2018_2019学年高中物理第五章交变电流的“四值”作业新人教版.docx

第五章 交变电流的“四值”(多选)下面关于交变电流的说法中正确的是()A.交流电气设备上所标的电压和电流值是交流的最大值B.用交流电流表和交流电压表测定的数值是交流的瞬时值C.在没有特别说明的情况下,给定的交流数值都是指有效值D.对同一电阻通电相同时间,跟交流有相同的热效应的直流的数值是交流的有效值(多选)一交流电压的图像如图T3-1所示,将该交流电压加在一阻值为22的电阻两端,下列说法中正确的是()图T3-1A.该电阻消耗的功率为1100WB.该交流电压的瞬时值表达式为u=1102sin100t(V)C.并联在该电阻两端的交流电压表的示数为110VD.该电阻中电流方向每秒改变50次单匝矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,从中性面开始转动180的过程中,平均感应电动势和感应电动势的有效值之比为()A.1B.24C.22D.无法求解通过一阻值R=100的电阻的交变电流如图T3-2所示,其周期为1s,则该电阻两端电压的有效值为()图T3-2A.12VB.410VC.15VD.85V如图T3-3所示,实验室有一台手摇交流发电机,内阻r=1.0,外接R=9.0的电阻.闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=102sin10t(V),则()图T3-3A.该交变电流的频率为10HzB.该电动势的有效值为102VC.外接电阻R所消耗的电功率为10WD.电路中理想交流电流表A的示数为1.0A2017山东德州陵城一中高二单元测试把一电热器接到100V的直流电源上,在t时间内产生的热量为Q,若将它分别接到u1=100sint(V)和u2=50sin2t(V)的交流电源上,仍要产生热量Q,则所需时间分别是()A.t和2tB.t和tC.2t和2tD.2t和8t(多选)一个单匝矩形金属线框的面积为S,线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,从线框平面与磁场垂直的位置开始计时,转速为n,则()A.线框产生的交变电动势的最大值为nBSB.线框产生的交变电动势的有效值为2nBSC.从开始转动经过14周期,线框中的平均感应电动势为2nBSD.线框产生的交变电动势的瞬时值表达式为e=2nBSsin2nt2017四川绵阳中学高二期中如图T3-4甲所示,标有“220V40W”的灯泡和标有“20F300V”的电容器并联到交流电源上,V为交流电压表,交流电源的输出电压如图乙所示.闭合开关,下列判断正确的是()图T3-4A.t=T2时刻,V的示数为零B.灯泡恰好正常发光C.电容器不可能被击穿D.V的示数保持1102V不变如图T3-5所示,电阻R1与R2的阻值相同,都为R,和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零,反向电阻可看作无穷大),在A、B间加u=202sin100t(V)的正弦交流电,则加在电阻R2上的电压有效值为()图T3-5A.10VB.20VC.15VD.510V如图T3-6甲所示,将阻值R=5的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上,电流随时间变化的规律如图乙所示(电流表串联在电路中测量电流的大小).下列说法正确的是()图T3-6A.电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u=2.5sin100t(V)B.电阻R消耗的电功率为1.25WC.若此交变电流由一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO匀速转动产生,如图丙所示,当线圈的转速提升一倍时,电流表的示数为1AD.此交变电流与图丁所示的电流比较,其有效值之比为12(多选)如图T3-7所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的OO轴以角速度匀速转动,外电路电阻为R.当线圈由图示位置转过90的过程中,下列判断不正确的是()图T3-7A.电压表的读数为NBSR2(R+r)B.通过电阻的电荷量为NBS2(R+r)C.电阻所产生的焦耳热为N2B2S2R4(R+r)2D.