1、交變電流綜合問題 電感器和電 容器對(duì)交變電流的作用要點(diǎn)一 交變電流綜合問題 即學(xué)即用1.如圖所示,線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),電容器兩極板水平放置.在兩極板間,不計(jì)重力的帶正電粒子Q在t=0時(shí)由靜止釋放,若兩板間距足夠?qū)?則下列運(yùn)動(dòng)可能的是（ ）A.若t=0時(shí),線圈平面與磁場(chǎng)垂直,粒子一定能到達(dá)極板B.若t=0時(shí),線圈平面與磁場(chǎng)平行,粒子在兩極間往復(fù)運(yùn)動(dòng)C.若t=0時(shí),線圈平面與磁場(chǎng)垂直,粒子在兩極間往復(fù)運(yùn)動(dòng)D.若t=0時(shí),線圈平面與磁場(chǎng)平行,粒子一定能到達(dá)極板答案 AB要點(diǎn)二 電感器和電容器對(duì)交變電流的作用 即學(xué)即用2.如圖所示,三個(gè)燈泡是相同的,而且耐壓足夠,電源內(nèi)阻忽略.當(dāng)

2、單刀雙擲開關(guān)S接A時(shí),三個(gè)燈亮度相同,那S接B時(shí)（ ）A.三個(gè)燈亮度相同B.甲燈最亮,丙燈不亮C.甲燈和乙燈亮度相同,丙燈不亮D.只有丙燈不亮,乙燈最亮答案 D題型1 交變電流的電路問題【例1】如圖所示線圈面積為0.05 m2,共100匝,線圈總電阻為r=1,外電阻R=9,線圈處于B= T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)線圈繞OO以轉(zhuǎn)速n=300 r/min勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),求:（1）若從線圈處于中性面開始計(jì)時(shí),寫出電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式.（2）兩電表的示數(shù).（3）線圈轉(zhuǎn)過180°的過程中,通過電阻的電荷量.（4）線圈勻速轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的總熱量.答案 （1）e=100 sin 10tV（2）5A45V（3） C（

3、4）100 J題型2 帶電粒子在交變電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)【例2】如圖是示波管的示意圖.豎直偏轉(zhuǎn)電極的極板長l=4 cm,板間距離d=1 cm,板右端距熒光屏L=18 cm.（水平偏轉(zhuǎn)電極上不加電壓,沒有畫出）電子沿中心線進(jìn)入豎直偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的速度是1.6×107 m/s.電子的電荷量e=1.60×10-19 C,質(zhì)量m=0.91×10-30 kg.若在偏轉(zhuǎn)電極上加u=220sin 100t V的交變電壓,在熒光屏的豎直坐標(biāo)軸上能觀測(cè)到多長的線段?答案 10 cm題型3 生活物理【例3】如圖所示是一種自行車上照明用的車頭燈發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,轉(zhuǎn)軸的一端裝有一對(duì)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的磁極,另一

4、端裝有摩擦小輪.電樞線圈繞在固定的U形鐵芯上,自行車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過摩擦小輪帶動(dòng)磁極轉(zhuǎn)動(dòng),使線圈中產(chǎn)生正弦交變電流,給車頭燈供電.已知自行車車輪半徑r=35 cm,摩擦小輪半徑r0=1.00 cm,線圈有n=800匝,線圈框橫截面積S=20 cm2,總電阻R1=40.旋轉(zhuǎn)磁極的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.010 T,車頭燈電阻R2=10.當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度=8 rad/s時(shí)求:（1）發(fā)電機(jī)磁極轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.（2）車頭燈中電流的有效值.答案 （1）280 rad/s（2）64 mA1.兩個(gè)相同的燈泡L1和L2,接到如圖所示的電路中,燈L1與電容器串聯(lián),燈L2與電感線圈串聯(lián),當(dāng)a、b處接電壓最大值Um、頻率

