課時(shí)分層作業(yè)8　交變電流是怎樣產(chǎn)生的

1、.課時(shí)分層作業(yè)八交變電流是怎樣產(chǎn)生的根底達(dá)標(biāo)練15分鐘50分一、選擇題6×636分1如圖3­2­12所示為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，正確的說(shuō)法是圖3­2­12A線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，指針左右擺動(dòng)兩次B圖示位置為中性面，線圈中無(wú)感應(yīng)電流C圖示位置ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍bD線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁通量變化率為零C線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電路中產(chǎn)生做周期性變化的交變電流，線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)電流改變方向，線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，有兩次通過(guò)中性面，電流方向改變兩次，指針左右擺動(dòng)一次，故A錯(cuò)線圈處于圖示位置時(shí)，線圈與中性面垂直，感應(yīng)電流最大，ab邊向

2、右運(yùn)動(dòng)，由右手定那么得，ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍b，故B錯(cuò)，C對(duì)線圈平面與磁感線平行時(shí)，磁通量的變化率最大故D錯(cuò)2.如圖3­2­13所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過(guò)ab、cd中點(diǎn)的軸OO以角速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)假設(shè)以線圈平面與磁場(chǎng)夾角為零時(shí)圖示位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎敲匆韵滤姆鶊D中正確的選項(xiàng)是圖3­2­13D從題圖可看出線圈從垂直于中性面的位置開(kāi)場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，由右手定那么可判斷，初始時(shí)刻t0線圈中電流的方向?yàn)閎到a，故瞬時(shí)電流的表達(dá)式為iimcos t，故D正確3多項(xiàng)選擇線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e10sin

3、 20t V，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是【導(dǎo)學(xué)號(hào)：11452061】At0時(shí)，線圈平面位于中性面Bt0時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大Ct0時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最大Dt0.4 s時(shí)，e有最大值10 VAB由電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式知，計(jì)時(shí)是從線圈位于中性面時(shí)開(kāi)場(chǎng)的，所以t0時(shí)，線圈平面位于中性面，磁通量為最大，但此時(shí)導(dǎo)線速度方向與磁感線平行，切割磁感線的有效速率為零，故A、B正確，C錯(cuò)誤當(dāng)t0.4 s時(shí)，e10sin 20t10×sin 20×0.4 V0，D錯(cuò)誤4.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖3­2­14所示，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為50 V，那么該

4、線圈由圖所示位置轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為圖3­2­14A50 VB25 VC25 V D10 VB由題意可知：線圈從題圖所示位置開(kāi)場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)表示為eEmcos t，轉(zhuǎn)過(guò)30°時(shí)，eEmcos 30°50× V25 V，故B正確5欲增大交流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而不改變頻率，下面措施中不能采用的是A增大轉(zhuǎn)速B增大磁感應(yīng)強(qiáng)度C增加線圈匝數(shù)D增大線圈的包圍面積A設(shè)線圈匝數(shù)為N，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈圍成的面積為S，角速度為，轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)/秒，由EmNBSNBS·2n，又由頻率f/2n，可知B、C、D項(xiàng)只改變

5、Em大小，沒(méi)改變頻率，而A項(xiàng)改變了頻率，應(yīng)選A.6如圖3­2­15甲所示為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)構(gòu)造的示意圖，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖3­2­15乙所示發(fā)電機(jī)線圈電阻為1.0 ，外接燈泡的電阻為9.0 .那么【導(dǎo)學(xué)號(hào)：11452062】甲乙圖3­2­15A在t0.01 s的時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量為零B電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e6sin 50t VC電壓表的示數(shù)為6 VD通過(guò)燈泡的電流為0.6 AD在t0.01 s時(shí)刻，電動(dòng)勢(shì)為零，因此線圈在中性面位置，穿過(guò)線圈的磁通量最大，A錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em6 V，周期為

6、0.02 s，那么電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmsint6sin 100t V，故B錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)為燈泡兩端電壓UE×6 V5.4 V，故C錯(cuò)誤；通過(guò)燈泡的電流為I A0.6 A，D正確二、非選擇題14分7如圖3­2­16甲所示，一個(gè)電阻為R的金屬圓環(huán)放在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)與圓環(huán)所在的平面垂直，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖3­2­16乙所示，圖中的最大磁通量0和變化的周期T都是量求：甲乙圖3­2­161在一個(gè)周期T內(nèi)金屬環(huán)中產(chǎn)生的熱量；2交變電流的有效值；3在一個(gè)周期T內(nèi)通過(guò)金屬環(huán)某一橫截面的電荷量【解析】10T/4時(shí)間內(nèi)

7、，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E1，0T/4時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電流為：I14，T/23T/4時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流大小同0T/4內(nèi)一樣，T/4T/2及3/4TT時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流為0，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為：2IR8.2由有效值的定義可知I2RT，有效值為I2.3由于一個(gè)周期T內(nèi)穿過(guò)金屬環(huán)的磁通量變化0，通過(guò)金屬環(huán)某一橫截面的電荷量也為零【答案】1230才能提升練25分鐘50分一、選擇題6×424分1傳統(tǒng)的自行車發(fā)電機(jī)內(nèi)部電路如圖3­2­17甲所示，驅(qū)動(dòng)軸一端與自行車車輪相連，另一端連接條形永磁鐵，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)磁鐵在鐵芯之間勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)線圈兩端產(chǎn)生的交

