交变电流大题专项练习.docVIP

大题专项练习 一、交变电流 11．将一电阻接在电压随时间按图3－1－14所示变化的交变电流上，则该交变电流的周期是多少？该交变电压的有效值为多少？ 图3－1－14 解析：据电流的热效应在相同电阻、相同时间 一般为一周期 产生相同的热量，由图可读出该交变电压的周期为2t，设电阻为R，则由t1＋t2＝T得t＋t＝·2t，解得U＝ V≈4.1 V. 答案：2t　4.1 V 12．如图3－1－15所示的电流i通过一个R＝1 Ω的电阻，它不是恒定电流． 图3－1－15 1 计算通电1 s内电阻R中产生的热量． 2 如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1 s内产生同样的热，这个电流是多大？ 解析： 1 电流i在1 s内产生的热量Q＝2IRt1＋2IRt2＝2×12×1×0.2 J＋2×22×1×0.3 J＝2.8 J. 2 由I2Rt＝Q得电流I＝＝ A＝1.67 A，即该恒定电流为1.67 A.答案： 1 2.8 J　 2 1.67 A 13． 10分 2011年泉州高二检测 一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以一边为轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直．线圈中感应电动势e与时间t的关系如图3－11所示，感应电动势最大值和周期可由图中读出，则磁感应强度是多少？当t＝时，线圈平面与磁感线的夹角等于多少？ 图3－11 解析：从题图中可以看出，当t＝0时，e＝Em.此时线圈平面与磁感线的夹角为0°，也就是线圈平面与磁感线平行，所以Em＝NBωS＝NBS，N＝1，B＝.当t＝时，线圈转过角度为ωt＝×＝＝30°.此时线圈平面与磁感线夹角为30°.答案：　30°14． 10分 2011年济南高二检测 如图3－12所示，单匝线圈在匀强磁场中绕OO′轴从图示位置开始匀速转动，已知从图示位置转动时，线圈中感应电动势大小为10 V，求： 图3－12 1 交变电动势的峰值； 2 线圈从图示位置转动的过程中，交变电动势的平均值． 解析： 1 交变电动势的瞬时值为e＝Emsinωt V，将ωt＝，e＝10 V代入上式，有10 V＝Emsin，解得Em＝20 V. 2 线圈从图示位置转过的过程中，磁通量的变化量为ΔΦ＝BS，经历的时间Δt＝，此过程中交变电动势的平均值：＝＝＝·Em＝×20 V＝12.7 V.答案： 1 20 V　 2 12.7 V15． 14分 2011年三明市高二检测 如图3－13所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，边长ab＝20 cm，ad＝25 cm，放在磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n＝3000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1 Ω，外电路电阻R＝9 Ω，t＝0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里． 图3－13 1 在图中标出t＝0时感应电流的方向； 2 写出线圈感应电动势的瞬时表达式； 3 从图示位置转过90°过程中流过电阻R的电荷量是多大？ 解析： 1 根据ab、cd切割磁感线，由右手定则可得线圈中感应电流方向a→d→c→b→a. 2 线圈的角速度 ω＝2πn＝2×π× rad/s＝100π rad/s. 设ab边在t＝0时刻速度为vab，图示位置的感应电动势最大，其大小为Em＝2NB·vab＝NB··ω＝50×0.4×0.20×0.25×100π V＝314 V， 电动势的瞬时表达式为：e＝314cos100πt V. 3 q＝IΔt. 从t＝0起转过90°的过程中，Δt时间内流过R的电荷量 q＝Δt＝＝ C＝0.1 C. 答案：见解析16． 14分 如图3－14所示，矩形闭合金属线圈abcd的边长分别为l1和l2，电阻为R.ab边是固定转动轴，它恰位于有界匀强磁场的边界处，磁感应强度大小为B.某时刻线圈位置如图所示，磁感线垂直纸面，方向向里．线圈绕固定转动轴匀速转动，角速度大小为ω，从图示位置开始计时，规定电流沿adcb方向的流动为正方向． 图3－14 1 在直角坐标系中画出线圈内感应电流随时间变化的关系图象 画出两个周期 ； 2 求此感应电流的有效值． 解析： 1 如果在题图所示的右半部区域里也有磁感应强度为B的匀强磁场，则线圈在绕ab轴匀速转动时，线圈中将产生正弦交流电，而且是从中性面开始计时的．现在的情况恰好在半个周期内没有感应电流，因此根据正弦交流电的图象画出如图所示的曲线． 2 此感应电流的最大值Im＝，感应电动势的最大值Em＝Bl1l2ω，所以Im＝.则电流在～T时间内的有效值为I＝Im. Im 2R·＝I2RT，即·R·＝I2RT，故I＝.答案： 1 见解析　 2 7．在图3－3－10所示电路中，L为电感线圈，灯泡电阻为R，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220s