鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第2节 交变电流的产生课时训练

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第2节 交变电流的产生课时训练，共9页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
3.2交变电流的产生同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第二册一、选择题（共15题）1．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁场方向垂直的轴匀速转动产生交流电，电动势e随时间t的变化关系如图乙所示，则（     ）A．该交流电的频率为100HzB．该交流电电动势的有效值为311VC．t=0.01s时，穿过线框的磁通量为零D．t=0.01s时，穿过线框的磁通量的变化率为零2．如图所示，将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN，其中OM＝R，线框总电阻为r，圆弧MN的圆心为O点，将导线框的O点置于直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B．从t＝0时刻开始，让导线框以O点为圆心，以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动，则线框中的电流有效值为（　　）A． B． C． D．3．关于物理学的研究方法，下列说法中不正确的是（　　）A．伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法B．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了放大法C．由牛顿运动定律可知加速度，该公式体现了比值定义法D．“总电阻”“交流电的有效值”等用的是等效替代的方法4．如图甲所示为一台小型旋转电枢式交流发电机的构造示意图，内阻，外电路电阻，电路中其余电阻不计。发电机的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数，转动过程中穿过每匝线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，取，则（　　）A．时，该小型发电机的电动势为零B．时，矩形线圈转到中性面位置C．串联在外电路中的交流电流表的示数为2AD．感应电动势的最大值为20V5．一闭合的矩形线圈在匀强磁场中绕在线圈平面内且垂直于磁场方向的转轴匀速转动，所产生的感应电动势的最大值为，从中性面开始旋转的过程中平均感应电动势为，从中性面开始旋转时的瞬时感应电动势为，则、和的大小关系是（       ）A． B．C． D．6．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势如图乙中曲线a、b所示，则下列说法正确的是（　　） A．曲线a表示的交变电动势瞬时值ea=36sin 25πt VB．曲线b表示的交变电动势最大值为28.8VC．t=5×10－2s时，曲线a、b对应的感应电动势大小之比为3∶1D．t=6×10－2s时，曲线a对应线框的磁通量最大，曲线b对应线框的磁通量为07．如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕OOˊ轴匀速转动，产生交变电流．以下说法正确的是（　 　）A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次B．线圈每转动一周，感应电流的方向改变一次C．当线圈平面与磁感线垂直时，线圈中感应电动势最大D．当线圈平面与磁感线平行时，穿过线圈的磁通量最大8．如图所示，三个灯泡是相同的，额定功率足够大，直流电源E1内阻可以忽略，交流电源E2的电动势有效值与E1相等，自感线圈电阻不计，当开关S接A点时，三灯亮度相同，当开关S接B点时（　　）A．甲、乙、丙三灯亮度相同 B．甲灯最亮，丙灯不亮C．甲灯和乙灯等亮，丙灯不亮 D．乙灯最亮，丙灯不亮9．如图所示电路，电阻与电阻阻值相同，都为，和并联的D为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电，加在上的电压有效值为（　　）A．30V B．60V C． D．10．下列说法正确的是(　　)A．“交流电的有效值”使用了平均思想法B．探究导体的电阻与导体的材料、长度、粗细的关系时，使用了控制变量法C．电场强度是用比值法定义的，电场强度与电场力成正比，与试探电荷的电荷量成反比D．“如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量，在等势面上移动电荷时电场力就要做功”，这里用到了归纳法11．物理与科技和生活密切相关，物理的思想方法已经渗透到其他领域．下列关于物理学史及物理方法的说法正确的是（　　）A．楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互联系的序幕B．交流电的有效值是等效替代法的应用C．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动D．利用霍尔元件能够把电压这个电学量转换为磁感应强度这个磁学量的特性，可以制出测量磁感应强度大小的仪器12．某收音机的调谐范围是从f1＝550kHz至f2＝1650kHz，在它的调谐电路里，若自感系数不变，则可变电容器的对应电容量之比C1：C2是（　　）A．9 B． C．3 D．13．图示为一交变电流的电压随时间变化的图像，此交变电流的电压有效值为（　　） A． B． C． D．14．一个白炽灯泡上标“220Ｖ   40W”，那么为了使它正常发光，所使用的正弦交流电应是 (   )A．电压最大值为220V，电流最大值约为0.18AB．电压最大值为311V，电流最大值约为0.26AC．电压有效值为220V，电流有效值约为0.26AD．电压有效值为311V，电流有效值约为0.18A15．关于我国家庭照明电路所用的交流电，下列说法正确的是（　　）A．电流方向每秒钟改变50次B．电压瞬时值的表达式为u＝220sin50πtVC．额定电压为220V的灯泡可以直接接入使用D．耐压值为220V的电容器可以直接接入使用二、填空题（共4题）16．一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t 的关系如图所示，则磁感应强度B=_______，在t = 时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于_____。17．交变电流的峰值和有效值（1）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。（2）有效值：让交变电流与恒定电流分别通过___________的电阻，如果在交变电流的一个周期内它们产生的___________相等，则此恒定电流的电流与电压叫作交变电流的有效值。（3）正弦式交变电流最大值与有效值之间的关系=___________ Em， =___________ Um， =___________ Im18．如图，使单匝闭合矩形线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴，匀速转动，在线框中就会产生交流电．已知磁场的磁感应强度为B，线框abcd面积为S，线框转动的角速度为,当线框转到图示位置时，即线框平面与磁场方向垂直，线框中的感应电动势大小为_____；当线框从图示位置转过90°时，线框中的感应电动势大小为_________．19．图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器，在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。（1）研究此交变电流的波形，发现屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第31个向上的“尖峰”经历的时间为1min，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为____________rad/s。（2）屏上出现的电压波形不是正弦波，其原因可能是_____________________。（写出一条即可）（3）将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电流图像，此电流的瞬时值表达式为_____________，电流的有效值为_______________。三、综合题（共4题）20．如图，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5T，边长为L＝10cm的正方形线圈abcd共N＝100匝，线圈电阻r＝1Ω.线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，转动的角速度ω＝2πrad/s，外电路电阻R＝4Ω。（1）求感应电动势的最大值；（2）取π2＝10，求电阻R的功率。21．图甲是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为的匀强磁场中，有一矩形线圈可绕线圈平面内垂直于磁感线过边中点的轴转动，由线圈引出的导线af和de分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示．已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度ω逆时针转动．（只考虑单匝线圈）(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e的表达式；(2)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热．（其它电阻均不计）22．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长L＝0.1 m的正方形线圈共N＝100匝，线圈总电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OOʹ匀速转动，转速为r/s，外电路中的电阻R＝4 Ω，图示位置线圈平面与磁感线平行，求：(1)线圈转动一周产生的总热量Q；(2)从图示位罝开始线圈转过周的时间内通过R的电荷量q．23．旋转电枢式发电机的转子在正常运转时，产生的电动势瞬时值为．如果由于某种原因，它的转速变慢，用电压表测得此时发电机两端的电压为176 V，若此时发电机正在向一盏标有“220 V、100 W”的灯泡供电，在不计发电机内电阻的情况下，试求：（1）该灯泡的实际功率为多大？（2）这台发电机的转速比原来正常时转速慢了几分之一？
参考答案：1．D2．D3．C4．D5．A6．A7．A8．D9．D10．B11．B12．A13．C14．B15．C16．          30°17．     高于     相同     热量     0.707     0.707     0.70718．     0     19．          线圈所在的磁场不是匀强磁场          20．（1）πV；（2）0.8W21．(1)   (2)22．（1）πJ（2）23．（1）64W（2）