1、课时作业(四十三)第43讲交变电流的产生及描述1如图K461所示的交流电图象中，能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是()图K4612关于交流电的下列说法正确的是()A在一个周期内交流电的方向只改变一次B交流电器设备上标出的电压和电流都是指最大值C某正弦交流电压的最大值为311 V，则该交流电压最小值为311 VD用交流电流表和电压表测交流电流或电压时，测得的应是电流或电压的有效值3有一个小型发电机，机内的矩形线圈匝数为100匝，电阻为0.5 .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，穿过每匝线圈的磁通量随时间的变化规律如图K462所示由此可知发电机电动势瞬时值表达式为(
2、)Ae3.14sint VBe3.14cost VCe314sin100t VDe314cos100t V图K462 图K46342011西城模拟某正弦式交变电流的电流i随时间t变化的图象如图K463所示，由图可知()A电流的最大值为10 AB电流的有效值为10 AC该交流电的周期为0.03 sD该交流电的频率为0.02 Hz5将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，该电源电动势e随时间t变化的规律如图K464所示，下列说法正确的是()图K464A电路中交变电流的频率为0.25 HzB通过电阻的电流为AC电阻消耗的电功率为2.5 WD电阻两端的电压是5 V6(双选)矩形线圈在匀强磁场中匀速
3、转动产生的电动势et图象如图K465所示，则在()图K465At1、t3时刻线圈通过中性面Bt2、t4时刻线圈中磁通量最大Ct1、t3时刻线圈中磁通量变化率最大Dt2、t4时刻线圈平面与中性面垂直72011烟台模拟一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图K466甲所示已知发电机线圈内阻为5 ，外接一只电阻为95 的灯泡，如图乙所示，则()图K466A电压表的示数为220 V B电路中的电流方向每秒钟改变50次C灯泡实际消耗的功率为484 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J8电阻R1、R2与交流电源按照图K467甲所示方式连接，R110 ，R220 .合上开关后S后
4、，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示则()甲乙图K467A通过R1的电流的有效值是1.2 ABR1两端的电压有效值是6 VC通过R2的电流的有效值是1.2 ADR2两端的电压有效值是6 V92012昆明模拟如图K468所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的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中正确的是()A线圈先后两次转速之比为12B交流电a的电压瞬时值u10sin0.4t VC交流电b的电压峰值为 VD在图中t0时刻穿过线圈的磁通量为零10如图K469所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂
5、直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是abcdD线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力112011青岛质检(双选)实验室里的交流发电机可简化为如图K4610所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中绕垂直于磁感线的OO轴匀速转动今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V已知R 10 ，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是()图K4610A
6、线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零B从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为isin50t AC流过电阻 R 的电流每秒钟换向50次D电阻 R上的热功率等于20 W 12如图K4611所示，矩形线圈的匝数为n，面积为S，电阻为r，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R.在线圈由图示位置转过90的过程中，求：(1)通过电阻R的电荷量q；(2)电压表的读数；(3)电阻R上产生的焦耳热Q.图K461113如图K4612甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r0.10 m、匝数n20匝的线圈，磁场的磁感线均沿
7、半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)在线圈所在位置磁感应强度的大小均为B T，线圈的电阻为R10.50 ，它的引出线接有R29.5 的小电珠L.外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电珠当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计)求：图K4612(1)小电珠中电流的峰值；(2)电压表的示数；(3)t0.1 s时外力F的大小；(4)在不改变发电装置结构的条件下，要使小电珠的功率提高，可采取什么办法？(至少说出两种方法)【基础热身】1C解析 我国居民日常生活所用交流电电压的有效值为220 V，频率为50 Hz，所以电压峰值为UmU311 V，周期为0.
