物理选择性必修 第二册3.1 交变电流的产生精练

【精挑】第1节交变电流的产生-1作业练习

一．填空题

1．若将一个标有“220V 1000W”的电炉接入 V 的交流电路中，则通过电炉的电流强度的瞬时值表达式为___________；与电路串联的电流表的示数为___________A，与电炉并联的电压表的示数为___________V。

2．示波器面板如图所示，图甲图为一信号源。

（1）若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形（正弦交流信号的电流i随时间t做周期性变化的图像如图乙所示），应将信号源的a端与示波器面板上的___________接线柱相连，b端与___________接线柱相连。

（2）若示波器所显示的输入波形如图丙所示，要将波形上移，应调节面板上的___________旋钮；要使此波形横向展宽，应调节___________旋钮。

3．如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻；原．副线圈匝数之比为2：1；电流表．电压表均为理想电表,原线圈中电流表的读数为_______,原线圈中的输入功率为_________,副线圈中电压表的读数为___________,副线圈中输出交流电的周期为_________。

4．有一正弦交流电，它的电压随时变化的情况如图所示，则电压的有效值为_____，交流电的周期为________。

5．如图所示为一交变电流随时间变化的图象，则此交变电流的有效值是________A．

6．如图是某正弦式电流的图像，则此正弦式电流的周期为_______s，电流的有效值为_______A。

7．电风扇在闪光灯下运动，闪光灯每秒闪光30次，风扇的三个叶片互成120°角安装在转轴上。当风扇转动时，若观察者觉得叶片不动，则这时风扇的转速至少是______________转/分；若观察者觉得有了6个叶片，则这时风扇的转速至少是____________转/分。

8．如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q=______。

9．某正弦交流电电流随时间变化的图象如图所示，该交流电的频率为______，角频率ω=______rad/s。t=3ms时线圈平面和磁感线______。

10．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝T，边长L＝10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4Ω，从图示位置开始计时，转动过程中感应电动势瞬时值表达式为e=____________V；电压表的示数为____________V.

11．如图所示为正弦交流电经过整流器处理后的电压波形，其电压的有效值是______。

12．如图为余弦交流电的图象，根据图象可知：该交流电的电压有效值是__V；该交流电的频率是__Hz。

13．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像，如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则

（1）电压表V的示数为_________；

（2）电路中的电流方向每秒钟改变_________次。

14．把标有“，”的灯泡，接在交流电源上，若它的实际功率只有，则交流电源电压的最大值为__________（灯泡的电阻不变）。

15．如图所示为一正弦交变电流通过一电子元件后的波形图，图形的下半部被过滤，上半部不变，此电流的有效值为___________ 。

16．家用调光台灯常用可控制硅实现调光，一日常照明台灯用正弦交变电流通过可控制硅后，起电压随时间变化的图象如图所示，则该电压的有效值为______。

17．一电阻，当在它两端加上的交流电时，电流为__________，1分钟内电阻产生的焦耳热为__________。

18．某同学在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，设计了如图所示的装置。线圈A通过电流表甲．高阻值的电阻．变阻器R和开关连接到干电池上，线圈B的两端接到另一个电流表乙上，两个电流表相同，零刻度居中，闭合开关后，当滑动变阻器R的滑片P不动时，甲．乙两个电流表指针的不同的位置如图所示。

（1）当滑片P较快地向左滑动时，甲表指针的偏转方向是___，乙表指针的偏转方向是___(填“向右偏”．“向左偏”或“不偏转”)

（2）断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，乙表的偏转情况是___(填“向左偏”．“向右偏”或“不偏转”)

（3）从上述实验可以初步得出结论：______

参考答案与试题解析

1．【答案】    4.55    220   

【解析】【来源】新疆维巴音郭楞蒙古自治州蒙古族高级中学2020-2021学年高二（下）期中物理试题

[1]电炉的电阻为

通过电炉的电流强度的瞬时值表达式为

[2]与电路串联的电流表的示数为

[3]与电炉并联的电压表的示数为

2．【答案】Y输入    地    竖直位移    X增益   

【解析】

（1）[1][2]根据示波器的操作原理,若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形，应将信号源的a端与示波器面板上的Y接线柱相连，b端与地接线柱相相连；

（2）[3][4]若要将图4中的波形曲线上移，应调节竖直位移旋钮，若要使此波形横向展宽，应调节X增益旋；要使屏上能够显示3个完整的波形，应调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮。

3．【答案】1A    220W    110V    0.02s   

【解析】【来源】江苏省震泽中学2019-2020学年高二上学期第二次月考物理试题

【详解】

[1]．由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为110V，再由输入功率和输出功率相等可得，所以原线圈的电流的大小为1A，即原线圈中电流表的读数为1A；