8、變電壓波形如圖3­2­17乙所示波形圖中正負(fù)尖峰電壓分別為Um和Um.兩個(gè)相鄰正負(fù)尖峰電壓所對(duì)應(yīng)的時(shí)間差為t，發(fā)電機(jī)線圈匝數(shù)為n.以下判斷正確的選項(xiàng)是【導(dǎo)學(xué)號(hào)：11452063】甲乙圖3­2­17A驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度B線圈電壓的有效值UC穿過(guò)線圈磁通量變化率的最大值kmD相鄰兩個(gè)向上尖峰時(shí)間內(nèi)，線圈電壓的平均值UC根據(jù)題述，兩個(gè)相鄰正負(fù)尖峰電壓所對(duì)應(yīng)的時(shí)間差為t，可得交變電流周期T2t，驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于產(chǎn)生的交變電流不是按照正弦規(guī)律變化，線圈電壓的有效值不是U，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與磁通量變化率成正比，Umn

9、km，穿過(guò)線圈磁通量變化率的最大值km，選項(xiàng)C正確；相鄰兩個(gè)向上尖峰時(shí)間內(nèi)，線圈電壓的平均值Un，因?yàn)榫€圈轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)完好的周期，磁通量變化量0，所以電壓平均值等于零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖3­2­18甲所示，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是甲乙圖3­2­18At0時(shí)刻線圈平面與中性面垂直Bt0.01 s時(shí)刻的變化率到達(dá)最大Ct0.02 s時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)到達(dá)最大D該線圈相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)圖象如圖3­2­18乙所示Bt0時(shí)最大，線圈應(yīng)在中性面位置，A錯(cuò)；t0.01 s時(shí)，磁

10、通量為零，此時(shí)的變化率最大，B對(duì)；t0.02 s時(shí)，最大，e0，C錯(cuò)；因-t圖象為余弦圖象，故e-t圖象應(yīng)為正弦圖象，D錯(cuò)3如圖3­2­19所示的電路中，A是熔斷電流I02 A的保險(xiǎn)絲，R是可變電阻，交流電源的內(nèi)電阻不計(jì)，其電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律是e220sin 314t V為了不使保險(xiǎn)絲熔斷，可變電阻的阻值應(yīng)該大于【導(dǎo)學(xué)號(hào)：11452064】圖3­2­19A110 B110 C220 D220 B該交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值為U V220 V，故可變電阻的最小阻值Rmin 110 .4多項(xiàng)選擇圖3­2­20甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩

11、磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為程度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為交流電流表線圈繞垂直于磁場(chǎng)的程度軸OO沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)場(chǎng)計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖3­2­20乙所示以下判斷正確的選項(xiàng)是甲乙圖3­2­20A電流表的示數(shù)為10 AB線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50 rad/sC0.01 s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D0.02 s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左AC由題圖乙知Im10 A，I10 A，A正確T2×102 s，100 rad/s，B錯(cuò)誤t0.01 s時(shí)，IIm，此時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，C正確由右手定那么斷定0.02 s時(shí)電阻R中電流方

12、向自左向右，D錯(cuò)誤二、非選擇題26分512分一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)，其線圈從中性面開(kāi)場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為311 V，線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是100 rad/s.1寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式2假設(shè)該發(fā)電機(jī)只與含電阻的負(fù)載組成閉合電路，電路中的總電阻為100 ，試寫出通過(guò)負(fù)載的電流的瞬時(shí)值表達(dá)式，并求在t s時(shí)電流的瞬時(shí)值為多少？【解析】1因交流發(fā)電機(jī)的線圈從中性面開(kāi)場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以該交流電為正弦交流電感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em311 V，角速度100 rad/s，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式是e311sin 100t V.2根據(jù)歐姆定律，電路中電流的最大值為Im A3.11 A所以通過(guò)負(fù)載

13、的電流的瞬時(shí)值表達(dá)式是i3.11sin 100t A當(dāng)t s時(shí)，電流的瞬時(shí)值為i3.11sin 100× A1.56 A.【答案】1e311sin 100t V2i3.11 sin 100t A1.56 A614分如圖3­2­21所示，一個(gè)半徑為r的單匝半圓形線圈，以直徑ab為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，ab的左側(cè)有垂直于紙面向里與ab垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.M和N是兩個(gè)集流環(huán)，負(fù)載電阻為R，線圈、電流表和連接導(dǎo)線的電阻不計(jì)，求：圖3­2­211感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；2從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，負(fù)載電阻R上產(chǎn)生的熱量；3從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)負(fù)載電阻R的電荷量；4電流表的示數(shù)【解析】1線圈繞軸ab勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電路