高中物理 第5章交变电流单元测验题1

用心 爱心 专心 1 第五章第五章 交变电流交变电流 单元测验 人教版选修单元测验 人教版选修 3 23 2 一 单项选择题 1 正弦交变电源与电阻R 交流电压表按照图甲所示的方式连接 R 10 交流电压 表的示数是 10 V 图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象 则 A 通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR cos100 t A 2 B 通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR cos50 t A 2 C R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR 5cos100 t V 2 D R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR 5cos50 t V 2 解析 选 A 交流电压表示数为 10 V 是有效值 故Um 10V 电阻上的交变电流与 2 交变电压的变化趋势相同 电阻R上电流的最大值为 10 10 A A 又因t 0 时 22 u um 故iR cos100 t A uR 10cos 100 t V 故选 A 22 2 下列四幅图是交流电的图象 其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是 解析 选 C 我国居民日常生活所用的是正弦式交流电 其电压的有效值是 220 V 最大 值为 311 V 周期为 0 02 s 所以只有 C 正确 3 2011 年湖南长沙模拟 一个阻值为2 的线圈在匀强磁场中转动 产生的交变电动势 为e 10sin20 tV 当该线圈与一阻值为8 的电阻组成闭合回路时 下列说法正确的是 2 A t 0 时 线圈平面位于中性面 B t 0 时 穿过线圈的磁通量为 0 C 电阻的热功率为 16 W D 用电压表测路端电压时读数为 11 3 V 答案 A 4 2011 年金华模拟 两只相同的电阻 分别通过正弦波形的交流电和方波形的交流 电 两种交变电流的最大值相等 波形如图所示 在正弦波形交流电的一个周期内 正弦波 形交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比等于 Q1 Q2 用心 爱心 专心 2 A 3 1 B 1 2 C 2 1 D 4 3 答案 B 5 小型交流发电机中 矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动 产生的感应电动势与时 间呈正弦函数关系 如图所示 此线圈与一个R 10 的电阻构成闭合电路 不计电路的 其他电阻 下列说法正确的是 A 交变电流的周期为 0 125 s B 交变电流的频率为 8 Hz C 交变电流的有效值为 A 2 D 交变电流的最大值为 4 A 解析 选 C 由图象可以看出 此交变电流的周期为 0 250 s 电压的最大值Um 20 V 所以交变电流的频率为 4 Hz A B 均错误 交变电流的最大值Im 2 A 有效值I Um R A C 正确 D 错误 Im 22 6 2009 年高考福建理综卷 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 如图乙所 示 则 A 电压表 V 的示数为 220 V B 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 W D 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 24 2 J 解析 选 D 电动势的有效值为E V 220 V 所以电流的有效值I 2202 2 E R r A 2 2 A 所以电压表的示数为U IR 2 2 95 0 V 209 V 选项 A 错 交变 220 95 0 5 0 电流的频率为f 50 Hz 每个周期内电流方向改变 2 次 故每秒钟内电流方向改变 100 1 T 次 选项 B 错 灯泡实际消耗的功率为P灯 I2R 2 22 95 0 W 459 8 W 故选项 C 错 发 用心 爱心 专心 3 电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q I2rt 2 22 5 0 1 J 24 2 J 选项 D 对 二 不定项选择题 7 如图所示的线圈中产生了交变电流的是 解析 选 BCD 当线圈绕垂直于磁场的轴转动 磁通量发生变化 才能产生交变电流 B C D 均符合要求 A 项中线圈的磁通量不发生变化 故不产生交变电流 8 2011 年湖州高三质检 如图甲所示 电阻R的阻值为 50 在ab间加上图乙所示 的正弦交流电 则下面说法中正确的是 A 电阻R的功率为 200 W B 电流表示数为 2 A C 产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为 3 14 rad s D 如果产生该交流电的线圈转速提高一倍 则电流表的示数也增大一倍 答案 ABD 9 内阻不计的交流发电机产生的电动势E 10sin50 t V 所接负载的电阻R 10 现把发电机的转速提高一倍 则 A 负载两端电压的有效值将变为 28 2 V B 交流电的频率将变为 50 Hz C 负载消耗的功率将变为 20 W D 负载消耗的功率将变为 40 W 解析 选 BC 原来的电动势最大值为 10 V 有效值为 7 07 V 当发电机的转速提高一倍 时 角速度增加一倍 频率也增加一倍 电动势最大值和有效值均增加一倍 表达式可以写 为E 20 sin 100 t V 由此可以看出提高转速后频率变为 50 Hz 电动势有效值为 14 14 V 负载消耗的功率将变为 20 W 故 B C 正确 10 2011 年绍兴一中检测 电阻为 1 的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 匀速转动时 所产生的正弦交流电的图象如图线a所示 当调整线圈转速后 该线圈中所产 生的正弦交流电的图象如图线b所示 以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 A 在图中t 0 时刻穿过线圈的磁通量均为零 B 线圈先后两次转速之比为 3 2 C 交流电a的电动势的有效值为 5 V 2 D 交流电b的电动势的最大值为 5 V 解析 选 BC 由图象可知 t 0 时刻线圈中的感应电流为 0 感应电动势为 0 穿过线 圈的磁通量的变化率为 0 所以穿过线圈的磁通量最大 A 错误 由图象可得线圈先后两次 转动的周期之比为 0 4 0 6 2 3 转速与周期成反比 所以线圈先后两次转速之比为 3 2 B 正确 由图象可得交流电a的电流的最大值为 10 A 有效值为 A 5 A 又矩 10 22 形线圈的电阻为 1 所以交流电a的电动势的有效值为 5 V C 正确 由 2 用心 爱心 专心 4 E nBS 可得电动势与周期成反比 所以交流电b的电动势的最大值为 V D 错 2 T 20 3 误 三 计算题 11 如图所示 间距为L的光滑水平金属导轨 水平地放置在竖 直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中 一端接阻值为R的电阻 质 量为m的导体棒放置在导轨上 其电阻为R0 在拉力F作用下从 t 0 的时刻开始运动 其速度随时间的变化规律为v vmsin t 不 计导轨电阻 求 1 从t 0 到t 时间内电阻R产生的热量 2 2 从t 0 到t 时间内拉力F所做的功 2 解析 1 e BLv BLvmsin t i sin t e R0 R BLvm R0 R 电流的有效值I Im 2 BLvm 2 R0 R 在t 0 t 时间内在R上产生的热量为 2 Q I2Rt 2 R BLvm 2 R0 R 2 RB2L2v2 m R0 R 2 2 由v vmsin t知 当t 0 时 v 0 当t 时 v vm 2 由功能关系得 WF mv I2 R R0 1 22 m 2 mv 1 22 m B2L2v2 m 4 R R0 答案 见解析 12 电压u 120sin t V 频率为 50 Hz 的交变电流 把它加在激发电压和熄灭电 2 压均为u0 60 V 的霓虹灯的两端 2 1 求在一个小时内 霓虹灯发光时间有多长 2 试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象 已知人眼的视觉暂留时间约为 s 1 16 解析 1 如图所示 画出一个周期内交变电流的u t图象 其中阴影部分对应的时间 t1表示霓虹灯不能发 光的时间 根据对称性 一个周期内霓虹灯不能发光的时间为 4t1 当u u0 60 V 时 2 由u 120sin t V 求得 2 t1 s 1 600 再由对称性知一个周期内能发光的时间 用心 爱心 专心 5 t T 4t1 s 4 s s 1 50 1 600 1 75 再由比例关系求得一个小时