高中物理第五章交变电流描述交变电流的物理量练习新人教版选修

1、谢谢你的观赏5-2描述交变电流的物理量03课后课时精练 KEHOUKE5HIHNGLIAN时间：40分钟满分：100分一、选择题（每小题6分，共60分）1.以下说法正确的是（）A.交变电流的有效值就是它的平均值一1B.任何交变电流的有效值都是它峰值的一. 30 r A答案 D解析 设交流电电流的有效值为 I ,周期为T,电阻为R24 2 T 222 ；30则I2RT= 域）R-3+42- R-3计算彳导出:I =3- A,所以D正确。3.如图甲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如图乙所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为（）.QC.

2、如果交变电流接在电阻 R上产生的热量为 Q,那么该交变电流的有效值为D.以上说法均不正确答案 D解析 交变电流的有效值不同于它的平均值,A错误；正弦式交变电流的有效值是它峰1值的狼，B错误；根据有效值定义，交变电流接在电阻R上，Q= I2Rt, I =,C错误。谢谢您的观赏8C.- A3A. 110 VB.156 VC. 220 VD.311 V答案 B解析交流电压表测量的是交流电压的有效值。题图乙所示波形为正弦交变电流在时间轴上方的部分。取一个周期T的时间，根据有效值的定义有:311 22T U2jz , - = T,所以 156R2 R4.调光台灯是通过双向可控硅电子器件来实现无级调节灯的

3、亮度的。现将某无级调光台灯接在220 V的正弦交变电源上，经过可控硅调节后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时电压表的示数是（）A. 220VB.156 VC. 110 VD.78 V答案 B解析 虽然图示不是正弦交变电流,根据正弦交变电流图的对称性，只要是有四分之一T /口2,解得:5.（多选）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴OO2垂直于图线就满足最大值是有效值的啦倍，根据交变电流有效值的定义有卫 T= DR RU= 110/ V= 156 V, B正确，A C D错误。60时的磁场方向，线圈电阻为 2 Qo从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过感应电流为1 A

4、。那么（）()2A.线圈消耗的电功率为4 WB.线圈中感应电流的有效值为2 AC.任意时刻线圈中白感应电动势为e= 4cos2Tt (V)D.任意时刻穿过线圈的磁通量为=sin /1 (Wb)兀 T答案 AC解析 当线圈转过60时，磁场与线圈平面夹角为 60。故有i =lmcos60 , Iv 2 A,电流的有效值为I=，=W A,线圈消耗的电功率 P= I2R= 4 W,故A正确，B错误。由上面可知 g=InR= 4 V,由图示位置产生余弦交流电，所以e=4cos2Tt (V),即C正确；Em=NBSo =m3 =m 即：m=，任意时刻穿过线圈的磁通量为=sin it (Wb)。T兀兀 T所

5、以D选项错误。6.(多选)在如图甲所示的电路中，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.交流电压的有效值为100 .2 VB.电流表示数为2 AC.交流电的频率为0.02 HzD.交流电电压白表达式为u= 1002sin100 % t(V)答案 BD解析由题图乙知交流电压的最大值为100y2 V, A错误；电流表显示有效值，示数为_ 100 _=50 A =2 A, B正确；由题图乙知交流电压的频率为1、一f=002 Hz = 50 Hz, C错误；交流电电压的表达式为u= Usin cot =1002sin100 Ttt（V） , D正确。7.将硬导

6、线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l ,它在磁感应强度为R方向如图所示的匀强磁场中匀速转动，转速为 n,导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为 P的小灯泡并正常发光， 电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计， 灯泡的 电阻应为（）2 7112nBA.P小 l nBC.-2P答案 BU由 P=A，解析 不封闭的正方形导线在磁场中转动产生正弦交流电，其产生交流电的最大值= NBSo =Bl2 2兀n,其有效值 U= ）m = V2nB7t 12,由于灯泡正常发光功率为P,2 兀 12nB 2可得：R= JP。故选区8.如图所示电路，电阻 R与电阻R阻值相同，都为 R,和R并联的

