯(lián)在電阻R的兩端線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)動軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動設(shè)線圈轉(zhuǎn)動到圖示位置的時(shí)刻為t0.則()圖8A在t0時(shí)刻,線圈處于中性面,流過電阻R的電流為0,此時(shí)電壓表的讀數(shù)也為0B1秒內(nèi)流過電阻R的電流方向改變次C若線圈角速度增大,則電壓表示數(shù)變大D在電阻R的兩端再并聯(lián)一個(gè)電容器后,電壓表的讀數(shù)不變11(多選)如圖9所示,在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動的圓形線圈周期為T,匝數(shù)為10匝,轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向,線圈電阻為2 ,從線圈平面與磁場方向垂直時(shí)開始計(jì)時(shí),線圈轉(zhuǎn)過30時(shí)的電流為1 A,下列說法中正確的是()圖9A線圈中電流的最大值為 AB線圈消耗的電功率為4 WC任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電流為i2sin (t) AD任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為cos (t) Wb12(多選)圖10甲為一臺小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造示意圖,內(nèi)阻r5.0 ,外電路電阻R95 ,電路中其余電阻不計(jì)發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動,線圈匝數(shù)N100.轉(zhuǎn)動過程中穿過每匝線圈的磁通量隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化,如圖乙所示,則()圖10At3.14102 s時(shí),該小型發(fā)電機(jī)的電動勢為零B該小型發(fā)電機(jī)的電動勢的最大值為200 VC電路中電流最大值為2 AD串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)為2 A答案解析1A甲圖中的、兩圖中線圈所在的平面為中性面,線圈在中性面時(shí)電流為零,經(jīng)過個(gè)周期電流達(dá)到最大值,再由楞次定律判斷出電流的方向,可知圖甲中至圖的過程電流為正且從零逐漸增大到最大值,選項(xiàng)A正確;甲圖中的圖對應(yīng)的電流為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;一個(gè)周期以內(nèi)電流方向改變兩次,若已知d等于0.02 s,則周期T0.02 s,故頻率為50 Hz,1 s內(nèi)電流的方向?qū)⒏淖?00次,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤2CDt0.01 s時(shí),感應(yīng)電動勢為零,則穿過線框的磁通量最大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;該交變電動勢的有效值E V22 V,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題圖乙知該交變電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e22sin(100t)V,故選項(xiàng)C正確電動勢瞬時(shí)值為22 V時(shí),代入瞬時(shí)值表達(dá)式,得sin t,故表明線框平面與中性面的夾角為45,故選項(xiàng)D正確3D由題圖知t0時(shí)刻發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢為0,此位置應(yīng)在中性面,A錯(cuò)誤;正弦交變電流在一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次,電流周期為0.02 s,故每秒應(yīng)改變100次,B錯(cuò)誤;電動勢有效值為220 V,由內(nèi)、外電路的電阻值可知燈泡兩端電壓為210 V,故C錯(cuò)誤發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻的熱功率為Pr()2r20 W,每秒產(chǎn)生的焦耳熱QPrt20 J,故D正確4B峰值EmNBS1000.20.4100 V50 V,故A錯(cuò)因?yàn)樵谝粋€(gè)周期內(nèi),線圈只在半個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,設(shè)有效值為E,則有:T,解得:E25 V,故B正確電容器的耐壓值至少為50 V,故C錯(cuò)C變大時(shí)容抗減小,電流表的示數(shù)應(yīng)變大,故D錯(cuò)5A線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸(軸在線圈所在平面內(nèi))勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的正弦交變電動勢為eBSsin t,由這一原理可判斷,A圖中感應(yīng)電動勢為eBSsin t;B圖中的轉(zhuǎn)動軸不在線圈所在平面內(nèi);C、D圖中的轉(zhuǎn)動軸與磁場方向平行,而不是垂直6A設(shè)線框轉(zhuǎn)動的角速度為,根據(jù)題意,線框中的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmcos t,其中Emm,所以,選項(xiàng)B、C正確;當(dāng)穿過線框的磁通量為的時(shí)刻,t45,所以線框中的感應(yīng)電動勢為eEmcos 45,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;計(jì)時(shí)開始時(shí)刻,線框在垂直于磁場方向平面內(nèi)的投影面積為零,所以以后該面積隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化,選項(xiàng)D正確7D交流電壓表的示數(shù)為有效值為220 V,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由公式PUI知電路要正常工作,干路中電流有效值為3 A,所以保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3 A,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電暖寶是純電阻用電器,P熱P電,而抽油煙機(jī)是非純電阻用電器,P熱P電,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;1 min內(nèi)抽油煙機(jī)消耗的電能為WPt1.32104 J,故選項(xiàng)D正確8BC交變電動勢的最大值EmNBS,有效值UEm/NBS/,只要線圈轉(zhuǎn)速不變,交變電流的周期就不變,可僅將磁感應(yīng)強(qiáng)度增加一倍,其他條件不變;或僅將線圈的面積增加一倍,其他條件不變,就可將交變電動勢的有效值提高一倍,選項(xiàng)B、C正確,A、D錯(cuò)誤9C電燈上的電壓值,如沒有特殊說明一般指電壓的有效值,設(shè)加在電燈上電壓的有效值為U,取一個(gè)周期,由電流的熱效應(yīng)得T,所以可得U,故選項(xiàng)C正確10BC回路中電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為isin t,t0時(shí),i0,但電壓表讀數(shù)為有效值,不為零,故A錯(cuò)一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次,故1秒內(nèi)流過電阻R的電流方向改變的次數(shù)為2n,B正確增大時(shí),感應(yīng)電動勢最大值增大,則電壓表示數(shù)也變大,故C正確因?yàn)殡娙萜魍ń涣?,所以在R兩端并聯(lián)電容器后,電壓表的讀數(shù)將改變,故D錯(cuò)11BC從線圈平面與磁場方向垂直時(shí)開始計(jì)時(shí),感應(yīng)電動勢的表達(dá)式為eEmsin t,則感應(yīng)電流i sin t,由題給條件有:1 A,解得Em4 V,則Im2 A,I有效 A,線圈消耗的電功率PIR4 W,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;iIm sin t2sin (t) A,故選項(xiàng)C正確;由EmNBSmN得m(Wb),故任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量mcos tcos (t) Wb,可見D錯(cuò)12BCt3.14102 s時(shí),磁通量的變化率最大,該小型發(fā)電機(jī)的電動勢有最大值,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;從t圖線可以看出,max1.0102 Wb,T3.14102 s,感應(yīng)電動勢的最大值EmaxNmax200 V,選項(xiàng)B正確;電路中電流最大值Imax2 A,選項(xiàng)C正確;交流電流表讀數(shù)是交變電流的有效值,即I1.4 A,選項(xiàng)D錯(cuò)誤- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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