2019-2020年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊:5.2 描述交變電流的物理量含答案.doc
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2019-2020年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊:5.2描述交變電流的物理量含答案知識點一交變電流的周期和頻率1(多選)某小型發(fā)電機產(chǎn)生的交變電動勢為e50sin 100t(V)對此電動勢,下列表述正確的有()A最大值是50 VB頻率是100 HzC有效值是25 VD周期是0.02 s知識點二峰值和有效值2小型交流發(fā)電機中,矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間呈正弦函數(shù)關(guān)系,如圖L521所示,此線圈與一個R10 的電阻構(gòu)成閉合電路,不計電路的其他電阻下列說法正確的是()圖L521A交變電流的周期為0.125 sB交變電流的頻率為8 HzC交變電流的有效值為 AD交變電流的最大值為4 A3通過一阻值R100 的電阻的交變電流如圖L522所示,其周期為1 s電阻兩端電壓的有效值為()圖L522A12 VB4 VC15 V D8 V4(多選)圖L523中的甲、乙兩圖分別表示兩個交變電壓,比較這兩個交變電壓,它們具有相同的()圖L523A有效值 B頻率C最大值 D均不一樣5圖L524是一交變電流隨時間變化的圖像,求此交變電流的有效值圖L524知識點三交變電流的平均值和有效值的區(qū)別6如圖L525所示,單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中,線框面積為S,電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動,線框中感應(yīng)電流的有效值I_線框從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中,通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q_圖L5257下列提到的交流電,不是指有效值的是()A交流電壓表的讀數(shù)B使用交流的電氣設(shè)備上標(biāo)明的額定電壓C電容器擊穿電壓D220 V交流電壓8如圖L526所示,實驗室一臺手搖交流發(fā)電機的內(nèi)阻r1.0 ,外接R9.0 的電阻閉合開關(guān)S,當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時,產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達式為e10 sin 10t(V),則()圖L526A該交變電流的頻率為10 HzB該電動勢的有效值為10 VC外接電阻R所消耗的電功率為10 WD電路中理想交流電流表A的示數(shù)為1.0 A9(多選)圖L527甲、乙分別表示兩種電壓的波形,其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化,下列說法正確的是()圖L527A圖甲表示交流電,圖乙表示直流電B兩種電壓的有效值相等C圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u311sin 100t(V)D兩種電壓的周期相同10電阻R1、R2與交流電源按照圖L528甲所示的方式連接,R110 ,R220 .合上開關(guān)S后,通過電阻R2的交變電流i隨時間t變化的情況如圖乙所示,則()圖L528A通過R1的電流有效值是1.2 ABR1兩端的電壓有效值是6 VC通過R2的電流最大值是 ADR2兩端的電壓最大值是6 V11(多選)圖L529甲是小型交流發(fā)電機的示意圖,兩正對磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場,A為交流電流表線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計時,產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示,以下判斷正確的是()圖L529A電流表的示數(shù)為10 AB線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50 rad/sC0.01 s時線圈平面與磁場方向平行D0.02 s時電阻R中電流的方向自右向左12(多選)如圖L5210所示,有一矩形線圈,面積為S,匝數(shù)為N,整個線圈的電阻為r,在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,線圈繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動,OO軸垂直于磁場方向,外電阻為R,當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中,下列說法中正確的是()圖L5210A磁通量的變化量為NBSB平均感應(yīng)電動勢為EC電阻R所產(chǎn)生的熱量為QD通過電阻R的電荷量為q13如圖L5211所示,線圈abcd的面積是0.05 m2,共100匝,線圈電阻為1 ,外接電阻R為9 ,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B T,線圈以300 r/min的轉(zhuǎn)速繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速旋轉(zhuǎn)時(1)若從線圈處于中性面時開始計時,寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式(2)線圈轉(zhuǎn)過 s時電動勢的瞬時值多大?