高中物理 5.2《描述交变电流的物理量》课时作业 新人教版选修32.doc

5.2描述交变电流的物理量基础达标1下列说法正确的是()a使用交流电的电器设备所标示的额定电压、额定电流的数值均为最大值b用交流电流表和电压表测得的数值是有效值c照明电路电压为220 v指的是有效值d所有交变电流的有效值和最大值之间存在于e，u和i的关系【解析】本题考查交变电流有效值和最大值的关系各种使用交流电的用电器铭牌上所标的数值均为有效值，故a项错误；交流电表测量值为有效值，故b项正确；照明电路电压为220 v是有效值，故c正确；e，u，i是正弦交变电流有效值和最大值的关系，故d项错误故正确答案为bc.【答案】bc2下列提到的交流电，哪一个不是指有效值()a交流电压表读数 b保险丝熔断电流c电容器击穿电压 d220 v交流电压【答案】c3如图所示是一个正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 aa正确，b、c、d错误【答案】a4一只“220 v,100 w”的灯泡接在u311sin314t v的交变电源上，则下列判断不正确的是()a灯泡不能正常发光b与灯泡串联的电流表的示数为0.45 ac与灯泡并联的电压表的示数为220 vd通过灯泡的电流的表达式为i0.64sin314t a【解析】从电压瞬时值表达式知电压有效值为220 v，故“220 v,100 w”灯泡接在此交流电源上能正常发光，故a错误通过灯的电流i a0.45 a，也是与灯串联电流表的示数，故b正确电压表与灯并联测得的也是灯的电压有效值，故示数为220 v，所以c选项也正确通过灯的电流的有效值为0.45 a，故其最大值im0.45 a0.64 a，故d选项也正确本题答案为a.【答案】a5一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所示已知发电机线圈内阻为5.0 ，若外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图所示，则()a电压表v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】电压表的示数为灯泡两端电压的有效值，由图象可知电动势的峰值em220 v，则其有效值e220 v，灯泡两端电压uirr209 v，故a选项错误；由图象可知t0.02 s，一个周期内电流方向改变2次，可知1 s内电流方向改变100次，故b选项错误；灯泡的实际功率p459.8 w，c选项错误；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qi2rt24.2 j，故d选项正确【答案】d6如图所示的(a)、(b)两图分别表示两个交流电压，比较这两个交变电压，它们具有共同的()a有效值 b频率c最大值 d均不一样【解析】由题图可知，两个交变电压最大值均为2 v，周期均为0.4 s，可知b正确题图(a)中电压有效值ua，题图(b)中电压有效值ubum，a错【答案】bc7一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【解析】根据交变电动势的最大值，emnbs，其中bs1.0102 wb，从图象中可读出t3.14102 s，则200 rad/s，代入最大值公式得em1001.0102200 v200 v，e100 v则交流电流表的读数应 i a1.41 a.【答案】1.41 a8一电流i010 a的直流电通过电阻r在时间t内产生的热量与一交变电流通过r/2时在同一时间内产生的热量相同，则该交流电的有效值为多少？【解析】根据t时间内直流电流i0在电阻r上产生的热量与同一时间内交流电流的有效值i在电阻r/2上产生的热量相同，则irti2(r/2)t，所以ii010 a.【答案】10 a能力提升1如图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是()a图甲表示交流电，图乙表示直流电b两种电压的有效值都是311 vc图甲所示电压的瞬时值表达式为u220sin100t vd在相同时间内分别在同一电热丝上加两图所示电压，产生的热量不相同【解析】因为两种电压大小和方向都发生周期性变化，都是交流电，a项错；很明显题图甲的电压有效值u311/ v220 v，题图乙的电压有效值不等于220 v，选项b错，d正确；因周期t0.02 s，100 ，而最大值为311 v，故c项错【答案】d2如图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图如图所示此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为()a110 v b156 vc220 v d311 v【解析】从ut图象看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为220 v；后半周期电压为零根据有效值的定义，t0，得u156 v，选项b正确【答案】b3如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则()a两次t0时刻线圈平面均与中性面重合b曲线a、b对应的线圈转速之比为2：3c曲线a表示的交变电动势频率为25 hzd曲线b表示的交变电动势有效值为10 v【解析】由题图2知t0时两次电动势都等于零，故a正确由图2知两次转动所产生的交变电动势的周期之比ta：tb2：3，再由n得na：nb3：2，故b错误因ta4102 s，故fa25 hz，c正确因ema15 v，而embnbs，故embema10 v，eb5 v，d错误【答案】ac4.如右图所示，间距为l的光滑平行金属导轨ab、cd，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为b的匀强磁场中，ac端接阻值为r的电阻一电阻为r0、质量为m的导体棒mn放置在导轨上，在外力f的作用下从t0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律是vvmsint，导轨的电阻值忽略不计求：(1)从t0到t的时间内电阻r产生的热量q.(2)从t0到t的时间内外力f做的功w.【解析】(1)导体棒mn切割磁感线产生的感应电动势为eblvblvmsint，因此是正弦规律变化式交变电流，且峰值emblvm，则有效值为e，由欧姆定律得i.电阻r上产生的热量为q，则：qi2rt.(2)由能量守恒知：外力做的功等于电路产生的热量与机械能之和，即we热e机i2(rr0)tekmv.【答案】(1)(2)mv5电磁炉起加热作用的底盘可以简化等效为如下图所示的31个同心导电圆环，各圆之间彼此绝缘，导电圆环所用材料单位长度的电阻为r00.125 (/m)从中心向外第n个同心圆环的半径rn(cm)，式中n1、231.电磁炉工作时产生垂直于锅底方面的变化磁场，磁场的磁感应强度b的变化率为100sint(t/s)(计算时取210)(1)半径为r1(n1)的圆环中感应电动势最大值为多少伏？(2)半径为r1(n1)的圆环中感应电流的有效值为多少安？(3)各导电圆环总的发热功率为多少瓦？【解析】(1)半径为r1的圆环中感应电动势e1s1，s1r代入数据得最大值e1m0.57 v.(2)半径为r1的圆环中感应电动势的有效值e1有0.40 v圆环中电流的有效值i1有r12r1r0代入数据得i1有8.0 a.(3)第n个圆环的电动势ensn100snsint有效值en有100