（同步核心辅导）高中物理 第五章2课描述交变电流的物理量课后知能检测 新人教版选修32.doc

（同步核心辅导）高中物理 第五章2课描述交变电流的物理量课后知能检测 新人教版选修3-21(多选)一正弦式电流的电压随时间变化的规律如图5210所示由图可知()图5210a该交流电的电压有效值为100 vb该交流电的频率为25 hzc该交流电的电压的有效值为100 vd若将该交流电压加在阻值r100 的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 w【解析】由图象可看出该交流电的电压有效值为 v，a、c错误；频率为25 hz，b正确；p50 w，d正确【答案】bd2(多选)(2014东北师大附中高二检测)一个矩形线框的面积为s，在磁感应强度为b的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n，则()a线框交变电动势的峰值为nbsb线框交变电动势的有效值为nbsc从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nbsd感应电动势的瞬时值为e2nbssin2nt【解析】因为2n，所以embs2nbs，所以a错误；enbs，b正确；因为t，所以e4nbs，c错误；eemsin t2nbssin 2nt，d正确【答案】bd3两个完全相同的电热器，分别通以图5211甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比p甲p乙等于()甲乙图5211a.1b21c41 d11【解析】甲为矩形交变电流，它的大小恒为im，方向做周期性的变化，而电流通过电阻的热功率跟电流的方向无关，所以矩形交变电流通过电阻r的热功率p甲ir；乙为正弦交变电流，计算热功率时要用电流的有效值：i，所以p乙i2r()2rr，得.故b正确【答案】b4(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式电流电源上，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 v b5 vc10 v d10 v【解析】根据p，对直流电有p，对正弦式电流电有，所以正弦式电流电的有效值为u v，故交流电源输出电压的最大值umu10 v，故选项c正确，选项a、b、d错误【答案】c5(2014鞍山一中高二检测)夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图5212所示，此空调器运转1 h用电()图5212a1.0度 b1.5度c2.0度 d2.5度【解析】 由图象知，电功率随时间的变化周期为15 min，前5 min为0.5 kw，后10 min为2 kw.设电功率的有效值为p，周期为t，据有效值定义有p1p2pt将p10.5 kw，p22 kw代入得：p1.5 kw.此空调1 h用电wpt1.5(度)【答案】b6将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为b，方向如图5213所示的匀强磁场中匀速运动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为p的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为()图5213a. b.c. d.【解析】不封闭的正方形在磁场中转动产生正弦式电流，其产生交流电的最大值umblvbllbl22n，其有效值unbl2由于灯泡正常发光功率为p，则p，可得r.【答案】b图52147如图5214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】由题意得isin t，电流有效值i，p所以只有选项c正确【答案】c8一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图5215甲所示已知发电机线圈内阻为5.0 ，外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则()图5215a电压表的示数为220 vb电路中的电流方向每秒钟改变50次c灯泡实际消耗的功率为484 wd发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 j【解析】电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由图象知电动势的最大值em220 v，有效值e220 v灯泡两端电压uirr209 v，a错误；由图象知t0.02 s，一个周期内电流方向变化2次，可知1 s内电流方向变化100次，b错误；灯泡的实际功率p459.8 w，c错误；电流的有效值i2.2 a，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为qi2rt2.2251 j24.2 j，d正确【答案】d图52169(2011四川高考)如图5216所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为t，转轴o1o2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 .从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60时的感应电流为1 a那么()a线圈消耗的电功率为4 wb线圈中感应电流的有效值为2 ac任意时刻线圈中的感应电动势为e4costd任意时刻穿过线圈的磁通量为sint【解析】线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正(或余)弦式交变电流，因为从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，所以瞬时电动势表达式eemcos t，当转过60时eemcos 60，而i1 a，所以em4 v故电动势有效值e2 v，则线圈消耗功率p w4 w，则选项a正确；线圈中感应电流的有效值i a a，则选项b错误；因为em4 v，所以eemcos t4 cost v，则选项c正确；因为embs，所以mbs，所以任意时刻穿过线圈的磁通量为msin tsin t，所以选项d错误【答案】ac10(多选)电阻r1、r2与交流电源按照如图5217甲所示方式连接，r110 ，r220 .合上开关s后，通过电阻r2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示则()甲乙图5217a通过r1的电流有效值是1.2 abr1两端的电压有效值是6 vc通过r2的电流最大值是1.2 adr2两端的电压最大值是12 v【解析】由it图象可知，电流最大值im0.6 a，有效值i0.6 a，因r1与r2串联，则i1i0.6 a，u1ir16 v，i2mim0.6 a，u2mimr212 v，故a、c错误，b、d正确【答案】bd11一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈的匝数n100，穿过线圈的磁通量随时间t的变化关系如图5218甲所示，发电机线圈的电阻r5 ，外电路电阻r95 .求串联在外电路中的交流电流表的读数(结果保留2位小数)图5218【解析】感应电动势的最大值：emnbsnm设线圈在磁场中转动的周期为t，则有根据欧姆定律，电路中的电流的最大值为：im有效值：iim由题中给定的t图象可得：m1.0102 wb，t3.14102 s解以上各式，并代入数据，得：i1.41 a.【答案】1.41 a12如图5219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：图5219(1)交变电动势的峰值；(2)交变电动势的有效值；(3)设线圈电阻为r1 ，角速度100 rad/s，线圈由图示位置转过的过程中通过导线横截面的电荷量q.【解析】(1)由题意知图中位置是中性面，从此时开始计时，正弦交变电动势的瞬时值为：eemsin t，将t，e10 v代