活頁作業(三十) 交變電流的產生和描述
1．(2012·廣東高考)某小型發電機產生的交變電動勢為e＝50sin(100πt) v．對此電動勢，下列表述正確的有( )
a．最大值是50 v
b．頻率是100 hz
c．有效值是25 v
d．週期是0.02 s
解析：交變電動勢e＝50sin(100πt)v，最大值是50 v，有效值是25 v，頻率是50 hz，週期是0.02 s，選項c、d正確．
答案：cd
2.(2013·河南六市聯考)乙個100匝的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直於磁場的軸勻速轉動，產生的電動勢e隨時間t變化的關係如圖所示，圖線為正弦曲線，那麼( )
a．該交流電的電動勢有效值為220 v
b．該交流電的電動勢有效值為110 v
c．t＝1.5π s時，穿過線圈的磁通量變化率最大
d．穿過線圈的磁通量最大值為2.2 wb
3．(2012·北京高考)乙個小型電熱器若接在輸出電壓為10 v的直流電源上，消耗電功率為p；若把它接在某個正弦交流電源上，其消耗的電功率為.如果電熱器電阻不變，則此交流電源輸出電壓的最大值為( )
a．5 v b．5 v
c．10 v d．10 v
解析：由t＝2t，解得此交流電源輸出電壓的有效值為v，最大值為·v＝10 v，選項c正確．
答案：c
4.(2013·合肥一模)一台發電機的結構示意圖如圖所示，其中n、s是永久磁鐵的兩個磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀．m是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一矩形線圈，線圈繞鐵芯m中心的固定轉軸勻速轉動．磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場．若從圖示位置開始計時電動勢為正值，下列圖象中能正確反映線圈中感應電勢e隨時間t變化規律的是( )
5．在一支氖管兩端加乙個正弦交流電壓u＝50sin(314 t)v.當氖管兩端電壓達到或超過u0＝25 v時，氖管就能發光．則在此交流電的乙個週期內氖管的發光時間為 ( )
a．0.2 s b．0.02 s
c．0.01 s d．0.005 s
解析：由ω＝＝314，解得此交流電的乙個週期為t＝0.02 s，當氖管兩端電壓達到或超過u0＝25 v時，氖管就能發光．則在此交流電的乙個週期內氖管的發光時間為t/2，即0.
01 s，選項c正確．
答案：c
6．(2011·天津高考)在勻強磁場中，一矩形金屬框繞與磁感線垂直的轉軸勻速轉動，如圖1所示，產生的交變電動勢的圖象如圖2所示，則( )
a．t＝0.005 s時線框的磁通量變化率為零
b．t＝0.01 s時線框平面與中性面重合
c．線框產生的交變電動勢有效值為311 v
d．線框產生的交變電動勢頻率為100 hz
解析：根據題圖可知，t＝0.005 s時，電動勢為311 v，根據法拉第電磁感應定律可知，此時磁通量的變化率不為零，選項a錯誤；t＝0.
01 s時，電動勢為零，線框與中性面重合，選項b正確；線框產生電動勢的有效值e有＝＝v＝220 v，選項c錯誤；週期t＝0.02 s，則頻率f＝1/t＝50 hz，選項d錯誤．
答案：b
7.(2011·安徽高考)如圖所示的區域內有垂直於紙面的勻強磁場，磁感應強度為b.電阻為r、半徑為l、圓心角為45°的扇形閉合導線框繞垂直於紙面的o軸以角速度ω勻速轉動(o軸位於磁場邊界)．則線框內產生的感應電流的有效值為( )
a. b.
c. d.
解析：切割磁感線產生的感應電動勢為e＝bl2ω，一周有電動勢的時間是，故根據有效值定義有2r＝i2rt，解得i＝.
答案：d
8．(2013·寧波聯考)如圖所示電路，電阻r1與電阻r2阻值相同，都為r，和r1併聯的d為理想二極體(正向電阻可看作零，反向電阻可看作無窮大)，在a、b間加一正弦交流電u＝20sin(100πt)v，則加在r2上的電壓有效值為( )
a．10 v b．20 v
c．15 v d．5 v
解析：由二極體的單項導電性可知加在r2上的電壓波形為半個週期最大值為20 v，半個週期最大值為10 v．由有效值的定義可得加在r2上的電壓有效值為5 v，選項d正確．
答案：d
9．乙隻「220 v 100 w」的燈泡接在u＝311sin (314t) v的交變電源上，則下列判斷錯誤的是( )
a．在1 min內，電流通過燈泡做的功是22 000 j
b．與燈泡串聯的電流錶的示數為0.45 a
c．與燈泡併聯的電壓表的示數為220 v
d．通過燈泡的電流的表示式為i＝0.64sin 314t a
解析：在1 min內，電流通過燈泡做的功是w＝pt＝100×60 j＝6 000 j，a錯誤；從電壓瞬時值表示式知，電壓有效值為220 v，通過燈的電流i＝＝0.45 a，也是與燈泡串聯的電流錶的示數，故b正確；電壓表與燈泡併聯，測得的也是燈泡的電壓有效值，故示數為220 v，所以c正確；通過燈泡的電流的有效值為0.
