湖南省醴陵市青云學(xué)校高中物理 第三章 第三節(jié) 交變電流同步檢測(cè) 新人教版選修1-1（通用）

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1、第三節(jié) 交變電流 建議用時(shí) 實(shí)際用時(shí) 滿(mǎn)分 實(shí)際得分 90分鐘 100分 一、 選擇題（本題包括15小題，每小題給出的四個(gè) 選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選 項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2 分，有選錯(cuò)或不選的得0分，共60分） 1.交變電流是（ ） A.矩形線(xiàn)圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流 B.按正弦規(guī)律變化的電流 C.按余弦規(guī)律變化的電流 D.大小、方向隨時(shí)間做周期性變化的電流 2.圖3-3-1中表示交變電流的是（ ） 圖3-3-1 3.關(guān)于線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流，以下說(shuō)法

2、中正確的是（ ） A.線(xiàn)圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變 B.線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向就改變一次 C.線(xiàn)圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都要改變一次 D.線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都要改變一次 4.一矩形線(xiàn)圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)并位于線(xiàn)圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖3-3-2所示，由圖象可知（ ） 圖3-3-2 A.和時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為零 B.和時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化率為零 C.是從線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行的時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的 D.每當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變換方向時(shí)，穿過(guò)

3、線(xiàn)圈的磁通量都最大 5.下列說(shuō)法中正確的是（ ） A.正弦式交變電流在一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次 B.交變電流的有效值總是最大值的倍 C.因?yàn)橛行е当硎窘涣鳟a(chǎn)生的平均效果，所以有效值與平均值相同 D.若正弦交變電流的最大值是10 A，則它的最小值是-10 A 6.一個(gè)矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)sin 100πt V，則( ) A.交變電流的頻率是100π Hz B.0時(shí)，線(xiàn)圈位于中性面 C.交變電流的周期是0.02 s D.0.05 s時(shí)，有最大值 7.交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為sin V，若將電樞的轉(zhuǎn)速提高一倍，同時(shí)將電樞所圍面積減小一半，其他條

4、件不變，則其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)椋? ） A.V B. V C. V D. V 8.以下說(shuō)法正確的是（ ） A.交變電流的有效值就是它的平均值 B.任何交變電流的有效值都是它最大值的1/2 C.如果交變電流接在電阻上產(chǎn)生的熱量為，那么該交變電流的有效值為 D.以上說(shuō)法均不正確 9.以下說(shuō)法正確的是（ ） A.發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)銘牌上所標(biāo)數(shù)值為有效值 B.電容器的擊穿電壓為所加交變電壓的有效值 C.交流電壓表所測(cè)數(shù)值為瞬時(shí)值 D.保險(xiǎn)絲所標(biāo)數(shù)值為最大值 10.下列關(guān)于交變電流的說(shuō)法中，不正確的是（ ） A.若交變電流最大值為5 A，則它的最小值為-5 A B.用交流電流

5、表測(cè)交變電流時(shí)，指針來(lái)回?cái)[動(dòng) C.我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用的交變電流，頻率為50 Hz，故電流方向每秒改變100次 D.正弦交變電流sin 100π A的最大值為311 A，頻率為100 Hz 11.一個(gè)電熱器接在10 V的直流電源上，在時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為；現(xiàn)將該電熱器接在一交流電源上，它在時(shí)間2內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為則這一交流電源的交變電壓的最大值和有效值分別 是（ ） A.最大值是 V，有效值是10 V B.最大值是10 V，有效值是V C.最大值是 V，有效值是5 V D.最大值是20 V，有效值是 V 12.在圖3-3-3中，將電燈與電容器串聯(lián)接入交變電流的電路中，燈泡發(fā)

6、光，則（ ） A.自由電荷通過(guò)了電容器兩板間的絕緣電介質(zhì) B.自由電荷沒(méi)有通過(guò)電容器兩板間的絕緣電介質(zhì) C.接入交變電源使電容器兩極板間的絕緣電介質(zhì)變成了導(dǎo)體 D.電容器交替進(jìn)行充放電，電路中就有電流，表現(xiàn)為交變電流“通過(guò)”了電容器 圖3-3-3 13.圖3-3-4（a）為電熱毯的電路示意圖.電熱絲接在311sin (100π)V的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，通過(guò)裝置使輸入電壓變?yōu)閳D3-3-4（b）所示波形，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（ ） 圖3-3-4 A.110 V B.156 V C.220 V D.311 V

7、 14.正弦交變電源與電阻、交流電壓表按照?qǐng)D3-3-5所示的方式連接，=10 Ω，交流電壓表的示數(shù)是10 V.圖3-3-6是交變電源輸出電壓隨時(shí)間變化的圖象，則（ ） 圖3-3-5 圖3-3-6 A.通過(guò)的電流隨時(shí)間變化的規(guī)律是=cos 100π(A) B.通過(guò)的電流隨時(shí)間變化的規(guī)律是=cos 50π(A) C.兩端的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律是=cos 100π(V) D.兩端的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律是=cos 50π(V) 15.如圖3-3-7所示，矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可以分別繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸和以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線(xiàn)圈平面轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)方向平行時(shí)（ ） 圖3-

8、3-7 A.線(xiàn)圈繞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的感應(yīng)電流等于繞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電流 B.線(xiàn)圈繞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于繞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) C.線(xiàn)圈繞和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電流的方向相同，都是→→→ D.線(xiàn)圈繞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)邊受到的安培力大于繞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)邊受到的安培力 二、填空題（本題共3小題，每小題4分，共12分.請(qǐng)將 正確的答案填到橫線(xiàn)上） 16.如圖3-3-8所示，當(dāng)電源接直流電時(shí)，燈泡 ，接交變電流時(shí)，燈泡 （填“亮”或“不亮”）. 圖3-3-8 17.完全相同的兩個(gè)電熱器，分別通以如圖3-3-9所示的正弦交變電流和方波交變電流，其電流的最大值都相同，則這兩個(gè)電熱器的電功率之比∶= .

