人教版选修32 5.2 描述交变电流的物理量 作业.doc

5.2 描述交变电流的物理量 作业一、选择题(本题共8小题，。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1如图所示，已知交流电的电动势为e220sin100t v，电阻r2 200 ，则电路中交流电流表和电压表的示数分别为 ()a0.1 a,220 v b0.1 a,220 vc0.1 a,220 vd0.1 a,220 v解析：交流电流表、电压表的读数都为有效值，所以u v220 v，i a0.1 a，所以选d。2阻值为10 的电阻接到电压波形如图所示的交流电上。以下说法中正确的是()a电压的有效值为10 vb通过电阻的电流有效值为 ac电阻消耗的电功率为5 wd电阻每秒钟产生的热量为10 j解析：根据图象可知电压最大值为um10 v，有效值为u v，电流有效值为i a，电阻消耗的电功率为pi2r()210 w5 w。每秒种产生的热量为qpt5 j。答案：bc3一电阻接一直流电，通过4 a的电流时热功率为p，若换接一正弦交流电，它的热功率变为，则该交流电电流的最大值为 ()a4 ab6 ac2 a d4 a解析：由pi2r得r，接交流电时，i2，2i216。i a，所以im i4 a。应选a。4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3所示，此空调器运转1 h用电( )图3a1.0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：b5一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甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图4乙所示，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：由题图甲知em220 v，则电电动势有效值e220 v，i a2.2 a，v表示数亦即路端电压有效值uir2.295 v209 v，a错；线框每转一圈，电流方向改变两次，故每秒钟电流方向改变n22次100次，b错；由p灯ui得：p灯2092.2 w459.8 w，c错；由qi2rt得：qr2.22512 j24.2 j，d正确。6在阻值为70 的电阻中通以正弦交变电流，测得在10 min内放出的热量为2.1104 j，则此交变电流的最大值为()a0.24 ab0.5 a c0.707 a d1 a解析：根据qi2rt得i a，所以im i1 a。答案：d7正弦交变电与电阻r、交流电压表按图5甲所示的方式连接，r10 ，交流电压表的示数是10 v，图乙是交变电输出电压u随时间t变化的图象，则()图5a通过r的电流ir随时间t变化的规律是ircos 100t ab通过r的电流ir随时间t变化的规律是ircos 50t acr两端的电压ur随时间t变化的规律是ur5cos 100t vdr两端的电压ur随时间t变化的规律是ur5cos 50t v解析：交流电压表测的是有效值 u10 v，电压的最大值um10 v 。由图象可得电阻r两端交流电压的瞬时值ur10cos 100t v，通过r上的电流有效值i a1 a，则最大值im a，其瞬时值为ircos 100t a。答案：a8频率为50 hz的交变电流，其电压u120sint v，把它加在激发电压、熄灭电压均为85 v的霓虹灯的两端，则在半个周期内霓虹灯点亮的时间是()a. s b. sc. s d. s解析：该交变电压的周期t s0.02 s，电压的最大值um120 v170 v285 v。作出交变电压的ut图象如图所示，由于加在霓虹灯两端电压大于85 v时灯管才发光，由图象可知在半个周期内灯管点亮的时间是tt2t1，u170sin(2ft)v85 v 则2ft1，t1 s2ft2，t2 s 所以tt2t1 s即霓虹灯在半个周期内被点亮的时间为 s。答案：c二、非选择题(本题共2小题，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9一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匝，穿过线圈的磁通量随时间t的变化关系如图6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：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：m1.0102wb，t3.14102 s解以上各式，并代入数据，得：i1.41 a。10n匝矩形线圈，面积为s，在磁感应强度为b的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴，以角速度做匀速转动，外电路闭合。若从线圈通过中性面时开始计时，则经