假期作业(11)交流电的产生与描述-【玩转假期】2024年高二物理寒假作业

参考答案 4.AC当导体棒以速度v匀速运动时受力平衡，则有： 2.D产生的感应电动势有效值为220V,通过灯泡中的电 gsin0=B1L=B”,当导体棒以20匀速运动时受力 E R 流1=R千，=2.2A,电压表示数为U=R=2.2X95V 手衡，期有：F+mgin0=B1-2×K,长有F =209V,故A错误：交变电流频率为50Hz,电路中的电 流方向每秒钟改变100次，故B错误：灯泡实际消耗的 mngsin0,拉力的功率为：P=F×2u=2 ngusin0,故A正 功率为P=U1=209×2.2W≈460W,故C错误：发电 确，B错误：当导体棒追度达到受时，由牛顿第二定律 机线圈内阻每秒钟产生的电热为Q一11=2.2×5× 得mg sin0-之×k=ma,解得：a=号：故C正确 1J=24.2J,故D正确。 R 3.BCD由题图可知，1=0时刻感应电动势为零，穿过线 由能量守恒，当速度达到2以后匀速运动的过程中，R 图的磁通量最大，故A错误：由图可知T,=0,4s,T。 上产生的焦耳热等于拉力及重力所做的功，故D错误。 0.6s,线图先后两次转速之比n。:=T。:T。=3:2, 5.解析：)对捧a山自由下落过程，有1，=√ h=0.2s, 故B正确：文流电a的醉时值为u=Usin(经)，得u 磁感应强度的变化率为△5-0，T/s=2,5T/s, 10sin5rt(V),故C正确：感应电动势最大值Um=NBSd 0.2 由法拉第电磁感应定律得，0一11时间内感应电动势E =NBS(=),所以UUk=T:T,文流电b的最 大值为婴V,故D正确， 联立以上各式并代入数据可得E,=0.2V。 4.AC由图像可得交流电的周期T=2×10,故A正 (2)由棒ab匀速进入磁场区域可知Bl:L=mg, 确：电压最大值为Um=220√2V,交变电压的聊时值表 代入数据，可解得I.=1A, 在1一时间内，对棒cd受力分析，可得 达式为：w-U.snol=202sn2亭=20sn10a1(M, F=nug十Bl,La 代入数据，可解得F,=0.2N。 故B错误：当电源在正半抽时A,点电势高于B,点电势， (3)棒ah刚进入磁场时的速度为包=g=2m/s, 二极管导通，即R1被短路。电源在负半抽时B,点电势 棒ab刚进入磁场后的感应电动势为E2=BLv 高于A点电势，二极管戴止，R,R:串联分压，设R,上 =0.4V, 尉R-是-R=01n: 电压的有效值为U。根据有效值的定又得：只T 在0一1时间内，感应电流为1一十R E =0.5A R T,解得U=55√区V,故C正确，D错误。 2 棒d在0~1：时间内产生的焦耳热， 5.解析：(1)根据右手定则或楞次定律判断可知，线图中的 Q=Q十Q,=1R+1R·在=0.015J. 电流方向是badcb,故流过R的电流是自下而上。 答案：(1)0.2V(2)0.2N(3)0.015J (2)从中性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律 自主探究·培素养 变化，且最大感应电动势Em=nBau,所以感应电动势 解析：(1)1=1.2s时电流I,=0.15A 的瞬时值表达式为e=n Babwsin wt。 P=R=0.0225W=2.25×10-2W (3)由法拉第电磁感应定律可知：平均电动势 (2)电流12=0.16A时电流不变，捧做匀速运动 E=n4地_2nBau B1L=ngsin37°，解得B=0.75T。 △ (3)t=1.2s时，电源电动势E=I(R十r)=BLV (4)线圈从1=0开始转过60°时，瞬间电流为 代入数据=0.3m/s, Mgsin37°-BIL=ma, e 产R+r nBabsin吾_nBabw 解得a=0.375m/s。 R+r 2(R+r) 答案：(1)0.0225W(2)0.75T(3)0.3m/s 答案：(1)自下而下 (2)nBabwsinot (3)2nBabu 8 m/s" 假期作业（十一）交流电的产生与描述 4合 判断正误·固双基 自主探究·培素养 (1) (2)× 线圈经过中性面时产生的感应电动势为零。 解析：由e=nB,S亭cos亭可知最大值E。=nB,S· (3)/ (4)× 交变电流的有效值是由交流电的热效应决定的。 9-8V (5)× 正弦交流电的最大值总是有效值的√2倍。 (6) （②)电路中电流的最大位儿-后，-音A1-后 综合训练·提考能 √25√② 1.B由图乙可知，当0.005s时，感应电动势最大，则此时 A,Px='R=2.88W。 穿过线框回路的磁通量变化率最大，故A错误：由图乙 可知，当0.01s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回 (E=n盟s① 路的磁通量最大，处于中性面，故B正确：线框产生的产 q=1·△1② 变电动势的有效值E=3V=220V,故C错误：由图可 E 1-R+r ③： 知，文流电的周期为0，.02s,则频率为：f=7=50H。 B。S 由①@③得：q=F+ =4×10-3C。 故D错误 答案：(1)8V(2)2.88W(3)4×10-3C ·43·第一部分快乐假期轻松学 假期作业（十一） 交流电的产生与描述 摘要 A.t=0.005s时线框的磁通量变化率 为零 1知道交变电流的产生和变化规律。 B.t=0.01s时线框平面与中性面重合 2掌握求解交流电有效值的方法。 C.线框产生的交变电动势有效值为311V 3会用图像分析交流电的变化规律。 D.线框产生的交变电动势频率为100Hz ④掌握描述交流电的各物理量之间的 2.一台小型发电机产生的电动势随时间变 关系。 化的正弦规律图像如下图甲所示。已知 5掌握交变电流的瞬时值、峰值、有效值、 发电机线圈内阻为5.0Ω，现外接一只电 平均值之间的关系。 阻为95.02的灯泡，如下图乙所示，则 判断正误固双基 (1)交变电流的主要特征是电流的方向随 telv 2202 时间周期性变化。 ( (2)线圈经过中性面时产生的感应电动势 ×102g 最大。 ( -2202 (3)在一个周期内，正弦交流电的方向改变 两次。 ( A.电压表V的示数为220V (4)交变电流的有效值即为平均值。 