2019_2020学年高中物理课时跟踪检测（九）描述交变电流的物理量新人教版.docx

课时跟踪检测（九） 描述交变电流的物理量一、选择题1下列提到的交流电，不是指有效值的是()A交流电压表的读数B保险丝熔断电流C电容器击穿电压 D220 V交流电压解析：选C电容器击穿电压指电容器两端所能承受电压的最大值。2下列关于交变电流的说法正确的是()A若交变电流的峰值为5 A，则它的最小值为5 AB用交流电流表测交变电流时，指针来回摆动C我国工农业生产和生活用的交变电流频率为50 Hz，故电流方向每秒改变100次D正弦交变电流i20sin (10t)A的峰值为20 A，频率为100 Hz解析：选C电流的负值表示电流方向与规定正方向相反，不表示大小，A项错误；交流电流表测交变电流时，指针不会来回摆动，B项错误；我国工农业生产和生活用的交变电流，周期为0.02 s，交流电方向一个周期改变两次，所以每秒改变100次，C项正确；由2f，得正弦交变电流i20sin (10t)A的频率为 5 Hz，D项错误。3匝数为100的线圈通过如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分)，单匝线圈电阻r0.02 ，则在010 s内线圈产生的焦耳热为()A80 J B85 JC90 J D125 J解析：选B由交变电流的有效值定义知 A2R(2 A)2R I2RT，该交变电流的有效值I A，线圈的总电阻R总1000.02 2 ，由QI2R总t，得Q85 J，选项B正确。4.线圈ABCD的面积是0.03 m2，共100匝，线圈电阻为2 ，外接纯电阻R为8 ，线圈处于如图所示匀强磁场中，磁感应强度为 T。自t0时刻起，线圈由中性面开始绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动，角速度为 rad/s。下列说法正确的是()At0.05 s时，线圈中的电流方向为ABCDABt0.05 s时，电流表的示数为2.5 ACt0.05 s时，线圈中的电流大小为2.5 ADt0.05 s时，穿过线圈的磁通量为 Wb解析：选C线圈转动的周期T0.6 s，当t0.05 s时，线圈位于前半个周期内，根据楞次定律可知电流的方向为ADCBA，故A错误；线圈转动产生的感应电动势的最大值为EmNBS50 V，感应电动势的有效值E25 V，电流表测量的为有效值，根据闭合电路的欧姆定律可知I2.5 A，故B错误；产生的感应电动势的瞬时值e50sin t V，当t0.05 s时，产生的感应电动势的瞬时值为e50sinV25 V，线圈中的电流I2.5 A，故C正确；穿过线圈的磁通量的最大值BS Wb，磁通量随时间的变化关系cos t Wb，当t0.05 s时，穿过线圈的磁通量为 Wb，故D错误。5电阻R1、R2和交流电源按照图甲所示方式连接，R110 ，R220 。合上开关S后，通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t的变化情况如图乙所示，则()A通过R1的电流的有效值是1.2 ABR1两端的电压有效值是6 VC通过R2的电流的有效值是1.2 ADR2两端的电压有效值是6 V解析：选B由题图乙可知，通过R1和R2的电流的有效值都是0.6 A，故A、C错；R1两端的电压有效值U1IR16 V，故B对；R2两端的电压有效值U2IR212 V，故D错。二、非选择题6有一交流发电机模型，用示波器观察到它产生的感应电动势波形如图所示，求：(1)电动势的最大值和有效值；(2)当t s时，电动势的瞬时值，并指出此时线圈相对于磁场的位置；(3)已知线圈面积为16 cm2，共25匝，计算匀强磁场的磁感应强度。解析：(1)由图像可知电动势的最大值Em5 V，根据正弦交流电的最大值和有效值的关系，故有效值EEm3.5 V。(2)因为eEmsin t5sin 100t V，当t s时，有e5sinV5 V此时线圈平面跟磁感线平行。(3)由于EmNBS，则B T0.4 T。答案：(1)5 V3.5 V(2)5 V线圈平面跟磁感线平行(3)0.4 T一、选择题1多选如图甲、乙分别表示两种电压的图像，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两种电压的有效值相等C图甲所示电压的瞬时值表达式为u311sin (100t)VD两种电压的周期相同解析：选CD题图甲、乙都表示交流电，题图甲中有效值U V，题图乙中的有效值不存在这一关系，所以它们的有效值不相等，A、B错误；由题图甲看出T2102 s，100 rad/s，所以u311sin (100t)V。