人教版物理选修32　52　描述交变电流的物理量　同步测试

1、人教版物理选修3-2检测试卷第五章5.2描述交变电流的物理量郭大牛一、选择题1.关于交变电流,下列说法正确的是()A. 在一个周期内电流的方向改变两次B. 交变电流的最大值总是有效值的倍C. 若正弦交变电流的最大值为10V,则它的最小值为-10VD. 演示交变电流随时间变化规律时,应采用交流电流表2.一台家用电冰箱的铭牌上标有“220 V100 W”，这表明所用交变电压的()A. 峰值是380 V B. 峰值是220 VC. 有效值是220 V D. 有效值是311 V3.（多选）标有“220 V 0.5 F”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用( )A. 220sin 100t V B. 2

2、20 V的照明电路中 C. 380sin 100t VD.380 V的动力电路中4. （多选）有关资料显示,美国、加拿大等美洲地区UL标准:120 V/60 Hz,欧洲欧盟GS标准:240 V/50 Hz,中华人民共和国标准:220 V/50 Hz,下面说法正确的是()A. 文中的120 V,240 V,220 V指的是交变电流的峰值B. 我国制造的白炽灯拿到加拿大使用时,亮度明显变暗C. 我们实验室用的220 V/50 Hz的电火花计时器在美国使用时,打点周期不变D. 如果我国和欧盟的某个国家的火力发电厂都用旋转电枢的方式发电,且磁场是相同的,线圈匝数也是相同的,则二者的转速必然相同,线圈的

3、面积必然不同5.下图是某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系图象。如果其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的二倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为A. 400V，002s B. 200V，002sC. 400V，008s D. 200V，008s6.把一只电热器接到100V的直流电源上，在t时间内产生的热量为Q，若将它分别接到U1=100sint（V）和U2=50sin2t（V）的交变电流电源上，仍要产生热量Q，则所需时间分别是（）A.t，2t B.t，t C.2t，2t D.2t，8t7. （多选）一个矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈中的磁通量随时间变化的关系如图

4、所示，线圈的电阻为R，线圈共有n匝，则下列说法正确的是（）A.t= 时刻，线圈中的感应电动势为零B.t= 时刻，磁通量的变化率为 = C.线圈中感应电动势的瞬间表达式为e= sin tD.将磁通量的变化周期变为 ，则线圈中电流的功率增大为原来的4倍8. （多选）如图所示矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内下述说法正确的是()A. 因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零B. 线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C. 线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最大D. 若使线框转动的角速度增

5、大一倍，那么通过电流表电流的有效值也增大一倍9.如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列判断不正确的是（）A. 电压表的读数为B. 通过电阻R的电荷量为C. 电阻R所产生的焦耳热为D. 当线圈由图示位置转过30°时的电流为10. （多选）如图所示,内阻为r的线圈面积为S, 共N匝, 处在磁感应强度为B的匀强磁场中, 以角速度匀速转动, 线圈通过电刷与一个阻值为R的电阻连接, V为理想交流电压表. 则下列说法正确的是A. 电压表的读数是B. 电阻R上消耗

6、的功率为C. 以图示位置为计时零点, 电流的表达式为i = D. 线圈从图示位置开始转过90°角的过程中, 通过线圈导线截面的电量为11.某定值电阻接在输出电压为220V的直流电源上，消耗电功率为P，若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为，则此交流电源输出电压的最大值为（   ）A. B. C. 220V D. 110V12.如图所示,在匀强磁场中匀速转动的单匝纯电阻矩形线圈的周期为T,转轴垂直于磁场方向,线圈电阻为1 .从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60°时的感应电流为1A.下列说法正确的是(  )A. 线圈消

7、耗的电功率为1WB. 线圈中感应电流的有效值为2AC. 任意时刻穿过线圈的磁通量为sintD. 任意时刻穿过线圈中的感应电动势为cost13.电阻R1、R2与交流电源按照图所示甲方式连接，R110 ，R220 .合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示则 ( )A. 通过R1的电流有效值是1.2 AB. R1两端的电压有效值是6 VC. 通过R2的电流最大值是1.2AD. R2两端的电压最大值是6V14.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则（ ）A. t=0.005s时线框的磁通量变化率为零B.

