课时分层作业8 描述交流电的物理量

1、.课时分层作业八根底达标练时间：15分钟分值：50分一、选择题此题共6小题，每题6分，共36分1多项选择关于交变电流的周期和频率，以下说法正确的选项是 【导学号：24622065】A正弦式交变电流连续两次出现正向最大值的时间间隔等于一个周期B50 Hz的交变电流，其周期等于0.05 sC频率为50 Hz的交变电流，1 s内方向变化100次D频率为50 Hz的交变电流，1 s内方向变化50次AC正弦式交变电流连续两次出现正向最大值的时间间隔等于一个周期，选项A正确；50 Hz的交变电流，其周期等于0.02 s，选项B错误；频率为50 Hz的交变电流，1 s内方向变化100次，选项C正确，选项D错

2、误2以下说法错误的选项是A耐压值为300 V的电容器两端可平安接到220 V的交流电源上B交流电气设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值C计算交流电的电功、电功率及电热时电压、电流必须用交流电的有效值D没有特别说明时交流电的数值均指有效值A有效值为220 V的交流电电压的最大值为311 V，高于电容器的耐压值300 V，选项A错误；交流电气设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值，选项B正确；计算交流电的电功、电功率及电热时电压、电流必须用交流电的有效值，选项C正确；没有特别说明时交流电的数值均指有效值，选项D正确应选A.3如图2­2­10所示，正弦交流电甲和

3、方波交流电乙的峰值、频率完全一样，把两电流分别输入完全一样的两个电阻中，经过一样的时间足够长后，两电阻中消耗的电能之比W甲W乙为 【导学号：24622066】图2­2­10A12 B1C11 D12A在一个周期T内，正弦交流电在电阻中消耗的电能为W甲Rt，方波交流电在电阻中消耗的电能为W乙I2Rt，所以W甲W乙12，故A正确4.如图2­2­11所示，两个一样的定值电阻1、2分别接在正弦交流电源和直流电源的两端，直流电压恒为U0.当电阻1、2的通电时间分别为t和2t时，两个电阻上产生的热量均为Q.那么该正弦交流电源电压的最大值是图2­2­

4、;11A.U0 B2U0C.U0 D.U0B设两电阻的阻值均为R，正弦交流电源电压的最大值为Um，那么Qt，Q·2t，解得Um2U0，选项B正确5在图2­2­12所示电路中，A是熔断电流I02 A的保险丝，R是可变电阻交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e220sin 314t V为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于图2­2­12A110 B110 C220 D220 B由e220sin 314t V可知，Em220 V，故E220 V，又r0，故U220 V，根据欧姆定律可得可变电阻的最小阻值为110 ，选项B正确6在匀强磁

5、场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图2­2­13甲所示产生的交变电动势的图像如图2­2­13乙所示，那么 甲乙图2­2­13At0.005 s时线框的磁通量变化率为零 Bt0.01 s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311 VD线框产生的交变电动势频率为100 HzB由e­t图像知，t0.005 s时磁通量的变化率最大，A项错误；t0.01 s时的电动势为零，此时磁通量的变化率为零，磁通量最大，线框与中性面重合，B项正确；交变电动势的有效值为E V，C项错误；电动势的频率为f50 Hz，

6、D项错误二、非选择题14分7如图2­2­14所示，一小型发电机内有n100匝的矩形线圈，线圈面积S0.10 m2，线圈电阻可忽略不计在外力作用下矩形线圈在B0.10 T的匀强磁场中，以恒定的角速度100 rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，发电机线圈两端与R100 的电阻构成闭合回路，求：图2­2­141线圈转动时产生感应电动势的最大值；2从线圈平面通过中性面时开场，线圈转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量【解析】1线圈中感应电动势的最大值EmnBS3.14×102 V.2设从线圈平面通过中性面时开场，线圈转过90

7、°角所用时间为t，线圈中的平均感应电动势n通过电阻R的平均电流在t时间内通过电阻横截面的电荷量Qt1.0×102 C.【答案】13.14×102 V21.0×102 C才能提升练时间：25分钟分值：50分一、选择题此题共4小题，每题6分，共24分1一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像，如图2­2­15甲所示发电机线圈内阻为5.0 ，外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图2­2­15乙所示，那么 甲乙图2­2­15A电压表的示数为220 VB电路中的电流方向每秒钟改变50次C灯泡实际消

8、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 JD电动势的有效值为E Em220 V，所以电流的有效值为I A2.2 A，所以电压表示数应为U2.2×95 V209 V，A项错误；交流电的频率为f50 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次，B项错误；灯泡实际消耗的功率为P灯I2R2.22×95.0 W459.8 W，故C项错误；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为QI2rt2.22×5.0×1 J24.2 J，D项正确2多项选择如图2­2­16甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以

