【物理】2020届一轮复习人教版 交变电流 课时作业 5页

‎2020届一轮复习人教版 交变电流 课时作业 一、单项选择题(本题共6个小题，每小题6分，共36分。每小题只有一个选项正确)‎ ‎1．(2016·浙师大附中高二检测)如图甲至丁是交流电发电过程的示意图，图中只画出了一匝线圈，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。线圈沿逆时针方向以角速度ω匀速转动，线圈的面积为S，磁场可视为水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B，电路的总电阻为R。以下说法中正确的是(　　)‎ A．由甲转到乙的过程中，线圈中的电流方向为A→B→C→D→A B．由丙转到丁的过程中，线圈中的电流方向为A→B→C→D→A C．转到丙位置时，穿过线圈的磁通量为零 D．转动一圈的过程中，线圈产生的电能为 解析：选B　由甲转到乙的过程中，穿过线圈的磁通量变小，根据楞次定律，可以判断电流方向为A→D→C→B→A；故A错误；当线圈由丙转到丁的过程中，通过线圈的磁通量变小，根据楞次定律，可以判断电流方向为A→B→C→D→A；故B正确；转到丙位置时，线圈处于中性面上，穿过线圈的磁通量最大，故C错误；转动一圈过程中，线圈中产生的能量Q＝T＝×＝，故D错误。‎ ‎2.线框在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到如图所示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是(　　)‎ A．磁通量和感应电动势都在变大 B．磁通量和感应电动势都在变小 C．磁通量在变小，感应电动势在变大 D．磁通量在变大，感应电动势在变小 解析：选D　由题图可知，设线框平面与中性面的夹角为θ，Φ＝Φmcos θ，e＝Emsin θ，所以磁通量变大，感应电动势变小。故D正确。‎ ‎3．如图所示，面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsin ωt的图是(　　)‎ 解析：选A　线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为e＝BSωsin ωt，由这一原理可判断，A图中感应电动势为e＝BSωsin ωt；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、D图转动轴与磁场方向平行。‎ ‎4.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流(　　)‎ A．周期为0.125 s B．电压的有效值为10 V C．电压的最大值为20 V D．电压瞬时值的表达式为u＝10sin 8πt V 解析：选B　由题图可知，交变电流的周期为0.250 s，A错误；电压的有效值U＝ V＝10 V，B正确；电压的最大值为20 V，C错误；电压瞬时值的表达式为u＝20sin 8πt V，D错误。‎ ‎5.用一理想变压器向一负载R供电，如图所示，当增大负载电阻R时，原线圈中的电流I1和副线圈中的电流I2之间的变化关系是(　　)‎ A．I2增大，I1也增大 B．I2增大，I1却减小 C．I2减小，I1也减小 D．I2减小，I1却增大 解析：选C　因为原线圈电压U1及原、副线圈匝数不变，故U2不变，当R增大时，电流I2减小，由＝知I1也减小，选项C正确。‎ ‎6.如图所示是“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验示意图，a线圈接交流电源，b线圈接交流电压表，在实验过程中(　　 )‎ A．只增加b线圈的匝数，电压表的示数一定增大 B．只增加a线圈的匝数，电压表的示数一定增大 C．同时增加a、b两线圈的匝数，电压表的示数一定增大 D．只改变a线圈两端的电压，电压表的示数不变 答案：A 二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。选对但不全的得3分，错选不得分)‎ ‎7．某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin 100πt V。对此电动势，下列表述正确的是(　　)‎ A．最大值是50 V B．频率是100 Hz C．有效值是25 V D．周期是0.02 s 解析：选CD　从中性面开始计时，交变电动势的表达式为e＝Emsin ωt，因e＝50sin 100πt V，所以最大值Em＝50 V，A错误；由ω＝2πf＝100π rad/s得f＝50 Hz，B错误；有效值E＝＝25 V，C正确；T＝＝0.02 s，D正确。‎ ‎8.