8、 t=0.01s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300VD. 线框产生的交变电动势频率为100Hz15.如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间按正弦规律变化，其e­t图像如图乙所示。发电机线圈内阻为1 ，外接灯泡的电阻为9 。则A. 线圈的转速n480 r/minB. 电压表的示数为10VC. t0.125s 时，穿过线圈的磁通量为零D. 0 0.125s的时间内，流过灯泡的电量为C二、解答题16.如图所示，面积为 0.2m2 的单匝线圈在匀强磁

9、场中，线圈两端通过电刷 A、B 与外电路连接， 磁场方向垂直线圈平面已知磁感应强度 B=0.2T，电阻 R=10，线圈电阻忽略不计。假定线圈转动过程 中，电刷 A、B 与外电路始终良好接触，当线圈绕轴 OO转过 90°时，求：(1)流过电阻 R的电流方向；(2)穿过线圈的磁通量的变化量大小；(3)在此过程中通过 R的电量17.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

10、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最大值；（2）电路中电压表的示数；（3）R上的热功率18.如图所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 ，外接电阻R9 ，匀强磁场的磁感应强度为 ，当线圈以角速度=4rad/s的转速匀速转动时，求： (1) 电路中交流电压表的示数；(2) 线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量(3) 线圈从图示位置转过360°的过程中，外力做的功是多大？19.如图所示为交流发电机示意图，匝数n=100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5，在磁感应强度B=0.5T的匀

11、强磁场中绕OO 轴以50rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20的电阻R相连接，已知线圈绕OO 轴转动时产生的电动势最大值，求：（1）电压表和电流表示数？（2）电阻R上所消耗的电功率是多少？（3）由图示位置转过90°的过程中，通过R的电量是多少？20.图是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线框abcd可绕线框平面内垂直于磁感线的OO轴转动，由线框引出的导线ae和df分别与两个跟线框一起绕OO转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路。图是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的

12、横截面来表示。已知ab长度为L1，bc长度为L2，线框的匝数为N，线圈以恒定角速度逆时针转动。 （1）推导线框中产生感应电动势最大值的表达式； （2）线框平面处于中性面位置时开始计时，写出t时刻线框中感应电动势瞬时值的表达式；（3）若线框电阻为r，求外力驱动线框转动一周所做的功。评卷人得分五、作图题（题型注释）参考答案1.A【解析】线圈每通过中性面一次,电流方向改变一次,A对.只有正弦交变电流其最大值才是有效值的倍.交变电流的正负表示方向.只有直流电流表的偏向、偏角大小随电流方向、大小发生变化,交变电流的偏向角决定于交变电流的有效值,有效值不变,所以只有A正确.2.C【解析

13、】交流电表的示数，保险丝的熔断电流，铭牌上标有“220V，100W”，都是有效值，故C正确，ABD错误。3.AB【解析】A、由题可知，电容器的标称额定电压为有效值，能承受的电压最大值为220V=311V，所以可接入最大值为220V的交变电压上，故A正确；B、220V的照明电路电压是有效值，该电容器可以接入该照明电路中，故B正确；C、380sin100tV是正弦交变电压，电压的最大值为380V，超过电容器的耐压值，该电容器不能接在该电压上，否则将被击穿，故C错误；D、380V的动力电路电压的最大值为380V>220V，超过电容器的耐压值，该电容器不能接入该动力电路中，否则将被击穿，故D错误

14、。故选：AB。4.BD【解析】通常所说的电压,如无特殊说明,均指有效值,220 V/50 Hz 的灯泡在120 V的电压下工作时,由于电压达不到额定电压,实际功率达不到额定功率,所以变暗,B正确;电火花计时器打点频率取决于交变电流的频率,C错误;我国和欧盟交变电动势的有效值不同,最大值也不同,根据Em=NBS,式中的N、B、均相同,而Em相同,所以面积S必然不同.5.B【解析】由图读出原来交流电动势的最大值，周期，根据感应电动势最大值的表达式得知， 与成正比，则线圈的转速变为原来的两倍，感应电动势最大值变为原来的两倍，为由公式分析可知，线圈的转速变为原来的两倍，周期为原来的一半，即故选B6.D

