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2013-2014学年高中物理创新设计规范练习电容、电感及交变电流(带解析)

适用年级:高二 | 试卷年份:2013年 | 省份:全国 | 试卷类型:专题试卷 | 上传日期:累计组卷次数 | 下载word版

选择题

小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示,此线圈与一个R=10 Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻.下列说法正确的是   (  ).

A.交变电流的周期为0.125 s
B.交变电流的频率为8 Hz
C.交变电流的有效值为A
D.交变电流的最大值为4 A

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距离足够大的金属板AB间有一电子(不计重力影响),在AB间接有如图所示的正弦式电压ut=0时电子从静止开始运动,则

A.电子做往复运动% I' N: ]6 X7 K
B.在足够长的时间后,电子一定要碰到某个金属板上% I' N: ]6 X7 K
C.tT/2时,电子速度达到最大值% I' N: ]6 X7 K
D.tT时,电子将回到原出发点% I' N: ]6 X7 K

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如图所示,“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器,它们的固有频率分别处于高音、低音频段,分别称为高音扬声器和低音扬声器,音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来,送往相应的扬声器,以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动.图为音箱的电路图,高、低频混合电流由ab端输入,L1L2是线圈,C1C2是电容器

A.甲扬声器是高音扬声器. F" Q& J8 b3 O
B.C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器. F" Q& J8 b3 O
C.L1的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器. F" Q& J8 b3 O
D.L2的作用是减弱通过乙扬声器的低频电流. F" Q& J8 b3 O

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单匝闭合线框在匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的转轴OO′匀速转动,在转动过程中,穿过线框的最大磁通量为Φm,线框中的最大感应电动势为Em,下列说法中正确的是

A.在穿过线框的磁通量为的时刻,线框中的感应电动势为
- h$ ]( E: C1 `8 ?
B.在穿过线框的磁通量为的时刻,线框中的感应电动势为
- h$ ]( E: C1 `8 ?
C.线框每转动一周,线框中的感应电流方向改变一次
- h$ ]( E: C1 `8 ?
D.线框转动的角速度为
- h$ ]( E: C1 `8 ?

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如图所示,处在磁感应强度为B的匀强磁场中的单匝矩形线圈abcd,以恒定的角速度ωab边转动,磁场方向垂直于纸面向里,线圈所围面积为S,线圈导线的总电阻为R.t=0时刻线圈平面与纸面重合,且cd边正在离开纸面向外运动.则

A.时刻t线圈中电流的瞬时值icos ωt- ?; @ Z" Z" D U0 I5 D& e
B.线圈中电流的有效值I- ?; @ Z" Z" D U0 I5 D& e
C.线圈中电流的有效值I- ?; @ Z" Z" D U0 I5 D& e
D.线圈消耗的电功率P- ?; @ Z" Z" D U0 I5 D& e

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一台电风扇的额定电压为交流220 V.在其正常工作过程中,用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示.这段时间内电风扇的用电量为                          (  ).

A.3.9×10-20 i, H1 f# ^6 U, j2 Y" O: A$ a B.5.5×10-20 i, H1 f# ^6 U, j2 Y" O: A$ a
C.7.8×10-20 i, H1 f# ^6 U, j2 Y" O: A$ a D.11.0×10-20 i, H1 f# ^6 U, j2 Y" O: A$ a

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在电路的MN间加一如图所示的正弦交流电,负载电阻为100 Ω,若不考虑电表内阻对电路的影响,则交流电压表和交流电流表的读数分别为

A.220 V 2.20 A* I% I- D6 U3 ?' J" P. j B.311 V 2.20 A* I% I- D6 U3 ?' J" P. j
C.220 V 3.11 A* I% I- D6 U3 ?' J" P. j D.311 V 3.11 A* I% I- D6 U3 ?' J" P. j

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如图所示,边长为a m的正方形线圈在磁感应强度为B T的匀强磁场中,以对角线为轴匀速转动.角速度为ω rad/s,转动轴与磁场方向垂直,若线圈电阻为R Ω,则从图示位置转过90°角的过程中

①磁通量变化率的最大值为Ba2ω Wb/s ②感应电流的最大值为Ba2ω/R A ③流过导体横截面的电荷量为Ba2/R C ④线圈中产生的热量为2ωB2a4R J

A.①0 K' B5 S3 Y' _/ @+ i& E; cB.①②0 K' B5 S3 Y' _/ @+ i& E; c
C.①③0 K' B5 S3 Y' _/ @+ i& E; cD.③④0 K' B5 S3 Y' _/ @+ i& E; c
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两个相同的白炽灯L1和L2,接到如图所示的电路中,灯L1与电容器串联,灯L2与电感线圈串联,当ab处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同.更换一个新的正弦交流电源后,灯L1的亮度高于灯L2的亮度,新电源的电压最大值和频率可能是

A.最大值仍为Um而频率大于f
B.最大值仍为Um而频率小于f
C.最大值大于Um而频率仍为f
D.最大值小于Um而频率仍为f

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计算题

家庭用吊扇的电源采用220 V单相交流电,电扇中电动机电路如图所示,C为移相电容,L1L2为定子线圈.吊扇用了几年后,转速明显变慢,现在电容C上并联了一只标有“2 μF、400 V”的电容后,吊扇转速明显变快了,试说明理由.

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如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.当线圈由图示位置转过90°的过程中,求:

(1)通过电阻R的电荷量q.
(2)电阻R上产生的焦耳热Q.

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某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示.在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π,磁场均沿半径方向,匝数为N的矩形线圈.abcd的边长abcdlbcad=2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动、bcad边同时进入磁场,在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两条边的运动方向垂直,线圈的总电阻为r,外接电阻为R.求:

(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em
(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F
(3)外接电阻上电流的有效值I.

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