(3)電路中電壓表和電流表的示數(shù)各是多少?(4)從中性面開始計時,經(jīng) s通過電阻R的電荷量為多少?圖L52112描述交變電流的物理量1CD解析 從中性面開始計時,交變電動勢的表達式為eEmsin t,因e50sin 100t(V),所以最大值Em50 V,A錯誤;由2f100 rad/s得f50 Hz,B錯誤;有效值E25 V,C正確;T0.02 s,D正確2C解析 由et圖像可知,交變電流的周期為0.25 s,故頻率為4 Hz,選項A、B錯誤;根據(jù)歐姆定律可知交變電流的最大值為2 A,故有效值為 A,選項C正確,D錯誤3B解析 根據(jù)電流的熱效應(yīng)先計算電流的有效值由(0.1)2R0.42(0.2)2R0.12I2R12,可得流過電阻的電流的有效值I A,電阻兩端電壓的有效值為UIR4 V,可得B正確4BC解析 由題圖可知,兩個交變電壓最大值均為2 V,周期均為0.4 s,可知B、C正確題圖甲中電壓有效值U甲,題圖乙中電壓有效值U乙Um,A錯誤55 A解析 設(shè)該交變電流的有效值為I,直流電的電流為I,讓該交變電流和直流電分別通過同一電阻(阻值為R),在一個周期(T0.2 s)內(nèi),該電阻產(chǎn)生的熱量QIRt1IRt2(4 )2R0.1(3 )2R0.15R;在一個周期內(nèi)直流電通過該電阻產(chǎn)生的熱量QI2RT0.2I2R.由QQ得,0.2I2R5R,解得I5 A,即此交變電流的有效值II5 A.6.解析 線框中電動勢的最大值EmBS,電動勢的有效值E,電流的有效值I,qIttt.7C解析 電容器擊穿電壓指電容器兩端允許加的電壓的最大值8D解析 由發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值表達式e10 sin 10t(V)可知,該交流電為正弦式交變電流,其感應(yīng)電動勢的瞬時值基本表達式為eEmsin t,由兩式對照可知,Em10 V,10 rad/s,又由于2f,解得f5 Hz,故選項A錯誤;根據(jù)正弦式交變電流有效值與峰值的關(guān)系可知,該電動勢的有效值為E10 V,故選項B錯誤;理想交流電流表測量的是電路中總電流的有效值,根據(jù)閉合電路歐姆定律有I1 A,外接電阻R所消耗的功率為PI2R9 W,故選項C錯誤,選項D正確9CD解析 圖甲、乙都表示交流電,圖甲中有效值U V,而圖乙中的有效值與峰值不滿足U,所以它們的有效值不相同由圖甲看出T2102 s,100 rad/s,所以u311sin 100t (V)由圖像可知兩種電壓的周期都是2102 s.10B解析 R1與R2串聯(lián),R1與R2中的電流變化情況應(yīng)相同,電流有效值I1I20.6 A,電流最大值I1mI2m A,電壓有效值U1I1R16 V,U2I2R212 V,電壓最大值U1mU16 V,U2mU212 V綜上所述,B項正確11AC解析 由題圖乙可知電流的最大值是Im10 A,交流電的周期T0.02 s,電流表的示數(shù)為交流電的有效值即I10 A,選項A正確;線圈轉(zhuǎn)動的角速度100 rad/s,選項B錯誤;0.01 s時流過線圈的感應(yīng)電流達到最大,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大,磁通量的變化率最大,則穿過線圈的磁通量為0,即線圈平面與磁場方向平行,選項C正確;由楞次定律可知0.02 s時流過電阻的電流方向自左向右,選項D錯誤12BD解析 逐項分析如下:選項分析結(jié)論A線圈在圖示位置時磁通量0,轉(zhuǎn)過90后磁通量BS,該過程中磁通量的變化量為BS,與線圈匝數(shù)無關(guān)錯誤B該過程中所用時間t,所以平均感應(yīng)電動勢E正確C電路中的感應(yīng)電流有效值I,所以電阻R所產(chǎn)生的熱量QI2Rt錯誤D電路中的感應(yīng)電流的平均值I,所以通過電阻R的電荷量qIt正確13.(1)e50sin 10t (V)(2)25 V(3)22.5 V2.5 A(4) C解析 (1)eEmsin tNBS2nsin 2nt1000.052sin(2t)(V)50sin 10t (V)(2)當(dāng)t s時,e50sin(10) V25 V.(3)電動勢的有效值為E V25 V,電流表示數(shù)I A2.5 A,電壓表示數(shù)UIR2.5 9 V22.5 V.(4) s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過的角度t2,該過程中BSBScos BS,所以由I,I,E,得q C C.