2022-2023学年人教版选择性必修第二册 3.2 交变电流的描述 作业

1、课时跟踪训练（十二） 交变电流的描述A级双基达标1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正弦式交变电流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，得正弦式交变电流i20si

2、n (10t) A的频率为 5 Hz，D项错误。2在阻值为70 的电阻中通以正弦交变电流，测得在10 min 内放出的热量为2.1104 J，则此交变电流的最大值为()A0.24 AB0.5 AC0.707 AD1 A解析：选D根据QI2Rt得Ieq f(1,r(2) A，所以Imeq r(2)I1 A。3(2021北京等级考)一正弦式交变电流的it图像如图所示。下列说法正确的是()A在t0.4 s时电流改变方向B该交变电流的周期为0.5 sC该交变电流的表达式为i2cos 5t(A)D该交变电流的有效值为eq f(r(2),2) A解析：选C由题图可知t0.4 s时电流为正方向最大值，电流方

3、向没有发生变化，故A错误；由题图可知，该交变电流的周期为T0.4 s，故B错误；由题图可知，电流的最大值为imax2 A，角速度为eq f(2,T)5 rad/s，故该交变电流的表达式为iimaxcos t2cos (5t) A，故C正确；该交变电流的有效值为ieq f(imax,r(2)eq r(2) A，故D错误。4多选匀强磁场中有一长方形导线框，分别以相同的角速度绕图a、b、c、d所示的固定转轴旋转，用Ia、Ib、Ic、Id表示四种情况下线框中电流的有效值，则()AIaIdBIaIbCIbIcDIcId解析：选AD线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势与固定转轴所处的位置无关。电动势相同

4、，电流的有效值相同，选项A、D正确。5在相同的时间内，某正弦式交变电流通过一阻值为100 的电阻产生的热量，与一电流为3 A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则()A此交变电流的有效值为3 A，最大值为3eq r(2) AB此交变电流的有效值为3eq r(2) A，最大值为6 AC电阻两端的交流电压的有效值为300 V，最大值不确定D电阻两端的交流电压的有效值为300eq r(2) V，最大值为600 V解析：选A根据交变电流有效值的定义知，交变电流的有效值即为直流电的电流值，为3 A。根据正弦式交变电流有效值与最大值的关系，可知交变电流的最大值为3eq r(2) A，A正确，B错误；

5、根据欧姆定律UIR，则有U有效I有效R，UmImR，故电阻两端的交流电压的有效值为300 V，最大值为300eq r(2) V，C、D错误。6.小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO匀速转动，如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A峰值是e0B峰值是2e0C有效值是eq f(r(2),2)Ne0 D有效值是eq r(2)Ne0解析：选D根据题意，小型发电机输出电压的峰值为Em2Ne0，选项A、B均错误；对于正弦式交变电流，峰值与有效值E的关系满足Eeq

6、f(Em,r(2)，故有效值为eq r(2)Ne0，选项C错误，D正确。7多选一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4 rad/s匀速转动，产生的交变电动势的图像如图所示，则()A交变电流的频率是4 HzB当t0时，线圈平面与磁感线垂直C当t0.5 s时，e有最大值D交变电流的周期是0.5 s解析：选BD由2f得交变电流的频率为f2 Hz，所以周期为0.5 s，A错误，D正确；当t0时，电动势最小，磁通量最大，线圈平面与磁感线垂直，B正确；当t0.5 s时，恰好是一个周期，e为零，所以C错误。8如图所示的交变电流由正弦式交变电流的一半和反向脉冲电流组合而成，则这种交变电流的有效值为()A.eq f(1

7、,2)I0 BI0C.eq f(r(2),2)I0 D.eq f(r(3),2)I0解析：选D设交变电流的有效值为I，周期为T，通过的电阻为R。则根据有效值的定义可得：I2RTeq blc(rc)(avs4alco1(f(I0,r(2)2Req f(T,2)I02Req f(T,2)，解得：Ieq f(r(3),2)I0，故D项正确。9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teq f(1,200) 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

8、：(1)由题图可知电动势的最大值Em5 V，根据正弦式交变电流的最大值和有效值的关系，故有效值Eeq f(r(2),2)Em3.5 V。(2)由题图可知T2102s，则eq f(2,T)100 rad/s，所以交变电动势的表达式eEmsin t5sin (100t) V，当teq f(1,200) s时，有e5sineq blc(rc)(avs4alco1(100f(1,200)V5 V此时线圈平面跟磁感线平行。(3)由于EmNBS，则Beq f(Em,NS)eq f(5,2516104250) 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 TB级选考

9、提能10如图甲所示，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亮度的。现将某无级调光台灯接在220 V 的正弦交变电流上，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()A220 V B156 VC110 V D78 V解析：选B虽然图示电流不是正弦交变电流，根据正弦式交变电流的图像对称性可知，只要有eq f(1,4)T的图线就满足最大值是有效值的eq r(2)倍，根据交变电流有效值定义有：eq f(U2,R)Teq f(blc(rc)(avs4alco1(f(Um,r(2),R)2eq f(T,2)，解得U110eq r(2) V156 V，故B正确，A、C、D

10、错误。11.一正弦式交变电流随时间变化的规律图像如图所示，由图可知()A用电流表测该电流其示数为10 AB该交变电流的频率为200 HzC该交变电流通过100 电阻时，电阻消耗的热功率为1 000 WD该交变电流瞬时值表达式为i10eq r(2)(sin 314t)A解析：选A由题图知该交变电流的有效值Ieq f(Im,r(2)eq f(10r(2),r(2) A10 A，电流表显示的是有效值，则示数为I10 A，选项A正确；由题图知周期T0.01 s，则频率feq f(1,T)100 Hz，选项B错误；电阻消耗的热功率为PI2R1104 W，选项C错误；线圈旋转的角速度2f628 rad/s

11、，所以瞬时值表达式i10eq r(2)sin (628t)A，选项D错误。12.如图所示，在匀强磁场中有一个导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B0eq f(5r(2),) T，线框的CD边长为20 cm，CE、DF边长均为10 cm，转速为50 r/s，从图示位置(线框平面与磁感线平行)开始计时。(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式。(2)若线框电阻r3 ，在A、B两端接“6 V12 W”的小灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能，小灯泡的实际功率为多大？解析：(1)由于题图所示位置磁感线与线框平面平行，故感应电动势的瞬时值表达式应为余弦函数。先求出线框的角速度和感应电动势的最大值。2n100 rad/sEmB0Seq f(5r(2),)0.20.1100 V10 eq r(2) V所以感应电动势的瞬时值表达式为e10eq r(2)cos(100t)V。(2)小灯泡是纯电阻用电器