人教版高二物理选修32练习第五章+交变电流+课时提升作业+八+52Word格式文档下载.docx
《人教版高二物理选修32练习第五章+交变电流+课时提升作业+八+52Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高二物理选修32练习第五章+交变电流+课时提升作业+八+52Word格式文档下载.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
e′=nB
2ωsin2ωt=nBSωsin2ωt=Emsin2ωt,故C选项正确。
3.（2018·
安庆高二检测）如图所示是某种交变电流的电流随时间变化的图线,i>
0部分的图线是一个正弦曲线的正半周,i<
0部分的图线是另一个正弦曲线的负半周,其最大值如图中所示,则这种交变电流的有效值为（ ）
A.I0 B.
I0 C.
I0 D.
I0
设电流的有效值为I,则
RT+
R·
2T=I2R·
3T,解得I=
I0,选项C正确。
【补偿训练】
如图所示是一交变电流的i-t图象,则该交流电电流的有效值为（ ）
A.4A B.2
A C.
A D.
A
【解析】选D。
设交流电电流的有效值为I,周期为T,电阻为R,则I2RT=
×
4
·
+42·
T,解得:
I=
A,故选D。
4.（2018·
山东高考）如图甲,R0为定值电阻,两金属圆环固定在同一绝缘平面内。
左端连接在一周期为T0的正弦交流电源上,经二极管整流后,通过R0的电流i始终向左,其大小按图乙所示规律变化。
规定内圆环a端电势高于b端时,a、b间的电压uab为正,下列uab-t图象可能正确的是（ ）
【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:
（1）感应电动势的变化周期一定与圆环中电流周期相同。
（2）本题可考虑排除法。
从图乙可以看出,圆环中电流周期为0.5T0,则感应电动势的变化周期也是0.5T0,观察四个图象,A、B、D的周期都不是0.5T0,只有C周期是0.5T0,所以A、B、D错误,C正确。
5.（2018·
邢台高二检测）如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动。
磁场的磁感应强度B=1.0×
10-2T,线圈的边长ab=20cm、bc=10cm,匝数n=400,线圈总电阻r=2.0Ω,线圈的两端经集流环和电刷与电阻R=18Ω连接,与电阻R并联的交流电压表为理想电表,线圈的转速n=50r/s。
在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,则下列说法正确的是（ ）
A.交流发电机产生电动势随时间的变化关系是e=25cos50t（V）
B.交流电压表的示数为17.8V
C.从t=0时刻开始转过30°
的过程中,通过电阻的电量为2.0×
10-3C
D.电阻R上的热功率为3.24W
10-2T,线圈的边长ab=20cm、bc=10cm,匝数n=400,线圈总电阻r=2.0Ω,线圈的转速n=50r/s。
所以ω=100πrad/s,最大值Em=nBSω=8π,因此e=8πcos100πt,故A错误;
交流电压表显示的是路端电压有效值,示数为
≈16V,故B错误;
从t=0时刻开始转过30°
的过程中,通过电阻的电量
C=2.0×
10-3C,故C正确;
电阻R上的热功率P=I2R=
R≈14.2W,故D错误。
6.（多选）如图所示,面积为S的矩形线圈共N匝,线圈总电阻为R,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中以竖直线OO′为轴,以角速度ω匀速旋转,图示位置C与纸面共面,位置A与位置C成45°
角。
线圈从位置A转过90°
到达位置B的过程中,下列说法正确的是（ ）
A.平均电动势为
NBSω
B.通过线圈某一截面的电量q=
C.在此转动过程中,外界对线圈做的总功为ω
D.在此转动过程中,电流方向会发生改变
【解题指南】
（1）根据法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势的大小,从而求出感应电流的大小。
（2）根据q=It求出通过某一横截面的电量。
（3）外界对线圈做的总功等于线圈产生的热量,根据峰值求出有效值,从而求出热量。
【解析】选A、C。
到达位置B的过程中,ΔΦ=
2BScos45°
BS,Δt=
根据E=N
得,E=
NBSω,故A正确。
根据E=N
q=
Δt=N
故B错误。
产生电动势的峰值Em=NBSω,则有效值E=
则W=Q=
t=
故C正确。
线圈每经过中性面一次,方向改变,线圈从位置A转过90°
到达位置B的过程中,方向不变,故D错误。
7.（2018·
成都高二检测）如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R,当线圈由图示位置转过60°
的过程中,下列判断正确的是（ ）
A.电压表的示数为
B.通过电阻R的电量为q=
C.电阻R所产生的焦耳热为Q=
D.当线圈由图示位置转过60°
时的电流为
【解析】选B。
线圈在磁场中转动,产生的电动势的最大值为Em=NBSω,电动势的有效值为E=
电压表测量电路的外电压,所以电压表的读数为U=
R=
R,所以A错误;
由
=N
Δt得到,电量
q=
cos60°
故B正确;
电阻R产生的热量Q=