9、 圖3-3-9 18.正弦交變電流是由閉合線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的，線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖3-3-10所示，則此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為 V，頻率為 Hz. 圖3-3-10 三、計(jì)算題（本題共3小題，共28分.解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位） 19.(10分)一臺(tái)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為311 V，線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是100π rad/s. （1）寫(xiě)出線(xiàn)框從中性面處開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式.

10、 （2）若該發(fā)電機(jī)只與含電阻的負(fù)載組成閉合電路，電路中的總電阻為100 Ω，試寫(xiě)出通過(guò)負(fù)載的電流的瞬時(shí)值表達(dá)式.在 s時(shí)電流的瞬時(shí)值為多少？ 20. (9分)一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng).線(xiàn)圈匝數(shù)100.穿過(guò)每個(gè)線(xiàn)圈的磁通量隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖3-3-11所示.發(fā)電機(jī)內(nèi)阻5.0 Ω，外電路電阻95 Ω.已知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 ，其中為穿過(guò)每個(gè)線(xiàn)圈磁通量的最大值.求串聯(lián)在外電路中的交流電流表（內(nèi)阻不計(jì)）的讀數(shù). 圖3-3-11 21. (10分)如圖3-3-1

11、2所示，矩形線(xiàn)框匝數(shù)250 匝，=12 cm，=10 cm，線(xiàn)框置于磁感應(yīng)強(qiáng)度（2/π） T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的固定軸以4π rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng).線(xiàn)框通過(guò)滑環(huán)與外電路連接.外電路接有12 Ω的電阻及一只發(fā)光電壓和熄滅電壓都為12 V的氖泡.求： （1）當(dāng)S接時(shí)，交流電流表讀數(shù)為多少？的熱功率為多大？10 min內(nèi)外力對(duì)線(xiàn)框做功為多少？ 圖3-3-12 （2）當(dāng)接時(shí)，氖泡閃光頻率為多大？（線(xiàn)框電阻不計(jì)） 第三節(jié) 交變電流 得分： 一、 選擇題 題號(hào) 1 2 3 4

12、 5 6 7 8 9 10 答案 題號(hào) 11 12 13 14 15 答案 二、填空題 16． 17． 18． 三、計(jì)算題 19． 20. 21. 第三節(jié) 交變電流 參考答案 一、 選擇題 1.D 2.ABD 3.C 解析：依據(jù)交變電流的變化規(guī)律可得，如果從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)有： sin 和sin ; 如果從垂直于中性面的位置開(kāi)始計(jì)時(shí)有：

13、 cos 和cos ; 不難看出：線(xiàn)圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向也改變一次；線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向都改變兩次. 4.BCD 解析：由圖象可知，當(dāng)0時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有最大值，說(shuō)明穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的變化率最大，即線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)平行，選項(xiàng)C正確.時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，說(shuō)明這兩個(gè)時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量的變化率為零，即線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，所以選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤.當(dāng)線(xiàn)圈平面通過(guò)中性面時(shí)，是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)改變方向的時(shí)刻，所以選項(xiàng)D正確. 5.A 解析：線(xiàn)圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，電流方向改變一次，在一個(gè)周期內(nèi)線(xiàn)圈平面有兩次經(jīng)過(guò)中

14、性面.對(duì)于正弦式交變電流有效值是最大值的倍，對(duì)其他的交變電流不一定有這樣的關(guān)系.交變電流的有效值是從電流做功角度定義的，它與電流的平均值本質(zhì)不同，從圖象也可看出，正弦交變電流不隨時(shí)間做線(xiàn)性變化，故有效值和平均值不同.若正弦式交變電流最大值為10 A，最小值應(yīng)為0 A，-10 A表示電流反向最大. 6.BC 解析：由瞬時(shí)值表達(dá)式知：角速度 100π rad/s. 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是按正弦規(guī)律變化，所以0時(shí)，線(xiàn)圈平面位于中性面. 因2π，所以==50 Hz 由得 s=0.02 s 當(dāng)0.05 s時(shí)，sin 5π V=0 故B、C選項(xiàng)正確. 7.C 解析：2π，面積減一半，轉(zhuǎn)速提高一倍

15、，則，則′=sin 2 V. 8.D 9.A 10.ABD 11.B 解析：設(shè)電熱器電阻為，則 設(shè)交流電源電壓最大值為，則有效值為，則，得=10 V，則==5 V. 12.BD 13.B 解析：交流電壓表測(cè)量的是交變電壓的有效值.圖（b）所示波形為正弦交變電流在時(shí)間軸上方的部分.取一個(gè)周期的時(shí)間，根據(jù)有效值的定義有：， 所以= V≈156 V.選B. 14. ；通過(guò)的電流： 15.A 解析：線(xiàn)圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電流，產(chǎn)生的電流、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及線(xiàn)圈各邊所受安培力大小與轉(zhuǎn)動(dòng)軸所在位置無(wú)關(guān)，故A對(duì)，B、D錯(cuò)；圖示時(shí)刻產(chǎn)生電流的方向?yàn)?，故C錯(cuò). 二、 填空題 16.不亮 亮 17.1∶2 解析：正弦交變電流的電功率，其中為交變電流的有效值，，而方波交變電流通過(guò)純電阻用電器時(shí)，其電流大小均為，只是方向做周期性變化，相當(dāng)于恒定電流通過(guò)電熱器，與電流方向無(wú)關(guān). 18.220 50 三、 計(jì)算題 19. 20.1.4 A 解析：由圖線(xiàn)可看出， 21.