[2]．由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为

；

[3]．电压表的读数为电压的有效值，副线圈的有效值为110V，所以电压表的读数为110V；

[4]．变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的周期为

4．【答案】    (1).     (2). 0.4

【解析】

【详解】由图可知电压的最大值为10V，有效值为，交流电的周期为0.4s。

5．【答案】

【解析】

【分析】

【详解】

[1]．根据有效值的概念

可求出

I=A

6．【答案】0.02       

【解析】【来源】湖南省衡阳市欧阳遇实验中学2018-2019学年高二（下)期末物理试题

【分析】

【详解】

[1]根据图象可知该交流电的周期

[2]该交流电的电流峰值是

所以此交流电电流的有效值为

7．【答案】600    300   

【解析】

[1]闪光灯每秒闪光30次，则闪光间隔为，当风扇转动时，若观察者觉得叶片不动，则叶片在一个闪光间隔内至少要转过120°角，则风扇转动的角速度为

则最小转速为

[2]当风扇转动时，若观察者觉得有了6个叶片，则叶片在一个闪光间隔内至少要转过60°角，则风扇转动的角速度为

则最小转速为

8．【答案】

【解析】【来源】黑龙江省哈尔滨市第一六二中学2020-2021学年高二（下）4月物理试题

通过导线横截面的电荷量为

9．【答案】50Hz    100π    平行   

【解析】【来源】青海省西宁市湟中区田家寨中学2020-2021年高二（下）第一次月考物理试题

[1]由图可知，该交流电的电流最大值为4A，周期为20ms=0.02s，所以该交流电的频率为

[2]角频率为

ω=2πf=100πrad/s

[3]当t=3ms时，线圈产生电流最大，则线圈平面和磁感线平行。

10．【答案】e=10cos2πt       

【解析】【来源】西藏拉萨市那曲二中2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题

【详解】

[1]电动势的峰值为

从图示位置开始计时，转动过程中感应电动势瞬时值表达式为

[2]根据电压分配原理可得，路端电压的峰值为

则电压表示数为

11．【答案】1.5V

【解析】【来源】黑龙江省哈尔滨市第一六二中学2020-2021学年高二（下）4月物理试题

[1]根据有效值定义，可得

解得，电压的有效值为

12．【答案】77.8    12.5   

【解析】【来源】黑龙江省牡丹江市一中2019-2020学年高二上学期10月月考物理试题（文)

【详解】

[1]由图可知余弦交流电最大电压是110V，所以该交流电的电压有效值是

[2]由图可知，该交流电的周期为T=0.08s，则：

13．【答案】209    100   

【解析】【来源】福建省三明市第一中学2020-2021学年高二（下）第一次月考物理试题

（1）[1]由发电机的图像可读出最大电动势为

则电动势的有效值为

则全电路的电流为

电压表的示数为路端电压的有效值，有

（2）[2]根据图像可读出，则频率为

而线圈转一圈电流的方向改变两次，则电路中的电流方向每秒钟改变次。

14．【答案】36

【解析】【来源】贵州省安顺市第三高级中学2020-2021学年高二（下）第一次月考物理试题

因灯泡的电阻不变，由，可得灯泡的电阻

灯泡的实际功率是20W时，交流电的等效电压

交流电源电压的最大值

15．【答案】1A

【解析】

【分析】

【详解】根据电流热效应得

解得电流有效值

16．【答案】

【解析】【来源】青海省西宁市湟中区田家寨中学2020-2021年高二（下）第一次月考物理试题

[1]如图中所示为正弦交流电的每个周期有半个周期在工作，则有

解得

17．【答案】0.5    150   

【解析】【来源】贵州省安顺市第三高级中学2020-2021学年高二（下）第一次月考物理试题

[1]根据欧姆定律可知

[2]根据焦耳热的公式，即

代入数据，可得

18．【答案】向右偏    向左偏    向左偏    穿过闭合回路的磁通量变化而产生感应电流,感应电流的磁场总要阻得引起感应电流的磁通量变化   

【解析】

【详解】

（1）［1］［2］当滑片P较快地向左滑动时，变阻器接入电路的电阻减小，电路中电流增大，可知甲表指针向右偏转，根据楞次定律判断可知，线圈B中产生的感应电流方向沿顺时针（从上往下看），从“-”接线住流入乙表，乙表向左偏转。

（2）［3］断开开关，待电路稳定后再迅速闭合开关，根据楞次定律判断可知，线圈B中产生的感应电流方向沿顺时针（从上往下看），从“-”接线住流入乙表，乙表向左偏转．

（3）［4］由上知，当流过A线圈的电流变化时，A产生的磁场强弱发生变化，穿过线圈B的磁通量变化，从而在乙线圈产生感应电流，而且当磁场增强时，线圈乙中产生的磁场方向与原磁场相反，可得出的结论是：穿过闭合回路的磁通量变化而产生感应电流，感应电流的磁场总要阻得引起感应电流的磁通量变化。