由图像可知两种电压的周期都是2102 s，C、D正确。2.如图所示，线框匝数为N，面积为S，以角速度绕垂直磁感应强度为B的匀强磁场的轴匀速转动。线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表A和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是()A图示位置电流最大BR两端电压的有效值UNBSC交流电流表的示数INBSD一个周期内通过R的电荷量q解析：选C题图所示位置，线框位于中性面位置，线框产生的感应电动势的瞬时值为零，故回路中电流为零，最小，故A错误；矩形闭合导线框在磁场中转动，产生的交流电的电压最大值为：EmNBS，二极管具有单向导电性，一个周期中只有一半时间电路中有电流，根据电流的热效应得：T，解得：U，I，电流表的示数为有效值，所以电流表的示数为，故B错误，C正确；一个周期中只有一半时间电路中有电流，由，I，qIt，得到电量为：q2，故D错误。3.如图所示是某小型交流发电机的示意图，其矩形线圈abcd的面积S0.03 m2，共有10匝，线圈总电阻为r1 ，线圈处于磁感应强度大小为 T的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻R9 的连接。线圈在外力作用下以恒定的角速度10 rad/s绕轴OO匀速转动时，下列说法正确的是()A电阻R的发热功率是3.6 WB理想交流电流表的示数是0.6 AC用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为0.02 sD如果将电阻R换成标有“6 V3 W”字样的小灯泡，小灯泡能正常工作解析：选B线圈中的感应电动势最大值为EmnBS6 V，所以电动势有效值为E6 V，电流表的示数I0.6 A，电阻R的发热功率PI2R3.24 W，选项A错误，B正确；T0.2 s，故用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔是0.2 s，选项C错误；电动势有效值是6 V，但由于线圈有电阻，所以“6 V3 W”的小灯泡不能正常工作，选项D错误。4.如图所示区域内存在匀强磁场，磁场的边界由x轴和y2sinx(0x2 m)曲线围成，现有一边长为2 m的正方形单匝线框在水平拉力F的作用下，以水平速度v10 m/s匀速穿过该磁场区，磁场区的磁感应强度为0.4 T，线框电阻R0.5 ，不计一切摩擦阻力，则()A拉力F的最大值为8 NB拉力F的最大功率为12.8 WC拉力F要做25.6 J的功才能让线框通过此磁场区D拉力F要做12.8 J的功才能让线框通过此磁场区解析：选C当线框的BC边或AD边到达磁场区中线位置时，回路中电流最大，拉力F最大，拉力F的功率也最大，由EBLv，I，F安BIL可得，拉力F的最大值FmF安12.8 N，拉力F的最大功率PmFmv128 W，选项A、B错误；由eByv8sinV可知，线框中产生的是正弦交变电流，电动势的有效值为E V4 V ，电流存在时间t0.4 s，故拉力F要做的总功为Wt25.6 J，选项C正确，D错误。5在如图甲所示的电路中，电阻R26R1，D1、D2为理想二极管，当输入如图乙所示的正弦交流电时，电压表的示数为()A. B.C. DU0解析：选C由题意可知，0时间内两电阻串联，则电路总电阻RR1R2，根据欧姆定律得出电压表读数U1R1，T时间内电压反向，回路中只有电阻R1，则电路总电阻RR1，根据欧姆定律得出电压表读数U2U0，根据交流电的有效值定义得T，解得UU0，故C正确。二、非选择题6.如图所示，一个半径为r的半圆形单匝线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：(1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置起转过转的时间内，负载电阻R上产生的热量；(3)从图示位置起转过转的时间内，通过负载电阻R的电荷量；(4)电流表的示数。解析：(1)设线圈从题图所示位置绕轴匀速转动时，在电路中产生的交变电流方向为正方向，则所产生的交变