15、【解析】设电热器的电阻为R当电热器接在U=100V的直流电源上时，Q= t当电热器改接到交流电源上时，Q= t根据Um1=100V解得t=2t当电热器改接到交流电源上时，Q= t根据Um2=50V解得t=8tD符合题意，ABC不符合题；故答案为：D7.BD【解析】A、t= 时刻，线圈中磁通量的变化率最大，线圈中的感应电动势最大，A不符合题意；B、由题目结合图象可知，t= 时刻，线圈中感应电流的最大值Em=nBS=n0 = =n ，解得： = ；B符合题意；C、线圈中感应电动势的瞬时表达式e=Emcos = cos C不符合题意；D、将磁通量的变化周期待变为 ，则电动势的最大值、有效值均变为原来

16、的2倍，由线圈中电流的功率P= 可知，电流的功率增大为原来的4倍，D符合题意故答案为：BD8.CD【解析】线框在匀强磁场中匀速转动时，在中性面即线框与磁感线垂直时，磁通量最大，感应电动势最小，而在题中图示位置线框与磁感线平行时磁通量最小，感应电动势最大，选项A、B错误，选项C正确；电流的有效值I，现在其余的量都不变，角速度增大一倍后，电流也增大一倍，D正确故选CD.9.B【解析】线圈在磁场中转动，产生的电动势的最大值为：Em=NBS，电动势的有效值为，电压表测量为电路的外电压，所以电压表的读数为，故A说法正确；根据平均感应电动势为： ，平均感应电流为： ，通过的电荷量为： ，联立可得电量为：

17、，故B说法错误；电阻R产生的热量为： ，故C说法正确；线圈转动产生的感应电动势的瞬时表达式为e=NBScost，当线圈由图示位置转过30°时产生的感应电动势为： ，形成的感应电流为： ，故D说法正确。所以选B。10.AB【解析】A，线圈在磁场中转动产生的最大感应电动势，电动势的有效值 ，电流的有效值是，由闭合电路欧姆定律知： ,故A正确；B ，电阻R上消耗的功率： ,故B正确；C ，线圈在此位置时的电动势的瞬时值表达式： ，所以此时电流的瞬时值表达式为： ， 故C 错误；D ，通过某个截面的电荷量 ， , ， ，所以得到电荷量 ，故D错误，综上所述本题答案是：AB11.C【解析】设电

18、热器的电阻为R，t时间内产生的热量为Q，则： 此热量是接交流电源上产生的热功率的2倍，所以，所以： 解得： ，所以最大值为： ，故C正确，ABD错误；故选C。12.C【解析】从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，电流的瞬时值表达式为i=Imcos，则电流的最大值为： ；电流的有效值为： ； 线圈消耗的电功率为：P=I2r=（）2×1W=2W，故AB错误；任意时刻穿过线圈的磁通量为：=msint 感应电动势的最大值为：Em=Imr=2×1=2V；根据公式Em=BS=m得：m=；可得任意时刻穿过线圈的磁通量为：= ，故C正确任意时刻线圈中的感应电动势为：e=Emcost

19、=2cost，故D错误；故选C.13.B【解析】由it图可知，电流的最大值A，所以有效值0.6 A因与串联，则，故A、B正确；I2mIm0.6A， V，故C、D错故选AB14.B【解析】A、由图乙可知，t=0.005s时刻，感应电动势最大，由法拉第电磁感应感应定律可知，穿过线框的磁通量变化率最大，故A错误；B、t=0.01 s时感应电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，即线框平面位于中性面，故B正确；C、由图乙可知，线框产生的交变电动势的最大值为311V，有效值为3220V，C错误；D、由图乙知，该交流电的周期为0.02s，频率为50Hz，D错误。故选：B。15.D【解析】由图可知，交

20、流电的周期为0.250s，则转速为，故A错误；电压表测量的为路端电压，由闭合电路欧姆定律可知： ，B错误；t=0.125s时，电动势为零，此时线圈处于中性面的位置上，此时穿过线圈的磁通量最大，C错误；00.125s的时间内，穿过线圈的磁通量变化量=2BS；则流过灯泡的电量为；因Em=nBS，角速度为： ，故有，联立各式解得，故D正确16.(1)从上到下 (2) (3)q=0.004C【解析】1)由楞次定律可知，流过电阻R的电流方为从上到下； (2)穿过线圈磁通量的变化量大小=BS 得=0.04Wb (3)由法拉第电磁感应定律   由闭合电路欧姆定律    由电量的定义有 由、式联合得q=0.004C    17.（1）200V（2）127.3V（3）180W【解析】 (1)交流发电机产生电动势的最大值：EmnBS，而m