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1、10-1交流电的产生及描述一、选择题1下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是()答案C解析我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220V，最大值为311V，周期为0.02s，所以只有C正确。2如下图中各图面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsint的图是()答案AC解析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eBSsint，由这一原则判断，A图和C图中感应电动势均为eBSsint；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；D图转动轴与磁场方向平行，
2、而不是垂直。3(2012广东理综)某小型发电机产生的交变电动势为e50sin100t(V)，对此电动势，下列表述正确的有()A最大值是50VB频率是100HzC有效值是25V D周期是0.02s答案CD解析正弦交变电动势瞬时值表达式为eEmsint，与题目中的交变电动势表达式相对照可知：最大值Em50V，有效值为EV25V，角速度100rad/s，所以周期T0.02s，频率f50Hz ，选项C、D正确。4(2012大纲全国)一台电风扇的额定电压为交流220V。在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示。这段时间内电风扇的用电量为()A3.9102度 B5
3、.5102度C7.8102度 D11.0102度答案B解析由于电风扇正常工作，根据WUIt可得：W220(0.3100.4100.240)60J1.98105J5.5102kWh，选项B正确。5(2012山东泰安)电阻R1、R2与交流电源按照图甲所示方式连接，R110，R220。合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则()A通过R1的电流有效值是ABR1两端的电压有效值是6VC通过R2的电流最大值是ADR2两端的电压最大值是6V答案B解析首先从交变电流图象中找出交变电流的最大值即为通过R2的电流的最大值，为A，由正弦交变电流最大值与有效值的关系ImI，可知其有
4、效值为0.6A，由于R1与R2串联，所以通过R1的电流的有效值也是0.6A，A、C错误；R1两端电压的有效值为U1IR16V，B正确；R2 两端电压的最大值为Um2ImR220V12V，D错误。6(2012北京理综)一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为。如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为()A5V B5VC10V D10V答案C解析根据公式 P可结合交流电的有效值定义，U效知其有效值U效5V，有效值和最大值的关系即最大值为5V10V，选项C正确。7(2012山西四校联考)如图所示，电阻为r的矩形线圈在匀
5、强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度匀速转动。t0时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则()At0时，线圈中的感应电动势最大B1s内电路中的电流方向改变了次C滑片P向下滑动时，电压表的读数不变D线圈匀速运动的角速度变大时，电流表的读数也变大答案D解析本题考查交流电的产生。由题意可知：线圈在t0时处于中性面位置，感应电动势最小，为0，A错；1s内线圈转过圈，每一圈电流方向改变两次，所以电流方向改变次数为，B错；电压表测量的是路端电压，P向下滑时，外电阻R阻值增加，电压表示数增大，C错；线圈转动速度增大时，由BS得，感应电动势有效值增加，电流有效值也增加，即电流表示数增加，D对。8(2
6、012广东汕头)如图所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间加上交变电压后，能使电子有可能做往返运动的电压是()答案ABC解析由A图象可知，电子先做加速度减小的加速运动，T时刻速度最大，由T到T做加速度增加的减速运动，T时刻速度为零。从T到T电子反向做加速度减小的加速运动，T时刻速度最大，由T到T做加速度增大的减速运动，T时刻速度为零，回到原位置，即电子能做往复运动，同样的方法可得B、C也对。二、非选择题9我国南方山区的小水库有丰富的水力资源，有一个水力交流发电机在正常工作时，电动势e310sin50tV，由于洪涝，水库水位暴涨，为加快泄洪，水轮带动发电机的转速增加0.4
7、倍，若其他条件不变，则电动势e_。答案434sin70tV解析据EmaxNBS，2n当n增加0.4倍时，1.4所以Emax1.4Emax1.4310V434V故e434sin70tV10(2012湖南长沙)如图所示，矩形线圈abcd在磁感应强度B2T的匀强磁场中绕轴OO以角速度10rad/s匀速转动，线圈共10匝，电阻r5，ab0.3m，bc0.6m，负载电阻R45。求：(1)写出图示位置开始计时线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)电阻R在0.05s内产生的热量；(3)0.05s内流过电阻R上的电荷量(设线圈从垂直中性面开始转动)。答案(1)e113.04cos10tV(2)5.67J(3)
8、0.072C解析(1)电动势的最大值为EmaxnBS1020.30.610V113.04V故瞬时值表达式eEmaxcost113.04cos10tV(2)电流的有效值I1.6A所以0.05s内R上产生的热量QI2Rt5.76J(3)平均感应电动势为：n72V平均感应电流为：1.44A所以通过电阻R的电荷量为：qt0.072C。11.如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO匀速转动，沿转轴OO方向看去，线圈转动沿逆时针方向
9、，t0时刻线圈平面与磁感线垂直。(1)表示出线圈经过图示位置时，通过电阻R的感应电流的方向。(2)写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式。(3)求线圈从t0位置开始到转过90的过程中的平均电动势。(4)求线圈从t0位置开始到转过60时的瞬时电流。答案(1)自下而上(2)nBabsint(3)(4)解析(1)根据右手定则或楞次定律判断可知，线圈中电流方向是badcb。故流过R的电流是自下而上。(2)从中性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势EmnBab，所以感应电动势的瞬时值表达式为enBabsint。(3)nn。(4)i12如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的
10、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r0.10m、匝数n20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为BT，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：(1)小电珠中电流的最大值；(2)电压表的示数；(3)t0.1s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两倍，可采取什么方法(至少说出两种方法)?答案(1)0.16A(2)1.07V(
11、3)0.128N(4)提高vm用变压器解析(1)由题意及法拉第电磁感应定律知道，由于线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的最大值为：EmnBlvnB2rvm，电路总电阻为：R1R2，那么小电珠中电流的最大值为ImA0.16A(2)电压表示数为有效值UImR20.169.5V0.76V1.07V(3)当t0.1s也就是T/4时，外力F的大小为FnB2rImvm0.128N。(4)提高vm用变压器13(2012安徽理综)图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动，由线圈引出的
12、导线ce和df分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相连接，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2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e1的表达式；(2)线圈平面处于与中性面成0夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；(3)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。(其他电阻均不计)答案(1)e1BL
13、1L2sint(2)e2BL1L2sin(t0)(3)QRR()2解析(1)矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速度为v，则v在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线而产生的感应电动势均为E1BL2v由图可知vvsint则整个线圈的感应电动势为e12E1BL1L2sint(2)当线圈由图3位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为e2BL1L2sin(t0)(3)由闭合电路欧姆定律可知I这里E为线圈产生的电动势的有效值E则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为QRI2RT其中T于是QRR()2。更多试题下载： （在文字上按住ctrl即可查看试题）高考模拟题：高考各科模拟试题【下载】历年高考试题：历年高考各科试题【下载】高中试卷频道：高中各年级各科试卷【下载】高考资源库：各年级试题及学习资料【下载】高考资源库：各年级试题及学习资料【下载】
10-1交流电的产生 及描述
