南昌一中2008—2009学年度下学期高二周练
物理（四）（交变电流、磁场）
命题：焦旗风
一、选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．)
1、一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是( ) e A、t1时刻通过线圈的磁通量为零； Em B、t2时刻通过线圈的磁通量最大；
0 t1 t2 t3 t4 t C、t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；
D、每当e改变方向时，通过线圈的磁通量都为最大 i/A 2、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象，
此交变电流的有效值( ) 4 2 A、5 2 A B、5A
0
C、2 5 A D、3.5A 0.01 0.02 0.03 0.04 t 3．下列提到的交流电，哪一个不是指有效值（ ） -2 2 A．交流电压表读数 B．保险丝的熔断电流
C．电容器的击穿电压 D．220V交流电压 4、 左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号。左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号。那么C1、C2的大小( ) A、C 1、C2都要大 B、C1、C2 都要小 C、C1要大C2要小 D、C1要小C2要大
5、 左图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在
电热丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电的有效值为( )
u/V P A.110V B.156V 311 C.220V D.311V
u V O C1 C2
6、已知交变电流i=Imsinωt,线圈从中性面开始转动，转动了多长时间，其瞬时值等于有效值( )
A、2π/ω B、
1 2 3 4 5 t/10-2s
?/ 2ω C、π/ 4ω D、π/ 2ω
7．如图所示，恒定电流I从A点分为两路通过对称的、相同的环形分路汇合于B点，在环
形分路的中心处的磁感应强度应该为( )
A．垂直于环形电路所在平面，且指向纸内； B．垂直于环形电路所在平面，且指向纸外； C．在环形电路所在的平面内，且指向A点； D．等于零
8、在如图所示电路图中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，
交流电源的电压u=2202sin100πt V，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的是( ) ~U A、电流表示数增大 B、电压表示数增大
C、灯泡变暗 D、灯泡变亮
9、如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是( ) A、把电介质插入电容器，灯泡变亮； B、增大电容器两板间的距离，灯泡变亮； C、减少电容器两板间的正对面积，灯泡变暗； ~U D、使交变电流频率减小，灯泡变暗
V A L C 10．某交流电压的瞬时值u＝Umsin100πt，当t＝1/600s时，u＝52 V，则从电压表中读得的数值为( ) A．5V B．52V C．102V D．10V 二、填空题（每题5分，共20分）
11、一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直，产生的电动势如右图，则磁感应强度B= ，在t=1/12周期时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于 。 e O a A Em b S B
c 0 C 1 2 t1 t2 t3 t4 t5 t/S E1 E2 ~ -E
O`
12、如图所示，A、B、C为三个相同的灯泡，a、b、c为与之串联的三个元件，E1为直流电源，E2为交流电源。当开关S接“1”时，A、B两灯均正常发光，C灯不亮。S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯正常发光。由此可知，a元件应是 b元件应是 c元件应是 。(可选的元件有：电感、电容、电阻)
13、一交流电压的瞬时值表达式为U=15sin100πt ，将该交流电压加在一电阻上，产生的电功率为25W，那么这个电阻的阻值 Ω。
14．一阻值恒定的电阻器，当两端加上10V的直流电压时，测得它的功率为P；当两端加上
某一正弦式交流电压时，测得它的功率为P/2。由此可该正弦交流电压的有效值为 _______________ ，最大值为 ________ 。
15.．倾角为θ的光滑斜面上，水平放一导体a, 棒中通以电流I，则（1）若棒受的安培力沿斜面向上则磁场方向怎样 。（2）若要求棒静止在斜面上所加磁场的磁感应强度的最小值为多少 。（3）若静止在斜面上且对斜面的压力为零则所加磁感应强度B是多少 ，方向如何 。 三、计算题（共50分）
