人教版物理选修1-1第三章第三节交变电流同步训练

更新时间：2015-12-22 浏览次数：811 类型：同步测试

一、选择题（共15小题）

1. 发电机的转子在匀速转动过程中，下列物理量没有发生改变的有（　　）

A . 穿过线圈的磁通量 B . 线圈中产生的感应电动势 C . 闭合回路中的电流 D . 闭合回路中电流变化的周期

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2. 如图是一正弦式交变电流的电流图象．由图象可知，这个电流的（　　）

A . 最大值为10A ，周期为0.02s B . 最大值为10A ，周期为0.01s C . 最小值为10A ，周期为0.02s D . 最小值为10A ，周期为0.01s

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3. 照明电网提供的交流电经过降压后能使小灯泡发光．如图所示把示波器的两个输入端接到小灯泡的两端，在荧光屏上看到的灯泡两端电压随时间变化的曲线是（　　）

A . B . C . D .

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4. 把220V的正弦交流电压加在440Ω的电阻上，该电阻上（　　）

A . 电压的最大值为220V ，电流的有效值为0.5A B . 电压的有效值为220V ，电流的有效值为0.5A C . 电压的有效值为220V ，电流的最大值为0.5A D . 电压的最大值为220V ，电流的最大值为0.5A

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5. 在探究“加速度与质量、合外力关系”的实验中，使用了电磁式打点计时器，若该打点计时器使用的是电压为6V的交流电源，则以下说法正确的是（　　）

A . 该电源电压的最大值为6V B . 该电源电压的有效值为6V C . 该电源电压的最大值为12V　

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6.
阻值不计的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈两端的电压随时间的变化规律如图所示．则下列说法中正确的是（　　）

A . 线圈两端电压的平均值为10V B . 电压表连接在线圈两端时，其示数为20V C . 在0.01s时，线圈平面与磁场垂直 D . 当接外电路时，线圈内的电流方向1s内改变50次

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7. 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如图所示，由图中信息可以判断（　　）

A . t₂和t₄时刻线圈处于中性面位置 B . t₁和t₃时刻穿过线圈的磁通量最大 C . t₂和t₄时刻穿过线圈磁通量的变化率最大 D . t₂到t₄时刻穿过线圈中的磁通量变化量为零

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8. 匝数为10的矩形线框处在磁感应强度B=T的匀强磁场中，绕垂直磁场绕轴以恒定角速度ω=10rad/s在匀强磁场中转动一线框电阻不计，面积为0.4m² ，线框通过滑环与一理想自耦变压器楣连，自耦变压器左侧并联一只理想电压表V_l；右侧串联灯泡￡和滑动变阻器R ， R上并联一只理想电压表V₂ ，下列说法中正确的是（　　）

A . V₁示数为4V ，若F不动，滑片P向下滑动时，V₁示数变大，V₂示数变小 B . V₁示数为40V ，若F不动，滑片P向下滑动时，V₁示数不变，灯泡消耗的功率变小 C . 若P不动，滑片F向下移动时，V₁、V₂的示数均变小 D . 若P不动，滑片F向下移动时，灯泡消耗的功率变大

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9. 小型交流发电机的原理图如图所示：单匝矩形线圈ABCD置于匀强磁场中，绕过BC、AD中点的轴OO′以恒定角速度旋转，轴OO′与磁场垂直，矩形线圈通过滑环与理想交流电流表A ，定值电阻R串联，下列说法中正确的是（　　）

A . 线圈平面与磁场垂直时，交流电流表A的示数最小 B . 线圈平面与磁场平行时，流经定值电阻R的电流最大 C . 线圈平面与磁场垂直时，通过线圈的磁通量变化率最大 D . 线圈平面与磁场平行时，通过线圈的磁通量最大

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10. 如图所示为一小型交流发电机模型，矩形线圈在匀强磁场中绕中心轴以较小的角速度转动，线圈通过两滑环与电刷和电流表相连，在实验中可看到（　　）

A . 电流表指针将左右摆动 B . 线圈平面转到与磁感线相垂直时，电流表的指针偏转最大 C . 线圈平面转到与磁感线相平行时，电流表的指针偏转最小 D . 线圈匀速转动时，电流表的指针指向一个方向的固定值