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484W (⑤)交变电流的最大值总是有效值的√2倍。 D.发电机线圈内阻每秒钟产生的电热为 ( 24.2J (6)有效值是峰值的 )·只适用于正弦式安 二、多项选择题 3.如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中 流电。 匀速转动时所产生正弦交流电的图像， 综合训练提考能 当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀 一、单项选择题 速转动过程中所产生正弦交流电的图像 1.在匀强磁场中，一矩形金属线框与磁感 如图线b所示，以下关于这两个正弦交流 线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产 电的说法正确的是 生的交变电动势的图像如图乙所示，则 ( 0.103/0.5// se/V -10--- 311 0.02 A.在图中1=0时刻穿过线圈的磁通量 00.01 -311 均为零 B.线圈先后两次转速之比为3：2 ·25· 玩转假期·高二物理 C.交流电a的瞬时值为u=10sin5πt(V) (4)求线圈从t=0位置开始到转过60°时 D.交流电6电压的最大值为V 的瞬时电流。 4.如下图甲的电路中，电阻R=R2=R,和 R并联的D是理想二极管（正向电阻可 视为零，反向电阻为无穷大)，在A、B之 间加一个如图乙所示的交变电压（电压 为正值时，U>0)。由此可知( R门D￥220 -2202 A.在A、B之间所加的交变电压的周期 为2×10-2s B.在A、B之间所加的交变电压的瞬时 值表达式为u=220,√2sin50πt(V) C.加在R,上电压的有效值为55√2V D.加在R,上电压的有效值为55√10V 三、非选择题 自主探究培索养 5.如图所示，一个小型旋转电枢式交流发 如下图所示，一固定的矩形导体线圈水 电机，其矩形线圈的长度为a,宽度为b, 平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线 共有n匝，总电阻 圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的 为r,与线圈两端 均匀分布的磁场。已知线圈的匝数 相接触的集流环上 100匝，总电阻r=1.02,所围成矩形的 接有一个阻值为R 面积S=0.040m,小灯泡的电阻R= 的定值电阻，线圈 9.0Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示 以角速度，在磁感应强度为B的匀强磁 的规律变化，线圈中产生的感应电动势 场中绕与磁场方向垂直的对称轴O)'匀 瞬时值的表达式为e=mB,S牙cos祭， 速转动，沿转轴O0方向看去，线圈转动 其中B。为磁感应强度的最大值，T为磁 沿逆时针方向，t=0时刻线圈平面与磁 场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的 感线垂直。 变化。求： (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： ↑B×10T) 1.0 0 (2)写出线圈转动过程中感应电动势的 173144.71成×10) -1.0 瞬时值表达式； (3)求线圈从t=0位置开始到转过90°的 (1)线圈中产生感应电动势的最大值： 过程中的平均电动势： (2)小灯泡消耗的电功率； 26 第一部分快乐假期轻松学 (3)在磁感应强度变化的0~T时间内， 阅读实践还识贸 风能的利用—风力发电 通过小灯泡的电荷量。 风力发电的原理，是利用风力带动风 车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度 提升，来促使发电机发电。依据目前的风 车技术，大约是3m/s的徽风速度（微风的 程度)，便可以开始发电。风力发电正在世 界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃 料问题，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电机因风量不稳定，故其输出 的是13~25V变化的交流电，须经充电器 整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生 的电能变成化学能。然后用有保护电路的 逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流 电，才能保证使用稳定。 假期作业（十二） 变压器 电能的输送 摘要 综合训练提考能 1知道变压器的变压的原因。 一、单项选择题 2掌握理想变压器的变压规律。 1.如图所示，理想变压器 3会利用理想变压器的变压规律分析有 原副线圈的匝数比： 关实际问题。 2=3:1,在原副线圈 ④知道高压输电的原因。 中电路分别接有阻值相同的电阻R,, 5会分析求解输电线路上的损耗问题。 R2。交变电压的大小为U,则下列说法 正确的是 判断正误固双基测 A.电阻R,R2两端的电压之比为3：1 (1)理想变压器的基本关系式中，电压和电 B.电阻R,R2上消耗的电功率之比为 流均为有效值。 ( 1：1 (2)变压器不但能改变交变电流的电压，还 能改变交变电流的频率。 ( C电阻R,R两端的电压均为号 (3)正常工作的变压器当副线圈与用电器 D.电阻R,R。上消耗的电功率之比为 断开时，副线圈两端无电压。 ( 1:9 (4)变压器副线圈并联更多的用电器时，原 2.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数 线圈输入的电流随之减小。 ( (5)增大输电导线的横截面积有利于减少 比为10：1，b是原线圈的中心抽头，电压 输电过程中的电能损失。 ( 表和电流表均为理想交流电表，除R以 (6)高压输电是通过减小输电电流来减少 外其余电阻不计，从某时刻开始开关扳向 电路的发热损耗。 ) a,在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表 ·27