9、不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图2­2­16乙中曲线a、b所示，那么甲乙图2­2­16A两次t0时刻线圈平面均与中性面重合B曲线a、b对应的线圈转速之比为23C曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 VAC由交变电流的图像获得最大值、周期等信息，结合交变电流的产生过程求解由图像可知，两次转动都是从中性面开场计时的，故A正确；由图像可知，曲线a、b对应的线圈转动的周期之比为23，那么转速之比为32，故B错误；由图像可知曲线a的周期Ta4×102 s，那么曲线a表示的交变电动势频率

10、fa25 Hz，故C正确；交变电动势的最大值EmnBS，那么曲线a，b表示的交变电动势的峰值之比为EmaEmbab32，即EmbEma10 V，故曲线b表示的交变电动势的有效值为E有 V5 V，D错误3.实验室里的交流发电机可简化为如图2­2­17所示的模型，正方形线圈在程度匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO轴匀速转动今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 VR10 ，线圈电阻忽略不计，以下说法正确的选项是 【导学号：24622067】图2­2­17A线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零B从线圈经过中性

11、面开场计时，线圈中电流瞬时值表达式为icos 50tAC流过电阻R的电流每秒钟方向改变50次D电阻R上的热功率等于20 WC电压表的示数是有效值，故电压最大值Um10 V图示位置与中性面垂直，此时产生的感应电流最大，故A错；产生的最大电压UmU10 V，Im A，2×25 rad/s50 rad/s，从中性面开场计时的瞬时值表达式是iImsin tsin 50tA，故B错；交变电流在一个周期内方向改变2次，因此流过电阻R的电流每秒钟方向改变50次，故C对；P10 W，故D错4.如图2­2­18所示电路，电阻R1与电阻R2阻值一样，都为R，和R1并联的D为理想二极管

12、正向电阻可看做零，反向电阻可看做无穷大，在A、B间加一正弦交流电压u20sin 100t V，那么加在R2上的电压有效值为图2­2­18A10 V B20 VC15 V D5 VD由u20sin 100t V可知，电压的有效值为20 V在一个周期T内，当二极管导通时，R2上的电压有效值为U120 V；当二极管不导通时，R2上的电压有效值为U210 V根据有效值的概念可得·T··，解得U5 V，选项D正确二、非选择题此题共2小题，共26分513分如图2­2­19所示，矩形线框的匝数N250 匝，ab12 cm，ad10 cm，

13、线框置于B T的匀强磁场中并绕垂直于磁场的轴以120 r/min匀速转动线框通过滑环与外电路相连，外电路接有R12 的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12 V的氖泡L.求：图2­2­191当K接e时，电流表的读数为多少？R的热功率为多大？10 min内外力对线框做的功为多少？2当K接f时，氖泡闪光的频率为多大？通电10 min，氖泡发光的总时间为多少？线框电阻不计【解析】1当K接e时，电流表的读数为I A A1.4 AR的热功率PI2R2×12 W24 W外力做的功都转化为R上的热量，故WPt24×10×60 J1.44×104 J.

14、2当K接f时，取从中性面开场计时，产生的感应电动势为ENBSsin t24sin 4t根据正弦曲线的变化规律，可知在交变电流的一个周期T内，氖泡发光2次，每次发光的时间为.由于T s，故氖泡闪光的频率为4次通电10 min，氖泡发光的总时间为t10×60×4×× s400 s.【答案】11.4 A24 W1.44×104 J24次400 s613分如图2­2­20甲，电阻为R2 的金属线圈与一平行粗糙轨道相连并固定在程度面内，轨道间距为d 0.5 m，虚线右侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B10.1 T，磁场内外分别静置垂直于导轨的金属棒P和Q，其质量m1m2 0.02 kg，电阻R1R2 2 .t0时起对左侧圆形线圈区域施加一个垂直于纸面的交变磁场B2，使得线圈中产生如图2­2­20乙所示的正弦交变电流从M端流出时为电流正方向，整个过程两根金属棒都没有滑动，不考虑P和Q电流产生的磁场以及导轨电阻重力加速度g取10 m/s2.甲乙图2­2­201假设第1 s内线圈区域的磁场B2正在减弱，那么其方向应是垂直纸面向里还是向外？2假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属棒与导轨间的滑动摩擦因数至少应是多少？3求前4 s内回路产生的总焦耳热【解析】1第1