线圈由图示位置转过60时的电流为NBS2(R+r)如图T3-8所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动(O轴位于磁场边界),则线框内产生的感应电流的有效值为()图T3-8A.BL22RB.2BL22RC.2BL24RD.BL24R2017西北工大附中高二期末如图T3-9所示,一个半径为r的半圆形线圈以直径ab为轴匀速转动,转速为n,ab的左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,M和N是两个集流环,负载电阻为R,线圈、电流表和导线的电阻不计,求:(1)感应电动势的最大值;(2)从图示位置起转过14转的时间内负载电阻R上产生的热量;(3)从图示位置起转过14转的时间内通过负载电阻R的电荷量;(4)电流表的示数.图T3-91.CD解析交流电气设备上所标的电压和电流及交流电表的测定值均为有效值,A、B错误;根据有效值的定义,D正确;通常情况下,如果没有特别说明,给出的交流值均为有效值,C正确.2.BC解析该交流电压的有效值为110V,所以该电阻消耗的功率P=U2R=550W,A错误;该交流电压的峰值为1102V,周期T=0.02s,初相位为0,故该交流电压的瞬时值表达式为u=1102sin100t(V),B正确;电压表的示数等于有效值,C正确;频率为50Hz,故电流方向每秒改变100次,D错误.3.C解析平均感应电动势E=2BST2=4BS2=2BS=2Em,而感应电动势的有效值E=Em2,因此EE=22,选项C正确.4.B解析由有效值定义得U2R1s=(0.1A)2R0.4s2+(0.2A)2R0.1s2,其中R=100,解得U=410V,B正确.5.D解析由交变电动势的瞬时值表达式e=Emsint可知,Em=102V,=10rad/s,所以该电动势的有效值E=Em2=10V,该交变电流的频率f=2=5Hz,A、B错误;电流表的示数表示电路中电流的有效值,即I=ER+r=1A,外电阻R消耗的电功率P=I2R=9W,C错误,D正确.6.D解析直流电和交流电求解焦耳热都可以运用焦耳定律,对于交流电,要用有效值求解热量.设电热器的电阻为R,当电热器接在U=100V的直流电源上时,Q=U2Rt,当电热器改接到交流电源1上时,Q=Um122Rt,根据Um1=100V,解得t=2t;当电热器改接到交流电源2上时,Q=Um222Rt,根据Um2=50V,解得t=8t,故D正确,A、B、C错误.7.BD解析线框产生的交变电动势的最大值为Em=BS=2nBS,交变电动势的瞬时值表达式为e=2nBSsin2nt,A错误,D正确;交变电动势的有效值为E=Em2=2nBS,B正确;经过14周期,线框中的平均感应电动势E=t=4nBS,C错误.8.B解析由图乙可知,电源的输出电压的有效值为220V,故灯泡恰好正常发光,B正确;交流电压的最大值为311V,超过电容器的标称电压,故电容器有可能被击穿,C错误;交流电压表测的是交流电压的有效值,故电压表的示数始终为为220V,D错误.9.D解析由二极管的单向导电性可知,加在电阻R2上的电压的半个周期最大值为202V,而另半个周期最大值为102V.由有效值的定义可得,加在电阻R2上的电压有效值为510V,选项D正确.10.D解析此交变电流的最大值为Im=0.5A,周期为T=0.01s,则Um=ImR=2.5V,=2T=200rad/s,所以电阻R两端电压的表达式为u=2.5sin200t(V),A错误;该交变电流的有效值为I=Im2,故电阻R消耗的电功率为P=I2R=0.625W,B错误;若该交变电流由图丙所示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生,当转速提升一倍时,电动势的最大值Em=nBS为原来的2倍,电路中电流的有效值也是原来的2倍,为20.52A=22A,故电流表的示数为22A,C错误;图乙中的正弦交变电流的有效值为0.52A,图丁所示的交变电流虽然方向发生变化,但大小恒为0.5A,可知两者有效值之比为12,D正确.11.BD解析线圈产生的交变电动势的最大值Em=NBS,电动势的有效值E=NBS2,电压表的读数等于路端电压,且为有效值,则U=NBSR2(R+r),A正确;线圈转过90,通过电阻的电荷量q=It=NR+r=NBSR+r,B错误;电阻产生的焦耳热Q=I2Rt=ER+r2R2=N2B2S2R4(R+r)2,C正确;线圈由图示位置转过60时的电流i=EmR+rsin3=3NBS2(R+r),D错误.12.D解析交变电流的有效值是根据电流的热效应得出的,线框全部进入磁场中时,因磁通量不变,故没有感应电流产生,所以只有线框进入和穿出磁场的过程中有感应电流.设线框转动周期为T,而线框转动一周只有T4的时间内有感应电流,根据有效值的定义,有BLL2R2RT4=I2RT,解得I=BL24R,选项D正确.13.(1)2Bnr2(2)4B2nr48R(3)Br22R(4)2r2nB2R解析(1)线圈绕轴ab匀速转动时,在电路中产生如图所示的交变电流.此交变电动势的最大