练习14交变电流的产生、描述及影响-2020-2021学年【补习教材·寒假作业】高二物理（人教版）

练习14交变电流的产生、描述及影响 1、如图所示，在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕OO′轴匀速转动，若要使线圈中的电流峰值减半，不可行的方法是(　　) A．只将线圈的转速减半 B．只将线圈的匝数减半 C．只将匀强磁场的磁感应强度减半 D．只将线圈的边长减半 【答案】：B 【解析】：由Im＝eq \f(Em,R)，Em＝NBSω，ω＝2πn，得Im＝eq \f(NBS·2πn,R)，故A、C可行；又电阻R与匝数有关，当匝数减半时电阻R也随之减半，则Im不变，故B不可行；当边长减半时，面积S减为原来的eq \f(1,4)，而电阻减为原来的eq \f(1,2)，故D可行． 2、一交流发电机的感应电动势e＝Emsin ωt，如将线圈的匝数增加一倍，电枢的转速也增加一倍，其他条件不变，感应电动势的表达式将变为(　　) A．e′＝2Emsin 2ωt　　　 B．e′＝2Emsin 4ωt C．e′＝4Emsin 2ωt D．e′＝4Emsin 4ωt 【答案】：C 【解析】：e＝Emsin ωt＝nBSωsin ωt，现n′＝2n，ω′＝2ω，则Em′＝4Em，所以感应电动势的瞬时值表达式将变为e′＝4Emsin 2ωt. 3、一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示．则下列说法中正确的是(　　) A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率为0 C．t＝0.02 s时刻，感应电动势达到最大 D．从t＝0.01 s时刻至t＝0.04 s时刻线圈转过的角度是eq \f(3,2)π 【答案】：D 【解析】：由图象可知t＝0、t＝0.02 s、t＝0.04 s时刻线圈平面位于中性面位置，Φ最大，eq \f(ΔΦ,Δt)＝0，故E＝0；t＝0.01 s、t＝0.03 s、t＝0.05 s时刻线圈平面与磁感线平行，Φ最小，eq \f(ΔΦ,Δt)最大，故E最大；从图象可知，从t＝0. 01 s时刻至t＝0.04 s时刻线圈旋转eq \f(3,4)周，转过的角度为eq \f(3,2)π. 4、如图所示，在电路两端加上正弦交流电，保持电压有效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗情况是：灯1变亮，灯2变暗，灯3不变，则M、N、L中所接元件可能是(　　) A．M为电阻，N为电容器，L为电感线圈 B．M为电感线圈，N为电容器，L为电阻 C．M为电容器，N为电感线圈，L为电阻 D．M为电阻，N为电感线圈，L为电容器 【答案】：C 【解析】：当交变电流的频率增大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，由灯1变亮，灯2变暗可知M为电容器，N为电感线圈，而电阻与交变电流的频率无关，故L为电阻，C正确． 5、如甲图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如乙图所示．此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为(　　) A．110 V B．156 V C．220 V D．311 V 【答案】：B 【解析】：由图象可知该交变电流的周期T＝2×10－2 s，可分两段0～0.01 s和0.01～0. 02 s，根据有效值的定义可得eq \f(\f(Um,\r(2))2,R)·eq \f(T,2)＋0＝eq \f(U2,R)T，U＝eq \f(Um,2)≈156 V，故选B. 6、（多选）如图所示，甲、乙两个并排放置的共轴线圈，甲中通有如图丙所示的电流，则(　　) A．在t1到t2时间内，甲、乙相吸 B．在t2到t3时间内，甲、乙相斥 C．t1时刻两线圈间作用力为零 D．t2时刻两线圈间吸引力最大 【答案】：ABC 【解析】：甲回路电流减弱时，据楞次定律，乙回路将产生与甲同向环绕的感应电流，甲、乙电流之间通过磁场发生相互作用，甲、乙相吸，同理，当甲中电流增强时，甲、乙互相排斥，故选项A、B都正确．在t1时刻，甲中电流产生的磁场变化率为零，则乙线圈感生电流瞬时值为零，而t2时刻，虽然乙中感生电流最强，但此时甲中电流瞬时值为零，所以t1、t2时刻，甲、乙电流间相互作用都为零，故选项C正确，D错误． 7、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甲所示．已知发电机线圈内阻为5 Ω，外接一只电阻为95 Ω的灯泡，如图乙所示，则(　　) A．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 W D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J 【答案】：D 【解析】：由题图甲可知发电机的电动势的有效值E＝eq \f(Em,\r(2))＝220 V，周期为2×10－2s，电流在一个周期内改变两次方向，所以电流在每秒内改变100次方向，B错；由I＝eq \f(E,R＋r)知I＝eq \f(220