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11. 在同一匀强磁场中，两个完全相同的矩形闭合金属线圈分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图中曲线a、b所示．则（　　）

A . t=0时刻穿过两线圈的磁通量均为零 B . 曲线a表示的交变电动势有效值为15V C . 曲线a表示的交变电动势频率为50Hz D . 曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2

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12. 图是一正弦式交变电流的电压图象．从图象可知电压的最大值和周期分别为（　　）

A . 20V ， 0.01s B . 20 $\text{[math]}$ V ， 0.01s C . 20V ， 0.02s D . 20 $\text{[math]}$ V ， 0.02s

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13. 如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（　　）

A . 在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B . 线圈先、后两次转速之比为5：2 C . 交流电a的瞬时值表达式为u=10sin5πt（V） D . 交流电b的最大值为5V

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14.
正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图1所示的方式连接，R=10Ω ，交流电压表的示数是10V ．图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象．则下列说法正确的是（　　）

A . 通过R的电流i_R随时间t变化的规律是i_R=cos200πt B . 通过R的电流i_R随时间t变化的规律是i_R=sin50πt C . R两端的电压u_R随时间t变化的规律是u_R=10cos100πt D . R两端的电压u_R随时间t变化的规律是u_R=5cos50πt

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15. 电阻为10Ω的单匝矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律为φ=5sin10t（Wb），线圈中产生的电流随时间的变化规律为（　　）

A . i=50sin10t（A） B . i=50cos10t（A） C . i=5sin10t（A） D . i=5cos10t（A）

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二、填空题（共5小题）

16.
如图为交流发电机的工作原理图，经过0.05s线框从图示位置匀速转过90°．如图所示位置线框中的感应电流（选填“最大”或“最小”），该发电机产生的交流电的频率为．

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17. 我们日常生活中使用“220V50Hz”正弦交流电，那么该交流电电压的峰值为V ，该交流电的周期为s．

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18.
如图是某正弦式交变电流的图象，则此正弦式交变电流的频率为Hz，电流的有效值为A．

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19. 电磁波在真空中的传播速度是m/s ．有一按正弦规律变化的交变电流u=200sin100πt（V），其电压的最大值是V ，电压的有效值是V ．

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20.
如图所示，一个边长L=10cm，匝数N=100匝的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，磁感应强度B=0.50T，角速度ω=10π rad/s，外电路电阻R=4.0Ω，线圈内阻r=1.0Ω．
则线圈转动的周期，感应电动势的最大值；线圈由图中所示位置开始计时，感应电动势的瞬时表达式．

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三、解答题（共5小题）

21.
有一交流发电机，内阻不计，产生的电动势随时间变化的规律如图所示．将阻值为R=5Ω的电阻接到发电机上．求：
1. （1）写出感应电动势的瞬时值表达式；
2. （2）已知发电机线圈面积S=10cm² ，总匝数n=20匝，求匀强磁场的磁感应强度大小B；
3. （3）电阻消耗的电功率P ．
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22. 发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，其置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π（rad/s）的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时．线圈的电阻r=1Ω ，外电路电阻R=99Ω ．试求：
1. （1）写出交变电流瞬时值表达式；
2. （2）外电阻上消耗的功率；
3. （3）从计时开始，线圈转过 $\text{[math]}$ 过程中，通过外电阻的电荷量是多少？
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23.
如图所示，矩形线圈100匝，ab=30cm ， ad=20cm ，匀强磁场磁感应强度B=0.8T ，绕轴OO′从图示位置开始匀速转动，角速度ω=100πrad/s ，试求：
1. （1）穿过线圈的磁通量最大值Φ_m=？线圈转到什么位置时取得此值？
2. （2）线圈产生的感应电动势最大值E_m=？线圈转到什么位置时取得此值？
3. （3）写出感应电动势e随时间变化的表达式．
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24.
闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240r/min ，若线圈平面转至与磁场平行时的感应电动势为2V ，求从中性面开始计时，
1. （1）电动势的峰值
2. （2）产生的交流电动势的表达式
3. （3）再经过 $\text{[math]}$ s时，交流电动势的大小．
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25. 某一发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，其置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π（rad/s）的角速度匀速转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时．线圈的电阻r=1Ω ，外电路电阻R=99Ω ．试求：
1. （1）写出交变电流瞬时值表达式；
2. （2）外电阻上消耗的功率．
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