【学案导学设计】高中物理 第2章 交变电流与发电机章末检测卷 沪科版选修32.doc

【学案导学设计】2014-2015学年高中物理 第2章 交变电流与发电机章末检测卷 沪科版选修3-2 (时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1如下图所示的四种随时间变化的电流图像，其中属于交变电流的是()答案d解析由图像可知，a、b、c选项电流的大小变化，但电流的方向一直没变，由交变电流、直流电的广义定义知该电流应为直流电d选项中电流大小和方向都改变，故为交变电流2图1甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分，下列说法错误的是()图1a图甲、图乙均表示交流电b图甲所示电压的瞬时值表达式为u20sin (100t) vc图乙所示电压的有效值为20 vd图乙所示电压的有效值为10 v答案c解析根据交变电流定义，图甲、图乙均表示交流电，图甲所示电压的瞬时值表达式为u20sin (100t) v，选项a、b正确由有效值定义，0.020.04，解得题图乙所示电压的有效值为10 v，选项d正确，c错误3在如图2所示的交流电路中，保持电源电压一定，当交变电流的频率增大时，各电压表的示数将()图2av1、v3增大，v2减小bv1不变，v2减小，v3增大cv1不变，v2增大，v3减小dv1、v2、v3都不变答案c解析电感线圈对交流电的阻碍作用随着频率的增大而增大，因此电压表v2示数增大，电容器对交流电的阻碍作用随着频率的增大而减小，电压表v3减小，电压表v1不变，故选c.4在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图3甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则()图3at0.005 s时线框的磁通量变化率为零bt0.01 s时线框平面与中性面重合c线框产生的交变电动势有效值为311 vd线框产生的交变电动势频率为100 hz答案b解析由题图乙可知，正弦交流电电压的最大值为311 v，周期t0.02 s，所以该交流电的有效值为u v220 v，频率f50 hz，c、d错误；由题图乙知，t0.005 s时电动势最大，磁通量的变化率最大，a错误；t0.01 s时电动势为0，磁通量变化率为0，但磁通量最大，线框处于中性面位置，b正确5某电源输出的电流既有交流成分又有直流成分，而我们只需要稳定的直流，下列设计的电路图中，能最大限度使电阻r2获得稳定直流的是()答案a6如图4所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为b的水平匀强磁场中，线框面积为s，电阻为r.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动，下列说法正确的是()图4a转过时，线框中的电流方向为abcdab线框中感应电流的有效值为c从中性面开始转过的过程中，通过线框横截面的电荷量为d线框转一周的过程中，产生的热量为答案c解析由楞次定律和右手定则可知，转过时，线框中的电流方向为adcba，a错误；线框中感应电流的最大值为imax，由于线框中的感应电流是正弦交流电，其电流有效值为i，b错误；由q可知，从中性面开始转过的过程中，通过线框横截面的电荷量为q，c正确；线框转一周的过程中，产生的热量等于感应电流做的功，因此qwi2r，d错误二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分每题至少有两个选项正确，选对得5分，漏选得2分，错选得0分)7某小型发电机产生的交变电动势为e50sin (100t) v，对此电动势，下列表述正确的是()a最大值是50 v b频率是100 hzc有效值是25 v d周期是0.02 s答案cd解析考查交流电的最大值、瞬时值、有效值、周期、频率等基本物理量，交变电动势瞬时值的表达式为eemaxsin tnbssin t50sin (100t) v，故交变电动势的最大值为50 v，有效值为e25 v，故a错，c对，由2f100 rad/s得频率是f50 hz，周期t0.02 s，故b错，d对8一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图5所示，由图可知()图5a该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin (25t) 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答案bd解析由图像可知正弦交流电的周期t0.04 s，则f25 hz，2f50 rad/s，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin (50t) v，a不正确，b正确；该交流电的电压的有效值为 v50 v，则c不正确；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p w50 w，则d正确，所以正确答案为b、d.9如图6甲是小型交流发电机的示意图，两磁极n、s间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表线圈绕垂直于磁场方向的水平轴oo沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是 ()图6a电流表的示数为10 ab线圈转动的角速度为50 rad/sc0.01 s时线圈平面与磁场方向平行d0.02 s时电阻r中电流的方向自右向左答案ac10如图7所示，发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形铁心之间的径向磁场中，两半边间的过渡区域宽度很小，可忽略不计线圈的总匝数为n、总电阻为r，每匝线圈的面积为s，线圈所在位置的磁感应强度大小为b.