交变电流的产生和描述高三物理总结及练习第二轮专题复习北京海淀Word文档下载推荐.docx

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从与中性面垂直开始计时，e=nBSωcosωt=Emcosωt

3．瞬时值

交流电某一时刻的值

4．最大值

交流电（电动势、电压、电流）所能达到的最大值，Em=nBSω=nΦω，电容器的耐压值为交流电的最大值

5．平均值

交流电某一段时间内的值，用来求通过截面的电荷量，q=ΔΦ/（R+r）

6．有效值

a．让恒定电流和交流电通过同样的电阻，如果在相等时间内产生的热量相等，那么恒定电流值叫作交流电的有效值

b．对正弦交流电而言，其有效值和最大值的关系为E=Em/，U=Um/，I=Im/

c．通常所说的（包括用电器上标的）交变电压、交变电流值都是指有效值，电表测得的数值都是有效值，保险丝的熔断电流也是有效值；

在计算交流电通过导体产生的热量、热功率时，只能用交流的有效值，而不能用平均值。

在计算通过导体的电荷量时，只能用交流的平均值，而不能用有效值。

7．相位

图5.2-3画出了两支交流的电压与时间关系的图象。

这两支交流的周期相等，但它们的瞬时值并不同时达到最大。

交流电压甲达到峰值、变为0的时间，总比交流电压乙晚一些。

这种情况下，我们说，它们的“相位”不同。

用代数式表示，这两支交流的瞬时电压与时间的关系分别为u甲=Emsinωt，u乙=Emsin（ωt+ϕ）正弦符号“sin”后面的量“ωt+ϕ”叫做交变电流的相位（phase），ϕ是t=0时的相位，叫做交变电流的初相位。

两支交流的相位之差叫做它们的相位差。

如果它们的频率相同，但初相位不同，即u1=Emsin（ωt+ϕ1），u2=Emsin（ωt+ϕ2）那么相位差（ωt+ϕ2）-（ωt+ϕ1）=ϕ2-ϕ1是个常数，不随时间变化，这时我们说，这两支交流“具有确定的相位差”。

相位差是个很重要的物理量。

例如，不同的交流发电机在向同一个电网供电的时候，它们的相位必须完全相同，即相位差必须保持为0，不然的话，轻则会使输电效率降低，严重时会损坏输电设备。

1．下列哪些图像表示的电流是交变电流（）

2．一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0.125s

B．电压的有效值为10V

C．电压的最大值为20V

D．电压瞬时值的表达式为u=10sin8πt（V）

3．在如图甲所示电路的MN间加如图乙所示正弦交流电，负载电阻为200Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为（）

A．311V，1.10A

B．220V，1.10A

C．220V，3.11A

D．311V，3.11A

4．在电路的MN间加一如图所示正弦交流电，负载电阻为100Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为（）

A．220V，2.20A

B．311V，2.20A

D．311V，3.11A

5．如图所示为一交变电流随时间变化的图象。

此交变电流的有效值是（）

A．5A

B．5A

C．4A

D．3A

6．A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比PA：

PB等于（）

A．5：

4

B．3：

2

C．：

1

D．2：

7．如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd一半处于磁感应强度为B的水平有界匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。

线框绕与其中心线重合的竖直固定转轴OO/以角速度ω匀速转动，固定转轴恰好位于匀强磁场的右边界。

则线框中感应电流的有效值为（）

A．Bsω/4R

B．Bsω/2R

C．Bsω/4R

D．Bsω/2R

8．电阻R1、R2与交流电源按照图1方式连接，R1=10Ω，R2=20Ω。

合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。

则（）

A．通过R1的电流有效值是1.2A

B．R1两端的电压有效值是6V

C．通过R2的电流最大值是1.2A

D．R2两端的电压最大值是6V

9．将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。

下列说法正确的是（）

A．电路中交变电流的频率为0.25Hz

B．通过电阻的电流为A

C．电阻消耗的电功率为2.5W

D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5V

10．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。

由图可知（）

A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin25t（V）

B．该交流电的频率为25Hz

C．该交流电的电压的有效值为100V

D．若将该交流电加在阻值为R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W

11．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图1所示的方式连接，R=10Ω交流电压表的示数是10V。

