3.2 交变电流的描述（分层作业 ）（学生版） 高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第二册）.pdf

第2节交变电流的描述

一、描述交变电流的物理量

1．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律如图甲所示，已知发电机线圈内阻为20Ω，现外接

一个额定电压为200V的电动机，如图乙所示，电动机恰好能正常工作，电表为理想电表，下列说法正确的

是（）

A-2B50

t=1´10s时，线圈平面与中性面垂直．电路中的电流方向每秒钟改变次

C．电路中的电流大小为1AD．电动机的内阻为100Ω

2．交流发电机的示意图如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′逆时针匀速转动，

发电机的电动势随时间的变化规律为e=20sin100tV。下列说法正确的是（）

A．此交流电的频率为100Hz

B．此发电机电动势的有效值为20V

C．当线圈平面转到图示位置时磁通量为0

D．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率为0

3NSA

．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极、间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。

线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间

变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（）

A．该交流电的频率为100Hz

B．电流表的示数为10A

Ct=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直

Dt=0.005s到t=0.015s这段时间，通过电阻R的电荷量为0

二、有效值的计算

42023“”

年中国首个深海浮式风力发电平台海油观澜号投产发电，假设旋转磁极式风力发电机原理如图所

示，风吹动风叶，带动磁极旋转，使得水平放置线圈的磁通量发生变化，产生感应电流。磁铁下方的线圈

与电压传感器相连并通过电脑（未画出）显示数据。已知发电机的转速与风速成正比，线圈的电阻不计。

在风速为10m/s时，电脑显示电压传感器两端的电压如图乙所示。如果风速增大到20m/s，则下列说法正

确的是（）

A．电脑端显示电压示数的最大值为122V

B．电压传感器两端的电压表达式为u=24sin10πtV

C．磁铁的转速为2.5r/s

D．如果风速保持为10m/s，增加线圈的匝数，电压传感器两端电压不变

5．匝数为100的线圈通有如图所示的交变电流（图中曲线为余弦曲线的一部分），单匝线圈电阻

r=0.02W，则在0~10s内线圈产生的焦耳热为（）

A80JB85JC90JD125J

6．小型发电机的工作原理如图甲所示，两磁极之间可视为匀强磁场，可产生如图乙所示的正弦交流电，则

下列说法正确的是（）

A．该交流电的频率为50HzB．电动势的有效值为12V

Ct=0.1s时，线圈平面转到中性面Dt=0.05s时，穿过线圈的磁通量最大

三、交变电流瞬时值的表达式及图像

7.江门台山风电资源丰富，在风力作用下，风力发电车的风叶带动与杆固连的磁铁转动而产生交流电，通过

传感器显示某一风速下电压随时间变化如图所示，下列说法正确的是（）

A．交流电的周期为0.6sB．交流电的电压有效值为6V

C．永磁铁的转速为0.4r/sD．交流电的电压表达式为u=6sin5πtV

8．某些共享单车内部有一个小型发电机，骑行者的骑行踩踏，可以不断给单车里的蓄电池充电，蓄电池再

BnR

给智能锁供电。如图所示，线圈处于匀强磁场中，磁感应强度为。匝数为、回路中总电阻为，当面积

为S的矩形线圈abcd在