2013高中物理全部配套课时作业5.2描述交变电流的物理量新人教版选修3-2

1、用心爱心专心 -1 - 2013 高中物理人教选修 3-2 全部配套课时作业：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 s B. 它的峰值是 4 A C. 它的有效值是 2 2 A D. 它的频率是 0.8 Hz 解析：由图像可读得其周期 T= 0.8 s,频率f = T = 1.25 Hz,故 A 对，D 错；又可由图像 读得lm= 4 A，故 B 对；因为电流为非正弦式电流，故有效值 答案：AB 2 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 1 一 时，当t = T时，线圈中感应电动势的瞬时值为 2V，则

2、此交变电流的有效值为 （ ） A. 2 2 V B. 2 V C. 2 V D. -2 V 一 2n T 解析：先用代入法求出感应电动势的最大值：由 e= Esin w t得 2 V = Esin（ T X乜）， 由此得E= 4 V，因此有效值为 2 2 V。选项 A 正确。 答案：A 3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 2 A. 有效值 B.频率 C.最大值 D.均不一样 I 丰=2j 2 A , C 错。 T。从中性面开始计 甲 C 用心爱心专心 -2 - 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，

3、可知 B、C 正确。用心爱心专心 -3 - 题图甲中电压有效值 Um U甲=,题图乙中电压有效值 U乙=Um,故 A 错。 答案：BC 4 .某交变电流的电压为 u= 6 2sin 314 t 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 s B. 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 2 V 1 一 D. t = 300 s 时，交流电压的瞬时值为 3 V 300 2 解析：由公式 u= 6;2sin 314 t 知，3= 314 rad/s ，故周期 T= = 0.02 s , A 正确。 1 耐压值 6

4、V v最大值 6 2 V，故电容会被击穿， B 正确。当t = 300 s 时，u= 6 2sin -3 V = V = 3 6 V,故 D 错，C 正确。 答案：D 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 冗 E U= r +R R= r可 I + R 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 E I = r + R变小，C D 均错误。 答案：AB 6将阻值为 5 Q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 （ ）5.如图 3 所示, 电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂

5、直于磁场 的轴以角速度 3匀速转动。t =0 时刻线圈平面与磁场垂直，各电表 均为理想交流电表，则（ ） A. t = 0 时刻线圈中的感应电动势为零 B. 1 s 内电路中的电流方向改变 3次 冗 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 解析：如题图所示位置, t = 0，线圈的感应电动势为零, A 正确；由 2n T= 3 3 2n， nJ 图 3 A. 电路中交变电流的频率为 0.25 Hz B. 通过电阻的电流为 2 A C. 电阻消耗的电功率为 2.5 W D. 用交流电压表测得电阻两端的电压为 5 V T= 4X 10_2s，故频

6、率为f = T= 25 Hz;通过电 答案：C 线圈内阻为 5.0 Q,则外接一只电阻为 95.0 Q的灯泡，如图 5 乙所示, A.电压表 V 的示数为 220 V C.灯泡实际消耗的功率为 484 W 解析：由题图可知，该交变电流的周期为 阻的电流最大值为I m= R= 1 A，有效值I I m =0.707 A，电阻消耗的电功率为 P= |2R= 2.5 W 交流U= IR =字 V = 3.5 V。 7 一5 甲所示。 已知发电机 B.电路中的电流方向每秒钟改变 50 次 D.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 2 V,故有效值

7、为 220 V, 端电压 U= 209 V, A 错；交流电的周期 T= 0.02 s，方向每秒改变 100 次, 电压表测量灯泡两 B 错；灯泡消耗的 2 220 2 2 功率P= I R= (955) x 95 W= 459.8 W C 错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热 Q= I rt 220 95 + 5) 2 X 5X 1 J = 24.2 J ,D 对。 5 图 4 图 5 答案：D 8. 如图6所示， 图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产 用用心爱心专心 -6 - 10 所以a的有效值为 m V = 5 2 V，选项 C 正 确；交流a的电动势的最大值为 Emi= nBSo

8、1 = 10 V,交流b的电动势的最大值为 氐=nBSo 2, 20 又3 1 : 3 2= 3 : 2，所以Em2=3 V，选项 D 错误。 答案：BC 9. 如图 7 所示的电流i通过一个R= 1 Q的电阻，它不是恒定电流。 t/A 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 Q= 2I?Rt1+ 2I iRt2 = 2X1 2X 1X 0.2 J + 2X2 2X 1X 0.3 J= 2.8 J (2)由|2Rt= Q得电流I = RQ = 律 A = 1.67 A,即该交变电流的有效值为 1.

9、67 A。 答案：(1)2.8 J (2)1.67 A 10. 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 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a的有效值为 5 2 V D. 交流b的最大值为 5 V 解析：在题图中t = 0 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 2 : 3,频率之比为 3 : 2,转

10、速之比为 3 : 2, 选项 B 正确；由图可知交流 a的最大值为 10 V, 2 - 用心爱心专心 -7 - 线圈的匝数为n= 100 匝，边长为 20 cm,电阻为 10 Q ,转动频率f = 50 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 2 Em= nBSw = 100X 0.5 X (0.2) X2 n X 50 V628 V。用心爱心专心 -8 - 外力驱动线圈转动的功率与线圈中交变电流的功率相等。 (2)线圈转到与中性面成 30角时，其电动势的瞬时值 e 314 交变电流的瞬时值 i=,= 订 A = 31.4 A o R 10 (3)在线圈从中性面转过 30角的过程中， 线圈中的平均感应电动势 贝U q= I t = n R 100X0.5 X0.2 2x 1 0,866 10 答案：(1)1.97 X 10 4 W (2)314 V 31.4 A (