人教版A版选修32 描述交变电流的物理量 作业.docx

5.2描述交变电流的物理量1.有一交变电流如图1所示，则由此图像可知()a它的周期是0.8 sb它的峰值是4 ac它的有效值是2 ad它的频率是0.8 hz 图1解析：由图像可读得其周期t0.8 s，频率f1.25 hz，故a对，d错；又可由图像读得im4 a，故b对；因为电流为非正弦式电流，故有效值i2 a，c错。答案：ab2一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为t。从中性面开始计时，当tt时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 v，则此交变电流的有效值为()a2 vb2 vc. v d. v解析：先用代入法求出感应电动势的最大值：由eemsin t得2 vemsin()，由此得em4 v，因此有效值为2 v。选项a正确。答案：a3如图2所示的甲、乙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()图2a有效值 b频率c最大值 d均不一样解析：由图像可知，两个交变电压最大值均为2 v，周期均为0.4 s，可知b、c正确。题图甲中电压有效值u甲，题图乙中电压有效值u乙um，故a错。答案：bc4某交变电流的电压为u6sin 314t v，则下列说法错误的是()a用此交变电流作打点计时器的电源时，打点周期为0.02 sb把耐压值为6 v的电容器接在此电源上会被击穿c此电压最大值为6 vdt s时，交流电压的瞬时值为3 v解析：由公式u6sin 314t 知，314 rad/s，故周期t0.02 s，a正确。耐压值6 v最大值6 v，故电容会被击穿，b正确。当t s时，u6sin v6 v3 v，故d错，c正确。答案：d5.如图3所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。t0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则()at0时刻线圈中的感应电动势为零b1 s内电路中的电流方向改变次c滑片p向下滑动时，电压表的读数不变d滑片p向下滑动时，电流表的读数不变 图3解析：如题图所示位置，t0，线圈的感应电动势为零，a正确；由t，得f，故1 s内电路中电流方向改变的次数为2f，b正确；由电压表的示数ur可知，滑片p向下滑动，电阻r增大，电压表示数u增大，而电表数示数i变小，c、d均错误。答案：ab6将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源的电动势随时间变化的规律如图4所示。下列说法正确的是()图4a电路中交变电流的频率为0.25 hzb通过电阻的电流为 ac电阻消耗的电功率为2.5 wd用交流电压表测得电阻两端的电压为5 v解析：由题图可知，该交变电流的周期为t4102 s，故频率为f25 hz；通过电阻的电流最大值为im1 a，有效值i0.707 a，电阻消耗的电功率为pi2r2.5 w。交流电压表测得的应为电阻两端的有效电压uir v3.5 v。答案：c7一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图5甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 ，则外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图5乙所示，则()图5a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：由电动势的图像知，其最大值为220 v，故有效值为220 v，电压表测量灯泡两端电压u209 v，a错；交流电的周期t0.02 s，方向每秒改变100次，b错；灯泡消耗的功率pi2r()295 w459.8 w，c错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热qi2rt()251 j24.2 j，d对。答案：d8.如图6所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是()a在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零 图6b线圈先后两次转速之比为32c交流a的有效值为5 vd交流b的最大值为5 v解析：在题图中t0时刻感应电动势均为零，所以该时刻穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面，选项a错误；先后两次的周期之比为23，频率之比为32，转速之比为32，选项b正确；由图可知交流a的最大值为10 v，所以a的有效值为 v5 v，选项c正确；交流a的电动势的最大值为em1nbs110 v，交流b的电动势的最大值为em2nbs2，又1232，所以em2 v，选项d错误。答案：bc9.如图7所示的电流i通过一个r1 的电阻，它不是恒定电流。图7(1)计算通电1 s内电阻r中产生的热量？(2)计算该交流电的有效值。解析：(1)电流i在1 s内产生的热量q2irt12irt221210.2 j22210.3 j2.8 j(2)由i2rtq得电流i a1.67 a，即该交变电流的有效值为1.67 a。答案：(1)2.8 j(2)1.67 a10在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n100匝，边长为20 cm，电阻为10 ，转动频率f50 hz，磁场的磁感应强度为0.5 t，求：(1)外力驱动线圈转动的功率。(2)转至线圈平面与中性面的夹角为30时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小。(3)在线圈由中性面转至与中性面成30夹角的过程中，通过线圈横截面的电荷量。解析：(1)线圈中交变电动势的最大值emnbs1000.5(0.2)2250 v628 v。交变电动势的有效值e314 v。外力驱动线圈转动的功率与线圈中交变电流的功率相等。即p外 w1.97104 w。(2)线圈转到与中性面成30角时，其电动势的瞬时值eemsin 30314 v，交变电流