16、有一交流电压的变化规律为U=311 sin314t，若将辉光电压是220V的氖管接上此交流电压，则在1s内氖管发光的时间为多少？
m
17、如图所示，边长为a=10cm的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO`轴以n=10r/s的转速匀速转动，磁场的磁感应强度B=0.1T，线圈的匝数N=100匝，电阻r=1Ω。线圈两端分别接在两个固定于OO`轴上且彼此绝缘的金属滑环上，外电路接有R=9Ω的电阻，并接有一只理想交流电压表。求： ⑴、t=0时刻，线圈在图示位置，写出此交变电流电动势的瞬时值表达式； ⑵、电压表的读数； ⑶、若从线圈通过中性面开
O ψ 0
c 始计时，转过90过程中，通过电阻R 的电荷量； ⑷、在1minb B 内，R上产生的内能Q； (5) 1min内作用在线圈上的外力所做的功是多少？
a d O` V R
18．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，匝数为n=50的矩形线圈，绕转轴OO'垂直于匀强磁场匀速转动，每匝线圈长为L=25cm，宽为d=20cm，线圈每分钟转动1500转，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时，求： （1）写出交流感应电动势e的瞬时值表达式；
（2）若每匝线圈本身电阻r=0.02Ω，外接一只阻值为13Ω的用电器，使线圈和外电路构成闭合电路，写出交流感应电流I的瞬时值表达式；
（3）若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时，感应电动势e'和感应电流i'的瞬时值表达式如何？
（4）画出（1）、（2）中的e－t、i－t图象。
19．如图所示，一个电子（质量为m、电量为e）以速度v从x轴上某点沿垂直于x轴射入上方的匀强磁场区域。若x轴上方匀强磁场磁感应强度大小为B ，且为x轴下方匀强磁场磁感应强度的2倍，磁场方向如图示，在图中画出电子运动的轨迹；则电子运动一个周期经历的时间是多少？在一个周期内，电子沿x轴移动的距离是多少？
20.空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电荷量为+q、质量为m的粒子，在P点以某一初速开始运动，初速方向在图中纸面内如图中P点箭头所示.该粒子运动到图中Q点时速度方向与P点时速度方向垂直，如图中Q点箭头所示.已知P、Q间的距离为l.若保持粒子在P点时的速度不变，而将匀强磁场换成匀强电场，电场方向与纸面平行且与粒子在P点时速度方向垂直，在此电场作用下粒子也由P点运动到Q点.不计重力.求： （1）电场强度的大小; （2）两种情况中粒子由P点运动到Q点所经历的时间之差.
21．在空间中有一坐标系Oxy,其中第一象限内充满着两个匀强磁场区域，Ⅰ、Ⅱ.直线op是它们的边界,区域Ⅰ中的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外.区域Ⅱ中的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向内.边界上的P点坐标为(4L,3L).一质量为m,电荷量为q的带正电粒子从p点平行于y轴负方向射入区域Ⅰ.经过一段时间后,粒子恰好经过原点O.忽略粒子的重力.已知sin370=0.6,cos370=0.8求:
(1) 粒子从P点运动到O点的时间至少为多少? (2) 粒子的速度大小可能是多少? y Ⅱ p (4L,3L)
Ⅰ
0 x
图13
交变电流、磁场答案
一、选择题
1 D 2C 3C 4 D 5B 6C 7 D 8 BC 9ACD 10 D 二、填空题
11 Emt4 60度 12 电阻 电感 电容器 13 4.5 14、52V ； 10V
15.(1)垂直于斜面向上.三、计算题
16. 0.5S 15 0.03A
17: (1) e=2πcos20πt (2) 0.9 2π (3) 0.01c (4) 108J (5) 120J 18、（1）e=196.25cos50πt(V)
（2）i=14cos50πt(A) （3）（4）略
(2)mgsin?IL(3)mg水平向左 ILT?19.
12?m12?m3?m3?m???2qB12qB2qBeBmv0mv06mv06mv0?)?2??qBqB/2qBeB
x?(
20. 解析：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，以v0表示粒子在P点的初速度，R表示圆周
v的半径，则有qv0B=m0.
R由于粒子在Q点的速度垂直于它在P点时的速度，可知粒子由P点到Q点的轨迹为1/4圆周，故有R=
2l2.
以E表示电场强度的大小，a表示粒子在电场中加速度的大小，tE表示粒子在电场中由P点运动到Q点经过的时间，则有qE=ma,R=
12
atE,R=v0tE. 2qB2l由以上各式解得E=2.
m（2）因粒子在磁场中由P点运动到Q点的轨迹为1/4圆周，故运动经历的时间tB为圆周运动周期T的1/4，即有tB=
12πRT,而T= 4v0