高中物理 第二章 交变电流 第三节 表征交变电流的物理量自我小测（含解析）粤教版选修

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求表征交变电流的物理量一、单项选择题1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R10 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 sB交变电流的频率为8 HzC交变电流的有效值为AD交变电流的最大值为4 A2一个电热器接在10 V的直流电压上，消耗的功率是P，当把它接到一个正弦式交变电压上时，消耗的功率是，则该交变电压的最大值是（）A5 V B7.1 V C10 V D12 V3如图甲所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如图乙所示此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为（）A110 V B156 V C220 V D311 V二、双项选择题4面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO轴做匀速转动；乙图中的磁场的变化规律为BB0cos t，从图示时刻（t0时刻）起计时，则（）A两线圈中的磁通量变化规律均为B0ScostB两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C两线圈中产生的交变电流的有效值不同D从此刻起，时间内流过线圈截面的电荷量相同5如图所示，一根通有交变电流iImsint的长直导线与一个不通电的闭合矩形线圈在同一个水平面内，若线圈所受磁场力的合力方向背离直导线，则交变电流必处于每个周期内的（）A第一个周期内 B第二个周期内C第三个周期内 D第四个周期内三、非选择题6多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇过去是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的如图所示为经过一个双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电的每一个周期中，前面周期被截去调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压，那么现在电灯上的电压为_7如图所示，单匝线圈在匀强磁场中绕OO轴从图示位置开始匀速转动，已知从图示位置转过时，线圈中电动势大小为10 V，求：（1）交变电动势的峰值；（2）线圈从图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值8交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为r，外电路电阻为R当线圈由图中实线位置匀速转动90到达虚线位置过程中，求：（1）通过R的电荷量q；（2）R上产生电热QR；（3）外力做的功W参考答案1.答案：C解析：由图象可以看出，此交变电流的周期为0.250 s，电压的最大值Um20 V所以交变电流的频率为4 Hz，A、B两项均错误；交变电流的最大值，有效值，C项正确，D项错误2.答案：B解析：理解有效值的概念，能够区分最大值与有效值并能进行相关计算令电热器的电阻为R，则当接在交变电压上时，解得UmV7.1 V3.答案：B解析：从ut图象看出，每个周期的前半个周期是正弦图形，其有效值为220 V，后半个周期电压为零根据有效值的定义，得U156 V，选B4.答案：AD解析：甲图中，线圈旋转的角速度，则经过时间t线框转过的角度，此时穿过线圈的磁通量为B0Scos B0Scost，乙图中B0Scost，A项正确；当磁通量为零时，感应电动势最大，所以二者感应电动势达到最大值的时刻相同，B错；线圈产生的感应电动势最大值为EmBSm，所以有效值相同，C项错误；甲图中：，乙图中，所以q1q2，D项正确5.答案：AC解析：线圈受力背离直导线，线圈的ab边中必须通有与直导线反方向的电流，设直导线中的交流电前半周期方向从右向左，后半周期为从左向右，则在第一个周期内，电流从右向左逐渐增大，穿过线圈垂直纸面向外的磁场增强，线圈中感应电流方向为顺时针方向，ab边中电流与直导线中电流反向；在第二个周期内，电流从右向左逐渐减小，穿过线圈垂直纸面向外的磁场减弱，ab边中电流与直导线中电流同向；在第三个周期内，电流从左向右逐渐增大，穿过线圈垂直纸面向里的磁场增强，线圈中感应电流方向为逆时针方向，ab边中电流方向又与直导线中电流反向；在第四个周期内，电流从左向右逐渐减小，同理知ab边中电流与直导线中同向6.答案：解析：若将波形补画完整，则为正弦曲线，电压有效值为本题中波形只为正弦曲线的一半，若电源加在同一电阻上，在相同时间内产生的热量只为正弦交流电的一半，据有效值的定义：若为正弦交流电，在题中情况下由两式比较得7.答案：（1）20 V（2）12.7 V解析：（1）线圈从中性面开始计时，则此交流电动势的表达式为eEmsin t线圈从图示位置转过时eEmsin10 V所以Em20 V（2）当线圈转过时，BS由EmBS得所以8.答案：（1）（2）（3）解析：（1）按照电流的定义Iq/t，计算电荷量q应该用电流的平均值：即，而，所以（2）求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR.QI2（Rr）t，（3）线框匀速转动，由功能关系知，外力做的功和回路中产生的总热量相等即配