7、D为理想二极管（正向电阻可看成零，反向电阻可看成无穷大），在A B间加一正弦交流电u=20，2sin（100兀t）V,则加在R上的电压有效值为（A. 10 VC. 15 VD. 5 10 V答案 D解析 由二极管的单向导电性可知，若二极管导通，加在R上的电压波形为半个周期，有效值为20 V,若二极管截止，R、R2串联，则R2上的电压波形为半个周期，有效值为10 V 202 T 102 T U2由有效值的7E义可得 + =, T,解得U有=5/0 V ,选项D正确。RR.2 R22 R29 . 一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36 。磁感应强度B随

8、时间t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为（）+ /?/（ X 1 （尸 T）B.y6x 10 5 A3v25D.-2X10A.婿 X 10 5 A由5C.-2- X 10 A答案 B解析由法拉第电磁感应定律和欧姆定律A A B E S A BE=TT=S TT I =r= R 17,可得 03 s 内，I1=X6X10 A=2X10 5 A0.36335 s 内，I2 = X03 A -3X10 - A于是可作出i随时间变化的图象如图所示。W（x 10 A）由有效值的定义，Q直=Q交,I2Rt1+I2Rt2=I2Rt,其中 11 = 3 s , 12= 2 s ,t = ti+t2

9、,代入数据，解得I =46x105 A,故B选项正确。10 .传统的自行车发电机内部电路如图甲所示， 驱动轴一端与自行车车轮相连， 另一端 连接条形永磁铁，车轮转动过程中，驱动轴带动磁铁在铁芯之间匀速转动， 发电机线圈两端 产生的交变电压波形如图乙所示。 已知波形图中正负尖峰电压分别为 um和一5两个相邻正 负尖峰电压所对应的时间差为 At,发电机线圈匝数为 n。以下判断正确的是（ ）一，入，、2 71A.驱动轴转动的角速度 3 = AtB.线圈电压的有效值U -2U1C.穿过线圈磁通量变化率的最大值%= UnD.相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值Um32答案 C解析 根据题述两个相邻正

10、负尖峰电压所对应的时间差为At,可得交变电流周期T= 2At ,驱动轴转动的角速度 3=短 =/；,选项A错误。由于产生的交变电流不是按照正弦规律变化，线圈电压的有效值不是U lUm,选项B错误。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量变化率成正比，b nkm,穿过线圈磁通量变化率的最大值丘三选项C正确。相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值U= n2造，因为线圈转过一个完整的周期，磁通量变化量 A=0,所以电压平均值等于零，选项D错误。二、非选择题（共2小题，40分）11. （20分）如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线

11、圈的匝数 n=100、电阻r=10线圈的两端经集流环与电阻 R连接，电阻R= 90 ，与R并联的交流电压表为理想电表。在 t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化。求：(1)交流发电机产生的电动势的最大值；(2)电路中交流电压表的示数； 线圈从图示位置开始转动90。的过程中通过电阻 R的电荷量。答案 (1)200 V (2)90 / V (3)2.0X10 2 C解析(1)由题图乙可以知道，每匝线圈磁通量的最大值为 _一 2 . BS= 2.0X10 Wb,线圈转动的周期为 T= 6.28 X 10 2 s。发电机产生的电动势最大值为曰=nBSco

12、 = nm2/= 100X 2.0 x 10 2x 2 = 2 V =T6.28X10200 V。(2)由闭合电路的欧姆定律，可得感应电流的最大值Em200Im= R7 = 90770 A = 2 a，感应电流的有效值为I = -jm =A = %/2 A ,22电压表的读数是 U IR=2X90 V= 90/V。(3)电动势的平均值为E nA由闭合电路的欧姆定律,可得电流的平均值为_ E I = R+ r通过电阻R的电荷量q= I2nBS 100X2.0X10C = 2.0 X1090+ 102 Co12. (20分)如图所示，间距为l的光滑平行金属导轨，水平地放置在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，右端接阻值为R的电阻。一电阻为r、质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力 F作用下从t=0时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为v=vmsin cot。不计导轨电阻，求:XXXxx xAXXX(1)从t = 0至IJ t = 红时间内电阻R产生的热量; 3.-兀 (2)从t = 0至ij t =时间内外力F所做的功。2 32. 2 22. 2 2答案3RBl Vm1 2兀 B 1VmT-2 2M43 R+ r解析 导体切割磁感线产生的电动势为:e= Blv = Blv msin w t = Emsin w t ,可见它是一个正弦交变电