45 a，故其最大值im＝×0.45 a＝0.64 a，故d正確．
答案：a
10．一台小型發電機產生的電動勢隨時間變化的正弦規律圖象如圖甲所示．已知發電機線圈內阻為5.0 ω，現外接乙隻電阻為95.0 ω的燈泡，如圖乙所示，則( )
a．電壓表v的示數為220 v
b．電路中的電流方向每秒鐘改變50次
c．燈泡實際消耗的功率為484 w
d．發電機線圈內阻每秒鐘產生的焦耳熱為24.2 j
11．(2013·北京海淀期末)如圖甲所示，長、寬分別為l1、l2的矩形金屬線框位於豎直平面內，其匝數為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸o1o2轉動．線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環c、d(集流環)焊接在一起，並通過電刷和定值電阻r相連．線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場，磁感應強度b的大小隨時間t的變化關係如圖乙所示，其中b0、b1和t1均為已知．在0～t1的時間內，線框保持靜止，且線框平面和磁場垂直；t1時刻後線框在外力的驅動下開始繞其豎直中心軸以角速度ω勻速轉動．求：
(1)0～t1時間內通過電阻r的電流大小；
(2)線框勻速轉動後，在轉動一周的過程中電流通過電阻r產生的熱量；
(3)線框勻速轉動後，從圖甲所示位置轉過90°的過程中，通過電阻r的電荷量．
12．(2012·安徽高考)圖甲是交流發電機模型示意圖．在磁感應強度為b的勻強磁場中，有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內垂直於磁感線的軸oo′轉動，由線圈引出的導線ae和df分別與兩個跟線圈一起繞oo′轉動的金屬圓環相連線，金屬圓環又分別與兩個固定的電刷保持滑動接觸，這樣矩形線圈在轉動中就可以保持和外電路電阻r形成閉合電路．圖乙是線圈的主檢視，導線ab和cd分別用它們的橫截面來表示．已知ab長度為l1，bc長度為l2，線圈以恆定角速度ω逆時針轉動．(只考慮單匝線圈)
(1)線圈平面處於中性面位置時開始計時，試推導t時刻整個線圈中的感應電動勢e1的表示式；
(2)線圈平面處於與中性麵成φ0夾角位置時開始計時，如圖丙所示，試寫出t時刻整個線圈中的感應電動勢e2的表示式；
(3)若線圈電阻為r，求線圈每轉動一周電阻r上產生的焦耳熱．(其它電阻均不計)
其中t＝
於是qr＝πrω2.
答案：(1)e1＝bl1l2ωsin ωt (2)e2＝bl1l2ωsin(ωt＋φ0)
(3)qr＝πrω2
交變電流的描述總結
交變電流產生 總結 1圖甲是某燃氣爐點火裝置的原理圖。轉換器將直流電壓轉換為圖乙所示的正弦交變電壓，並加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原 副線圈的匝數分別為 為交流電壓表。當變壓器副線圈電壓的瞬時值大於5000v時，就會在鋼針和金屬板間引發電火花進而點燃氣體。以下判斷正確的是 a 電壓表的示數等於...
60 交變電流描述交變電流的物理量和圖象
個性化輔導講義 學生科目 物理第階段第次課教師 孟德山 考點1 交變電流描述交變電流的物理量和圖象 1 產生 強度和方向都隨時間作週期性變化的電流叫交流電。矩形線圈在勻強磁場中，繞垂直於勻強磁場的線圈的對稱軸作勻速轉動時，如圖5 1所示，產生正弦 或余弦 交流電動勢。當外電路閉合時形成正弦 或余弦 ...
交變電流的產生與描述
一 交變電流的產生和變化規律 1 交變電流 大小和方向都隨時間作週期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流電。2 正弦式電流 隨時間按正弦規律變化的電流叫做正弦式電流，正弦式電流的圖象是正弦曲線，我國市用的交變電流都是正弦式電流 3 中性面 中性面的特點是，線圈位於中性麵時，穿過線圈的磁通量最大，磁通量...