5、為f的正弦交流電源時(shí),兩燈都發(fā)光,且亮度相同.更換一個(gè)新的正弦交流電源后,燈L1的亮度高于燈L2的亮度,新電源的電壓最大值和頻率可能是（ ）A.最大值仍為Um,而頻率大于fB.最大值仍為Um,而頻率小于fC.最大值大于Um,而頻率仍為fD.最大值小于Um,而頻率仍為f答案 A2.如圖所示,“二分頻”音箱內(nèi)有兩個(gè)不同口徑的揚(yáng)聲器,它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段,分別稱為高音揚(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器.音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來,送往相應(yīng)的揚(yáng)聲器,以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機(jī)械振動(dòng).圖為音箱的電路簡化圖,高、低頻混合電流由a、b端輸入,

6、L是線圈,C是電容器,則（ ）A.甲揚(yáng)聲器是高音揚(yáng)聲器B.甲揚(yáng)聲器是低音揚(yáng)聲器C.乙揚(yáng)聲器是高音揚(yáng)聲器D.乙揚(yáng)聲器是低音揚(yáng)聲器答案 BC3.如圖所示,一個(gè)被x軸與曲線方程y=0.2sinx m所圍的空間中存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng).磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T.正方形金屬線框的邊長是0.40 m,電阻是0.1,它的一條邊與x軸重合.在拉力F的作用下,線框以10 m/s的速度水平向右勻速運(yùn)動(dòng).試求:（1）拉力F的最大功率是多少?（2）拉力F要做多少功才能把線框拉過磁場(chǎng)區(qū)?答案 （1）1.6 W（2）0.048 J4.如圖所示,在真空中速度v0=6.4×103 m/s的電子束連續(xù)射

7、入兩平行板之間,板長L=12 cm,板間距離d=0.5 cm,兩板不帶電時(shí),電子束將沿兩板之間的中線做直線運(yùn)動(dòng).在兩板之間加一交變電壓u=91sin100t V,若不計(jì)電子間的相互作用,電子電荷量e=1.6×10-19 C,電子質(zhì)量m=9.1×10-31 kg,不計(jì)電子打在極板上對(duì)兩極電壓的影響.（1）在圖中畫出電子束可能出現(xiàn)的區(qū)域.（畫斜線表示,要求有推理和計(jì)算過程）（2）如果以兩極板剛加上交變電壓時(shí)開始計(jì)時(shí)（t=0）,則何時(shí)進(jìn)入交變電場(chǎng)的電子打在極板上具有最大的動(dòng)能?答案 （1）見右圖（2）（0.005+0.01n）s（n=0,1,2,）1.如圖所示的交變電流,最大值為

8、Im,周期為T,則下列有關(guān)該交變電流的有效值I,判斷正確的是 （ ）A.I=B.I<C.I >D.以上均不正確答案 B2.如圖所示,把電阻R、電感線圈L、電容器C并聯(lián)接到一交流電源上,三個(gè)電流表的示數(shù)相同.若保持電源電壓大小不變,而將頻率減小,則三個(gè)電流表的示數(shù)I1、I2、I3的大小關(guān)系是 （ ）A.I1=I2=I3B.I1>I2>I3C.I2>I1>I3D.I3>I1>I2答案 C3.如圖所示,交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈邊長ab=cd=0.4 m,ad=bc=0.2 m,線圈匝數(shù)N=100,電阻r=1,線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直

9、于磁場(chǎng)的軸以=100rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),外接電阻R=9,以圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí),則 （ ）A.電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為160sin100 VB.t=0時(shí)線圈中磁通量變化率最大C.t= s時(shí)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D.交變電流的有效值是8 A答案 BC4.如圖所示,一單匝閉合線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,線框中的最大磁通量為m,最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em,下列說法正確的是（ ）A.當(dāng)磁通量為零時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零B.當(dāng)磁通量減小時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在減小C.當(dāng)磁通量等于0.5m時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于0.5EmD.角速度等于答案 D5.（2009·安陽月考）收錄機(jī)等小型家用電器所用