8、02 s，故选项C正确2D解析 一个周期内交流电的方向改变2次，A错；交流电器设备上标出的电压和电流都是指有效值，B错；若Em311 V，则交流电的最小值应为0，C错；测量电器的交流电压和电流时，测量的值均为有效值，D对3D解析 由t图象知，100 rad/s，电动势的峰值EmNBSNm1001.01021003.14 V314 V，且t0时e最大，故选选项D正确4B解析 由图知此交流电的最大值为10 A，则有效值为I10 A，选项A错误、B正确；周期为0.02 s，则频率为f50 Hz，选项C、D错误5C解析 由图可知交流电周期为0.4 s，电源电动势的峰值Em5 V，频率f2.5 Hz.因
9、电源内阻不计，所以电阻两端的电压UEV，通过电阻的电流为I A，电阻消耗的电功率PIU2.5 W只有选项C正确【技能强化】6AD解析 由图象知，电动势瞬时表达式为eEmcost，t1、t3时刻电动势为零，根据法拉第电磁感应定律知，此时0，穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面位置，选项A正确、C错误；t2、t4时刻电动势最大，根据法拉第电磁感应定律知，此时最大，穿过线圈的磁通量为零，线圈平面与中性面垂直，选项B错误、D正确7D解析 由图甲知，电动势峰值Em220 V，周期T0.02 s，所以电动势有效值E220 V，电压表的示数为URE209 V，电路中的电流方向每周期改变2次，每秒钟改变100
10、次；电路中电流I2.2 A，灯泡的功率为PI2R459.8 W，线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为QI2rt24.2 J.8B解析 通过串联电路的交流电的有效值为0.6 A，选项A、C均错误；R1两端电压的有效值为6 V，R2两端电压的有效值为12 V，选项B正确，选项D错误9C解析 线圈转速调整后TaTb23，线圈转速之比为32，选项A错误；由图象知，交流电a线圈转动的角频率a5 rad/s，交流电a的电压瞬时值u10sin5t V，选项B错误；交流电动势的峰值EmnBS，所以电动势峰值之比为32，交流电b的电压峰值为 V，选项C正确；由图象知，t0时刻线圈位于中性面，穿过线圈的磁通量最大，选项D
11、错误10A解析 线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动时，产生正(余)弦交流电；电动势(电流)的大小与转轴在线圈平面内的位置无关，选项B、D均不正确由右手定则知选项C错，正确答案为A.11BC解析 线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流最大，A错；电压表的示数为10 V，电压的最大值为10 V，电流的最大值为 A，线圈每秒转25圈，2n50 rad/s，故线圈中电流瞬时值表达式为isin50 t A，B对；线圈每秒转25圈，每圈电流方向改变两次，C对；因为电流的最大值为 A，所以电流的有效值为1 A，电阻 R上的热功率等于I2R10 W，选项D错12(1)(2)(3)解析 (1)在此过程中，穿过线圈
12、的磁通量变化量BS，经历时间t，由n，qt，可得：通过R的电荷量qn(2)产生的感应电动势的最大值为EmnBS电动势的有效值为E由闭合电路欧姆定律得，回路中电流的有效值为I电压表的读数即为R两端的电压，UIR(3)该过程中电阻R上产生的热量为QI2Rt2R【挑战自我】13(1)0.16 A(2)1.07 V(3)0.128 N(4) 增大线圈运动的最大速度vm用变压器升压解析 (1)由图丙得，线圈在磁场中做往复运动，切割磁感线的有效长度L2r，切割速度vvmsint2sin5t m/s由法拉第电磁感应定律，感应电动势enBLvnBLvmsint即产生正弦交变电流，感应电动势的峰值EmnBLvmnB2rvm1.6 V小电珠中电流的峰值为Im0.16 A(2)电压表示数即有效值，为U0.76 V1.07 V(3)t0.1 s时，电流的瞬时值IIm0.16 A线圈受到的安培力FAnBLIm0.128 N因此时线圈速度最大，线圈的加速度为零，所以外力F的大小为FFA0.128 N(4) 增大功率的方法有：增大线圈运动的最大速度vm、使用变压器升高发电装置的输出电压等