当线圈以角速度匀速转动时，额定电压为u、电阻为r的小灯泡在电路中恰能正常发光，则发电机产生的感应电动势的有效值是()图7anbs b.nbs cu d(1)u答案ad解析根据题述线圈处于磁铁和圆柱形铁心之间的径向磁场中，当线圈以角速度匀速转动时，产生的交变电流为矩形波，发电机产生的感应电动势的有效值是nbs，选项a正确，b错误由闭合电路欧姆定律，eu(1)u，选项c错误，d正确三、填空题(本题共2小题，共8分)11. (4分)一交流电压随时间变化的图像如图8所示若将该电压加在10 f的电容器上，则电容器的耐压值应小于_ v；若将该电压加在一阻值为1 k的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝额定电流不能低于_ a.图8答案2000.14解析电容器的耐压值应小于交流电的最大值，即小于200 v；保险丝的额定电流为有效值，所以i a0.14 a.12(4分)有一个电子元件，当它两端的电压的瞬时值高于e110 v时则导电，低于e110 v时不导电，若把这个电子元件接到有效值为220 v、频率为50 hz的正弦交流电的两端，则它在1 s内导电_次，每个周期内的导电时间为_答案100 s解析由题意知，加在电子元件两端电压随时间变化的图像如图所示，表达式为u220sin t其中2f，f50 hz，t0.02 s，得u220sin (100t) v把u110 v代入上述表达式得到t1 s，t2 s所以每个周期内的通电时间为t2(t2t1) s s由所画的ut图像知，一个周期内导电两次，所以1 s内导电的次数为n2100.四、计算题(本题共4小题，共48分)13(8分)一台微波炉说明书所列的部分技术参数如下表，请回答：型号wd800(mg5579mt)输入电源220 v,50 hz输出功率800 w微波频率2 450 mhz输入功率1 250 w(1)这台微波炉使用的是哪一种电源？(2)这台微波炉输入电流的有效值是多大？输入电流的峰值是多大？答案(1)交流电源(2)5.68 a8.03 a解析(1)由表数据可知其是交流电源(2)输入电流有效值i a5.68 a输入电流的峰值imaxi5.68 a8.03 a.14(10分)某电路两端交流电压uumaxsin (100t) v，在t0.005 s时刻，电压u为10 v，求接在此电路两端的电压表示数如将阻值为r的电阻接在此交流电压上时功率为p，而改接在电压为u0的直流电压上时功率为p/2，求u0的值答案7.07 v5 v解析根据uumaxsin (100t) v，代入t0.005 s时的电压值，10umaxsin (0.5) v得umax10 v而电压表的示数指的是有效值故uumax7.07 v由功率关系p和p得所求直流电压的值u0 u umax5 v.15(12分)如图9所示，间距为l的光滑平行金属导轨，水平放置在竖直向下的磁感应强度为b的匀强磁场中，右端接阻值为r的电阻一电阻为r、质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力f作用下从t0时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为vvmaxsin t.不计导轨电阻，求：图9(1)从t0到t时间内电阻r产生的热量；(2)从t0到t时间内外力f所做的功答案(1)(2)mv解析导体切割磁感线产生的电动势为eblvblvmaxsin temaxsin t可见它是一个正弦交变电流，所以其有效值为e电流的有效值为i(1)时间tt所以这段时间内产生的热量为qi2rt.(2)t在四分之一周期内产生的热量为qi2(rr)(rr)由功能关系得：w外mvqw外mv.16(18分)如图10所示，线圈面积为0.05 m2，共100匝，线圈总电阻为1 ，与外电阻r9 相连当线圈在b t的匀强磁场中绕oo以转速n300 r/min匀速转动时，求：图10(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时值表达式；(2)两电表、的示数；(3)线圈转过 s时，电动势的瞬时值；(4)线圈转过 s的过程中，通过电阻r的电荷量；(5)线圈匀速转一周外力做的功答案(1)100sin (10t) v(2)5 a45 v(3)50 v(4) c(5)100 j解析(1)因为emaxnbs，2n，其中n300 r/min5 r/s，代入数据可得10 rad/s，emax100 v若