2019高中物理第五章交变电流课时作业八描述交变电流的物理量含解析新人教版选修.docx

描述交变电流的物理量1(多选)如图5210所示是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的()5210A周期是0.01 sB最大值是311 VC有效值是220 VD表达式为u220sin100t V【解析】由波形图可知，周期T0.02 s，电压最大值Um311 V，所以有效值U220 V，该电压的表达式为uUmsint V311sin100t V，故选项B、C正确，A、D错误【答案】BC图52112(2014铜陵高二检测)如图5211是一个余弦式交变电流的图象，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】由图象可知T0.2 s，Im10 A，故频率f5 Hz，I5 A7.07 A，A正确，B、C、D错误【答案】A3(多选)由交流电动势瞬时值表达式e10sin 4t V，可知()A此交变电流的频率是4 HzB此交变电流的周期是0.5 sC当t0.5 s时，此交流电动势有最大值D当t0时，产生此交变电流的线圈平面与中性面重合【解析】把已知表达式e10sin 4t V与eNBSsint V对照，可得4，周期T2/0.5 s，B正确；频率f1/T2 Hz，A错误；将t0.5 s代入表达式可得电动势e0，C错误；将t0代入可得e0，说明是中性面位置，D正确【答案】BD4如图5212所示为一交变电流的it图象，则此交变电流的有效值为()5212A5 AB5 AC10 AD2.5 A【解析】对于正弦式交变电流可直接应用最大值为有效值的倍这一规律，将此交变电流分为前后两部分正弦式交流，可直接得到这两部分正弦式交变电流的有效值，分别为I12.5 A和I27.5 A，分别取一个周期T中的前0.01 s和后0.01 s计算产生的电热QIR0.01 JIR0.01 J，再利用有效值的定义得QI2R0.02 J. 解得I2.5 A.【答案】D5(2012北京高考)一个小型电热器若接在输出电压为10 V的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为()A5 VB5 VC10 VD10 V【解析】小型电热器的电阻不会改变，根据功率表达式和交流电的有效值有P和可得Um10 V，答案C.【答案】C6交流电源电压u20sin(100t) V，内阻不计，电路中电阻R10 .则如图所示电路中电流表和电压表的读数分别为()A1.41 A，14.1 VB1.41 A，20 VC2 A，20 VD2 A，14.1 V【解析】电流表和电压表测量的是交变电流的有效值，由u20sin(100t) V知Um20 V，故U10 V14.1 V，电流的读数I1.41 A，故A正确【答案】A图52137如图5213所示，单匝矩形线圈abcd处在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，以恒定的角速度绕ab边转动，线圈所围面积为S，线圈的总电阻为R.t0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在离开纸面向外运动，则()A时刻t线圈中电流的瞬时值icos tB线圈中电流的有效值IC线圈中电流的有效值ID线圈消耗的电功率P【解析】由题意知t0时线圈与中性面重合，则isin t，电流有效值I，P.所以只有选项C正确【答案】C52148(多选)(2014哈尔滨六中高二检测)如图5214是某交流发电机产生的交变电流的图象，根据图象可以判定()A此交变电流的频率为5 HzB该交变电流的电压瞬时值的表达式为u12sin 10t(V)C将标有“12 V3 W”的灯泡接在此交流电源上，灯泡可以正常发光D图象上对应的0.1 s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面【解析】由图象可知，交变电流的周期T0.2 s，交变电压的最大值Um12 V，所以此交变电流的频率f1/T5 Hz，角速度2/T10 rad/s，交变电压瞬时值的表达式uUmsin t12sin 10t(V)，选项A、B均正确；标有“12 V3 W”的灯泡正常发光时其两端电压的有效值为12 V，而交变电压有效值U6V，所以灯泡不能正常发光，选项C错误；图象上对应的0.1 s时刻，交变电压瞬时值为零，穿过发电机中的线圈的磁通量最大，发电机中的线圈刚好转至中性面，选项D正确【答案】ABD图52159(2013福建高考)如图5215，实验室一台手摇交流发电机，内阻r1.0 ，外接R9.0 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e10sin 10t(V)，则()A该交变电流的频率为10 HzB该电动势的有效值为10 VC外接电阻R所消耗的电功率为10 WD电路中理想交流电流表的示数为1.0 A【解析】根据感应电动势的表达式求解交变电流的四值因e10sin 10t(V)，故10 rad/s，f5 Hz，选项A错误；Em10 V，故其有效值E10 V，选项B错误；交流电表的示数及功率的计算均要用有效值，因此电路中表的示数I1.0 A，选项D正确；外接电阻R所消耗功率为PI2R1.029 W9 W，选项C错误【答案】D图521610如图5216所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，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()A.B.C. D.【解析】交变电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动一周只有进入磁场和离开磁场共T/4的时间内有感应电流，则有RI2RT，所以I，D正确【答案】D图521711如图5217所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，磁场方向与转动轴垂直已知线圈匝数n400，电阻r0.1 ，长L10.05 m，宽L20.04 m，角速度100 rad/s，磁场的磁感应强度B0.25 T线圈两端外接电阻R9.9 的用电器和一个交流电流表(内阻不计)，求： (1)线圈中产生的最大感应电动势； (2)电流表的读数； (3)电阻上消耗的电功率【解析】(1)EmnBS，代入数据得Em4000.250.050.04100 V20 V.(2)Im，代入数据得Im A2 A.因为是正弦式交变电流，所以电流表读数即有效值I A1.41 A.(3)PI2R()29.9 W19.8 W.【答案】(1)20 V(2)1.41 A(3)19.8 W12如图5218是自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图，转轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮电枢线圈绕在固定的U形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦式交变电流，给车头灯供电已知自行车车轮半径r35 cm，摩擦小轮半径r01.00 cm，线圈匝数n800匝，线圈横截面积S20 cm2，总电阻R140 ，旋转磁极的磁感应强度B0.01 T，车头灯电阻R210 .当车轮转动的角速度8 rad/s时求：图5218(1)发电机磁极转动的角速度0；(2)车头灯中电流的有效值I.【解析】(1)磁极与摩擦小轮