山东省高中物理第五章交变电流课时跟踪检测（二十五）描述交变电流的物理量（含解析）新人教版.docx

课时跟踪检测（二十五） 描述交变电流的物理量1在阻值为70 的电阻中通以正弦交变电流，测得在10 min内放出的热量为2.1104 J，则此交变电流的最大值为()A0.24 AB0.5 AC0.707 A D1 A解析：选D根据QI2Rt得I A，所以ImI1 A。2如图所示是一个正弦式交变电流的图像，下列说法正确的是()A周期是0.2 s，电流的峰值是10 AB周期是0.15 s，电流的峰值是10 AC频率是5 Hz，电流的有效值是10 AD频率是0.2 Hz，电流的有效值是7.07 A解析：选A由图像可知T0.2 s，Im10 A，故频率f5 Hz，I5 A7.07 A，选项A正确，B、C、D错误。3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r0.02 ，则在010 s内线圈产生的焦耳热为()A80 J B85 JC90 J D125 J解析：选B由交变电流的有效值定义知2R(2 A)2RI2RT，该交变电流的有效值IA，线圈的总电阻R总1000.02 2 ，由QI2R总t得Q85 J，选项B正确。4多选有两支交变电流表达式分别是：u1110sinV，u2220sinV。下列说法正确的是()A它们的峰值相同 B它们的周期相同C它们的相位差恒定 D它们的变化步调一致解析：选BCu1代表的交流的电压峰值为110 V，角速度为2f100，则频率f50 Hz，初相位为。u2代表的交流的电压峰值为220 V，角速度为2f100，则频率f50 Hz，初相位为。所以它们的峰值不同，A错误；由于频率相同，故T均为0.02 s，B正确；其相位差为定值，C正确，D错误。5如图甲是阻值为5 的线圈与阻值为15 的电阻R构成的回路。线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。则()A电压表的示数为14.14 VB通过电阻R的电流为0.707 AC电阻R上消耗的功率为3.75 WD通过电阻R的电流方向每秒变化100次解析：选B由图像可得Em20 V，则有效值E10 V，电压表示数UR10.6 V，A错误；通过电阻R的电流I0.707 A，B正确；R上消耗的功率PI2R7.5 W，C错误；T0.04 s，f25 Hz，电流方向每秒变化50次，D错误。6电阻R1、R2和交流电源按照图甲所示方式连接，R110 ，R220 。合上开关S后，通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t的变化情况如图乙所示。则()A通过R1的电流的有效值是1.2 ABR1两端的电压有效值是6 VC通过R2的电流的有效值是1.2 ADR2两端的电压有效值是6 V解析：选B通过R1和R2的电流的有效值都是0.6 A，故A、C错；R1两端的电压有效值U1IR16 V，故B正确；R2两端的电压有效值U2IR212 V，故D错。7两个相同的定值电阻1、2分别接在正弦交流电源和直流电源的两端，直流电压恒为U0。当电阻1、2的通电时间分别为t和2t时，两个电阻上产生的热量均为Q。则该正弦交流电源电压的最大值是()A.U0 B2U0C.U0 D.U0解析：选B设两电阻的阻值均为R，正弦交流电源电压的最大值为Um，则Qt，Q2t，解得Um2U0，选项B正确。8多选如图所示，N匝矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是()A交流电流表的示数为NBSB一个周期内通过R的电荷量为CR两端电压的有效值为 NBSD图示位置电流表的示数为0解析：选AB设回路中电流的有效值为I，由电流的热效应可知，2RTI2RT，I，A正确，D错误。在一个周期内只有半周期的时间有电流通过R，其中2BS，则通过R的电荷量q，B正确。电阻R两端电压UIR，C错误。9.如图所示是某小型交流发电机的示意图，其矩形线圈abcd的面积为S0.03 m2，共有10匝，线圈总电阻为r1 ，线圈处于磁感应强度大小为 T的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻R9 的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度10 rad/s绕轴OO匀速转动时，下列说法正确的是()A电阻R的发热功率是3.6 WB理想交流电流表的示数是0.6 AC用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为0.02 sD如果将电阻R换成标有“6 V3 W”字样的小灯泡，小灯泡能正常工作解析：选B线圈中的感应电动势最大值为EmnBS6 V，所以电动势有效值为E6 V，电流表的示数I0.6 A，电阻R的发热功率PI2R3.24 W，所以选项A错误，选项B正确；T0.2 s，故用该电源给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔是0.2 s，因此选项C错误；电动势有效值是6 V，但由于线圈有电阻，所以“6 V3 W”的小灯泡不能正常工作，选项D错误。10多选(2016全国卷)如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则()A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于TC在t时，两导线框中产生的感应电动势相等D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等解析：选BC两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变，选项A错误；导线框的转动周期为T，则感应电流的周期也为T，选项B正确；在t时，切割磁感线的有效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项C正确；M导线框中一直有感应电流，N导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值不相等，选项D错误。 11.如图所示，在匀强磁场中有一个内阻r3 、面积S0.02 m2的半圆形导线框可绕OO轴旋转。已知匀强磁场的磁感应强度B T。若线框以100 rad/s的角速度匀速转动，且通过电刷给“6 V 12 W”的小灯泡供电，则：(1)若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)从图示位置开始，线框转过90的过程中，流过导线横截面的电荷量是多少？该电荷量与线框转动的快慢是否有关？(3)由题所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，则小灯泡实际功率为多大？解析：(1)线框转动时产生感应电动势的最大值EmBS10 V，则感应电动势的瞬时值表达式eEmcos t10cos 100t(V)。(2)线框转过90的过程中，产生的平均电动势，灯泡电阻R3 ，故流过的电荷量qT C；与线框转动的快慢无关。(3)线框产生的电动势的有效值E10 V，灯泡两端电压UR5 V6 V，故灯泡不能正常发光，其实际功率P W。答案：(1)e10cos 100t(V)(2) C无关 (3)不能 W12.如图所示，边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n，线圈电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，现在线圈以OO为轴，以角速度匀速转动，求：(1)闭合电路中电流瞬时值的表达式；(2)线圈从图示位置转过90的过程中电阻R上产生的热量；(3)线圈从图示位置转过90的过程中电阻R上通过的电荷量；(4)电阻R上的最大电压。解析：(1)线圈转动时，总有一条边切割磁感线，且ad边和bc边转动的线速度大小相等，当线圈平行于磁场时，产生的感应电动势最大，为EmnBLvnBLLnBL2。由闭合电路欧姆定律可知Im，当以图示位置为计时起点时，流过R的