如图所示，是一个匝数n＝10的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象。关于线圈中的感应电动势，以下说法正确的是(　　)‎ A．在t1＝0.1 s时，线圈中的感应电动势最大 B．在t2＝0.2 s时，线圈中的感应电动势最大 C．在t3＝0.3 s时，线圈中的感应电动势改变方向 D．在t4＝0.4 s时，线圈中的感应电动势改变方向 解析：选BC　由题图可知，在t1＝0.1 s时，线圈中的磁通量最大，线圈转到中性面，感应电动势为零，A错；在t2＝0.2 s时，线圈中的磁通量为零，线圈平面跟磁场平行，感应电动势最大，B对；在t3＝0.3 s时，线圈中磁通量又达到最大值，感应电动势为零，方向发生改变，C对；t4＝0.4 s前后，线圈中的感应电动势的方向不变，D错。‎ ‎9.如图所示，输入端ab的输入电压既有直流成分，又有交流成分，以下说法中正确的是(L的直流电阻与R相同)(　　)‎ A．直流成分只能从L通过 B．交流成分只能从R通过 C．通过R的既有直流成分又有交流成分 D．通过L的交流成分比通过R的交流成分必定要少 解析：选CD　线圈具有通直流阻交流的作用，所以大部分交流成分通过R，故选C、D。‎ ‎10.如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是(　　)‎ A．把电介质插入电容器，灯泡变亮 B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮 C．减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗 D．使交变电流频率减小，灯泡变暗 解析：选ACD　电容器的电容与介电常数成正比，与两板间正对面积成正比，与两板间距离成反比。而容抗与电容成反比，与交变电流频率成反比。把电介质插入电容器，电容变大，容抗减小，灯泡变亮，A正确；电容器两板间距离增大，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，B错误；减小电容器两极正对面积，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，C正确；交变电流的频率减小，容抗增大，灯泡变暗，D正确。‎ 三、非选择题(本题共2小题，共40分)‎ ‎11．(20分)如图所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝ T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，问：‎ ‎(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；‎ ‎(2)线圈转过 s时电动势的瞬时值多大？‎ ‎(3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？‎ ‎(4)从中性面开始计时，经 s通过电阻R的电荷量是多少？‎ 解析：(1)e＝Emsin ωt＝nBS·2πfsin 2πft ‎＝100××0.05×2π×sin(2π×t) V ‎＝50sin 10πt V。‎ ‎(2)当t＝ s时，e＝50sin (10π×) V≈43.3 V。‎ ‎(3)电动势的有效值为E＝＝ V≈35.4 V，‎ 电流表示数I＝＝ A＝3.54 A，‎ 电压表示数U＝IR＝3.54×9 V＝31.86 V。‎ ‎(4) s内线圈转过的角度θ＝ωt＝×2π×＝。‎ 该过程中，ΔΦ＝BS－BScos θ＝BS，‎ 由＝，＝，q＝Δt，‎ 得q＝＝＝ C＝ C。‎ 答案：(1)e＝50sin 10πt V　(2)43.3 V ‎(3)31.86 V　3.54 A　(4) C ‎12.(20分)如图所示，降压变压器的变压系数是3，即初级线圈的匝数与次级线圈的匝数之比是3∶1。初级线圈的输入电压是660 V，次级线圈的电阻为0.2 Ω，用这台变压器供给100盏标有“220 V,60 W”的电灯用电。求：‎ ‎(1)空载时次级线圈的端电压和输出功率；‎ ‎(2)接通电路时次级线圈的端电压；‎ ‎(3)每盏灯的实际功率。‎ 解析：(1)将变压器视为理想变压器。设空载时次级线圈的输出电压为U2，由＝，得到U2＝U1＝220 V，‎ 因为空载，次级线圈的负载电阻R2→∞，次级线圈中的电流为零，所以I2＝0，P＝I2U2＝0。‎ ‎(2)接通电路后，100盏灯并联的总电阻为 R外＝＝≈8.07 Ω，‎ 次级线圈中的电流 I2＝＝ A＝ A，‎ 端电压：U2′＝I2R外≈214.68 V。‎ ‎(3)每盏灯的实际功率 P＝U2′＝ W≈57.1 W。‎ 答案：(1)220 V　0　(2)214.68 V　(3)57.1 W