所以C错误;
当线圈由图示位置转过60°
时电动势的瞬时值为e=NBSωsin60°
=
NBSω,所以电流为i=
所以D错误。
二、非选择题（本题共2小题,共44分。
要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位）
8.（20分）如图所示,线圈面积为0.05m2,共100匝,线圈总电阻为1Ω,与外电阻R=9Ω相连。
当线圈在B=
T的匀强磁场中绕OO′以角速度ω=10πrad/s匀速转动时,求:
（1）若从线圈处于中性面开始计时,写出电动势的瞬时值表达式。
（2）电流表和电压表的示数。
（3）线圈转过
s时,电动势的瞬时值。
【解析】
（1）线圈的角速度ω=2πn=10πrad/s,
感应电动势的最大值Em=NBSω=100V,
则从线圈处于中性面开始计时,电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt=
100sin10πtV
（2）电路中电流的有效值I=
E=
Em,
代入解得I=5
A,即电流表示数为5
A。
电压表示数为U=IR=5
9V=45
V。
（3）当线圈转过
s时,电动势的瞬时值
e=100sin
V=50V。
答案:
（1）e=100sin10πtV
（2）5
A 45
V （3）50V
9.（24分）（2018·
焦作高二检测）如图所示,将单匝正方形线框ABCD的一半放入匀强磁场中,磁感应强度B=1T,让它以边界OO′为轴,以角速度ω=100rad/s匀速转动,在AB、CD的中点用电刷P、Q将电流输送给小灯泡,线框边长L=0.2m,总电阻为r=4Ω,灯泡电阻为R=2Ω,不计P、Q接触电阻及导线电阻。
求:
（1）线框转动过程中产生的最大感应电动势。
（2）理想电压表V的示数。
（3）由图示位置转过30°
时,线框受到的安培力。
（1）由Em=
BL2ω即可求解最大值。
（2）理想电压表示数为路端电路电压的有效值,由U=IR可以求得。
（3）转过30°
角时的电流是它的瞬时值,由i=
即可求解,线框所受的安培力F安=BiL代入数据即可求解。
（1）Em=
BL2ω=
1×
0.22×
100V=2V
（2）设外电路电阻为R′,则R′=
=1Ω
电源的有效值为E=
V;
根据闭合电路的欧姆定律知I=
据欧姆定律得电压表示数为U=I·
R′=
1V=
V
（3）转动30°
时,通过AD的电流为
i=
AD边受到的安培力为F安=BiL=
N
（1）2V
（2）
V （3）
N
【能力挑战区】
1.（多选）（2018·
衡水高二检测）将电阻R、理想电压表V、开关S和交流电源按照图甲所示方式连接,其中R=30Ω,合上开关S后,交流电源输出的正弦交变电压u随时间t变化的关系如图乙所示。
则（ ）
A.电压表V的示数是36V
B.R消耗的电功率是21.6W
C.通过R的电流瞬时值表达式为i=1.2sin100πt（A）
D.通过R的电流最大值为1.2
A
【解析】选B、C。
从图乙可以看出,R两端电压的最大值为36V,所以电压表的示数为U=
V=18
V,故A错误;
根据P=
得:
R消耗的电功率P=
W=21.6W,故B正确;
根据乙图可知,交流电的周期为0.02s,则ω=
=100π,电流的最大值Im=
A=1.2A,所以通过R的电流瞬时值表达式为i=1.2sin100πt（A）,故C正确,D错误。
2.有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图甲所示,当汽车减速时,线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速,同时产生电能储存备用。
图甲中,线圈的匝数为n,ab长度为L1,bc长度为L2。
图乙是此装置的侧视图,切割处磁场的磁感应强度大小恒为B,有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90°
。
某次测试时,外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动,电刷M端和N端接电流传感器,电流传感器记录的i-t图象如图丙所示（I为已知量）,取ab边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻t=0。
不计线圈转动轴处的摩擦,
（1）求线圈在图乙所示位置时,产生电动势E的大小,并指明电刷M和N哪个接电源正极。
（2）求闭合电路的总电阻R和外力做功的平均功率P。
（3）为了能够获得更多的电能,依据所学的物理知识,请你提出改进该装置的三条建议。
（1）线圈有两个边一直在均匀辐射磁场中做切割磁感线运动,根据切割公式求解电动势。
（2）结合闭合电路欧姆定律求解电路总电阻,根据焦耳定律求解外力功率。
（3）增加电动势即可增加电能的产生。
（1）有两个边一直在均匀辐射磁场中做切割磁感线运动,故根据切割公式,有E=2nBL1v
其中v=
ωL2
解得E=nBL1L2ω
根据右手定则,M端是电源正极
（2）根据欧姆定律,电流:
解得R=
线圈转动一个周期时间内,产生电流的时间是半周期,故外力平均功率P=
I2R
解得P=
（3）增加磁感应强度;
增加线圈匝数;
增加磁场区域面积;
适当增加线圈面积;
变成多组线圈等。
（1）nBL1L2ω 电刷M
（2）
（3）见解析
精美句子
1、善思则能“从无字句处读书”。
读沙漠，读出了它坦荡
升级会员 