10、的穩(wěn)壓電源,是將220 V的正弦交流電變?yōu)榉€(wěn)定的直流電的裝置,其中的關(guān)鍵部分是整流電路.有一種整流電路可以將正弦交流電變成如圖所示的脈動(dòng)直流電（每半個(gè)周期都按正弦規(guī)律變化）,則該脈動(dòng)直流電電流的有效值為（ ）A.8AB.4AC.2AD.A答案 B6.將阻值為5的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上,電源電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示.下列說法正確的是（ ）A.電路中交變電流的頻率為0.25 HzB.通過電阻的電流為AC.電阻消耗的電功率為2.5 WD.用交流電壓表測(cè)得電阻兩端的電壓是5 V答案 C7.如圖（甲）所示，為電熱毯的電路圖，電熱絲接在u=311sin 100t V的電源上，電熱毯被加熱到一定

11、溫度后，通過裝置P使輸入電壓變?yōu)閳D（乙）所示的波形，從而進(jìn)入保溫狀態(tài)，若電熱絲電阻保持不變，此時(shí)交流電壓表的讀數(shù)是（ ）A.110 VB.156 VC.220 VD.311 V答案 B8.如圖甲所示電路,電阻R的阻值為50,在ab間加上圖乙所示的正弦交流電,則下面說法中錯(cuò)誤的是（ ）A.交流電壓的有效值為100 VB.電流表示數(shù)為2 AC.產(chǎn)生該交流電的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為3.14 rad/sD.如果產(chǎn)生該交流電的線圈轉(zhuǎn)速提高一倍,則電流表的示數(shù)也增大一倍答案 C9.一個(gè)閉合的矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并且可繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為時(shí),線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為E0,周期為

12、T0,外力提供的功率為P0.若使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?,線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為E,周期為T,外力提供的功率為P.則E、T和P的大小為（ ）A.E=2E0,T=T0,P=2P0B.E=E0,T=T0,P=2P0C.E=2E0,T=T0,P=2P0D.E=2E0,T=T0,P=4P0答案 D10.將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形,每邊長為l,它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向如圖的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為n.導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接,外電路接有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光,電路中除燈泡外,其余部分的電阻不計(jì),燈泡的電阻應(yīng)為（ ）A.B.C. D.答案 B11.如圖所示為一個(gè)小型旋

13、轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖,其矩形線圈的長度ab=0.25 m,寬度bc=0.20 m,共有n=100匝,總電阻r=1.0,可繞與磁場(chǎng)方向垂直的軸OO轉(zhuǎn)動(dòng).線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.40 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,與線圈兩端相連的金屬滑環(huán)上接一個(gè)“3.0 V,1.8 W”的燈泡.當(dāng)線圈以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小燈泡消耗的功率恰好為1.8 W.則:（1）推導(dǎo)發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值的表達(dá)式Em=nBS（其中S表示線圈的面積）.（2）求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.（3）線圈以上述角速度轉(zhuǎn)動(dòng)100周過程中發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能.答案 （1）線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,設(shè)ab邊的線速度為v,該邊產(chǎn)生的感應(yīng)電

14、動(dòng)勢(shì)為E1=BLabv與此同時(shí),線圈的cd邊也在切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2=BLcdv,線圈產(chǎn)生的總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em=n（E1+E2）,因?yàn)長ab=Lcd,所以Em=n·2BLabv線速度v=·Lbc,故Em=nBLab·Lbc而S=LabLcd (S為線圈的面積),Em=nBS.（2）2.5 rad/s（3）5.43×102 J12.（2009·泰安月考）如圖所示,間距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌,水平地放置在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一端接阻值是R的電阻.一電阻是R0,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上,在外力F作用下從t=0的時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律是v=vmsint,不計(jì)導(dǎo)軌電阻.求:（1）安培力Fi與時(shí)間t的關(guān)系式.（2）從t=0到t=時(shí)間內(nèi)外力F所做的功.答案 （1）Fi=sint（2）13.真空中足夠大的兩個(gè)相互平行的金屬板a、b之間距離為d,兩極之間的電壓Uab=Ua-Ub,按圖所示規(guī)律變化,其周期為T,在t=