图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则（）

A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos100πt（A）

B．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos50πt（A）

C．R两端的电压UR随时间t变化的规律是uR=5cos100πt（V）

D．R两端的电压UR随时间t变化的规律是uR=5cos50πt（V）

12．将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计。

灯泡的电阻应为（）

A．B．

C．D．

13．交流发电机在工作时的电动势为E=Emsinωt，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为（）

A．Emsin2ωtB．2Emsin2ωtC．D．

14．正弦交流电是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的。

线圈中感应电动势随时间变化的规律如图所示，则此感应电动势的有效值为V，频率为Hz。

15．一交流电压的瞬时值表达式u=15sin100πt（V），将该交流电压加在一电阻上时，产生的电功率为25W。

那么这个电阻的阻值是Ω。

16．有一个小型发电机，机内的矩形线圈匝数为100匝，电阻为0.5Ω。

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Φ随时间的变化规律如图所示。

由此可知发电机电动势瞬时值表达式为（）

A．e=3.14sinπt（V）

B．e=3.14costπt（V）

C．e=314sin100πt（V）

D．e=314cos100πt（V）

17．如图所示，交流发电机线圈的面积为0.05m2，共100匝。

该线圈在磁感应强度为1/πT的匀强磁场中，以10rad/s的角速度匀速转动，电阻R1和R2的阻值均为50Ω，线圈的内阻忽略不计，若从图示位置开始计时，则（）

A．线圈中的电动势为e=50sin10tV

B．电流表的示数为A

C．电压表的示数为50V

D．R1上消耗的电功率为50W

18．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N的矩形线圈，其面积为S，电阻为r，线圈两端外接一电阻为R的用电器和一个交流电压表。

若线圈绕对称轴OOˊ以角速度ω做匀速转动，则线圈从图示位置转过900的过程中，下列说法正确的是（）

A．通过电阻的电量为

B．交流电压表的示数为NBSω

C．交流电压表的示数为

D．电阻产生的热量为

19．某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示。

如果其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电动势的最大值和周期分别变为（）

A．200V，0.08s

B．25V，0.04s

C．50V，0.08s

D．50V，0.04s

20．图17（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。

在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图17（乙）所示正弦规律变化。

求：

（1）交流发电机产生的电动势的最大值；

（2）电路中交流电压表的示数。

21．如图所示，一单匝矩形金属线圈ABCD在匀强磁场中绕转轴OO匀速转动。

转轴OO过AD边和BC边的中点。

若从图示位置开始计时，穿过线圈的磁通量φ随时间t的变化关系可以表示为φ=0.1cos20πt（Wb），时间t的单位为s。

已知矩形线圈电阻为2.0Ω。

A．线圈中电流的有效值约为3.14A

B．穿过线圈的磁通量的最大值为0.1Wb

C．在任意1s时间内，线圈中电流的方向改变10次

D．在任意1s时间内，线圈克服安培力所做的功约为9.86J

22．如图13甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。

线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。

线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示，其中B0、B1和t1均为已知。

在0~t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；

t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。

求：

（1）0~t1时间内通过电阻R的电流大小；

（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量；

（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°

的过程中，通过电阻R的电荷量。

23．如图所示单匝矩形线圈放在磁感应强度为B的匀强磁场中，以恒定的角速度绕cd边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电阻为R，t=0时刻，线圈平面与纸面重合，且ab边正在向纸面外转动，则（）

A．t=0时刻，线圈中的感应电流方向为adcba

B．线圈中电流的瞬时值表达式为

C．线圈中电流的有效值为

D．线圈消耗的电功率为

24．如图甲所示为一台小型发电机构造的示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。

发电机线圈内电阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω。

A．在t=0.01s的时刻，穿过线圈磁通量为零

B．瞬时电动势的表达式为e=6sin50πt（V）

C．电压表的示数为6V

D．通过灯泡的电流为0.6A

25．在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（）

A．t=0.005s时线圈平面与磁场方向平行

B．t=0.010s时线圈的磁通量