18-19 课时分层作业8 描述交变电流的物理量

课时分层作业(八)［基础达标练］(时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1．下列提到的交流电，不是指有效值的是()交流电压表的读数B.保险丝熔断电流C.电容器击穿电压D.220V交流电压【解析】电容器击穿电压指电容器两端能承受的电压的最大值．【答案】C2．下列关于交变电流的说法正确的是()若交变电流的峰值为5A,则它的最小值为一5A用交流电流表测交变电流时，指针来回摆动我国工农业生产和生活用的交变电流频率为50Hz,故电流方向每秒改变100次正弦交变电流i=20sin10nt(A)的峰值为20A,频率为100Hz【解析】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0.02s，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co=2nf,得正弦交变电流i二20sin10nt(A)的频率为5Hz,D项错误．【答案】C3．(多选)如图5-2-8甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示,则()【导学号：57272101】

甲乙

图5-2-8A.两次t=0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2:3第1页第第页Em⑵1Em⑵1mR+r，代入数据得匸爲A二2A.因为是正弦式交变电流，所以电流表读数即有效值A~1.41A.(3)P二I2R二(72)2X9.9W二19.8W.答案】(1)20V(2)1.41A(3)19.8W［能力提升练］

(时间：25分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分)如图5-2-12所示，实验室中有一台手摇交流发电机，内阻r=1.0Q，外接R=9.00的电阻.闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e=10\/2sin10nt(V)，贝肚)【导学号：57272102】图5-2-12该交变电流的频率为10Hz该电动势的有效值为1^.''2V外接电阻R所消耗的电功率为10W电路中理想交流电流表宀的示数为1.0A【解析】由产生的电动势可知，该交变电流的频率为5Hz，选项A错误；该电动势的有效值为E二10V,选项B错误；电路中交流电流表的示数为电流的有效值，为I二旦=1.0A,选项D正确；外接电阻R所消耗的电功率为P二I2RR+r=9W,选项C错误.【答案】D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T.从中性面开始计时，当F^T时，线圈中感应电动势的瞬时值为2V，则此交变电流的有效值为()A.2辺VB.2VC.\/2VD.亨V

【解析】先用代入法求出感应电动势的最大值:由e=Emsin得2V=Emsin佯X12），由此得Em=4V，因此有效值为2“、.辽V，选项A正确•【答案】A3．匝数为100的线圈通有如图5-2-13所示的交变电流（图中曲线为余弦曲线的一部分），单匝线圈电阻r=0.02Q,则在0〜10s内线圈产生的焦耳热为（）图5-2-13A．80JB．85JC．90JD．125J【解析】由交变电流的有效值定义知打2AK/+（2A）2R・2=，2RT,该交变电流的有效值1二乎A，线圈的总电阻R总=100X0.02。二2。，由Q=I2R总t得Q=85J,选项B正确.【答案】B4.如图5-2-14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O]O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Q.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（）图5-2-14线圈消耗的电功率为1W线圈中感应电流的有效值为2A2n任意时刻线圈中的感应电动势为e=2\：'2cos亍t（V）任意时刻穿过线圈的磁通量为O=〒sintt（Wb）【解析】从垂直中性面开始其瞬时表达式为i=Imcos0，则电流的最大值Im=Co%=2A；线圈消耗的电功率p=I2r=库/Jr=4W,选项A错误；有效值=Imr=2X2V==Imr=2X2V=4Vm意时刻线圈中的感应电动势e意时刻线圈中的感应电动势e=Emcosm2n2n亍t=4cos亍t（V），选项C错误；任意时刻穿过线圈的磁通量①=BSsinyt,根据公式Em二NBS®得BS二罷，。二2Tsin亍t(Wb)，选项D正确.【答案】D5．(多选)如图5-2-15是某交流发电机产生的交变电流的图象，根据图象可以判定()【导学号：57272103】图5-2-15此交变电流的频率为5Hz该交变电流的电压瞬时值的表达式为u=12sin10nt(V)将标有“12V3W”的灯泡接在此交流电源上，灯泡可以正常发光图象上对应的0.1s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面【解析】由题图象可知，交变电流的周期T二0.2s,交变电压的最大值Um=12V，所以此交变电流的频率f二*5Hz，角速度①二卑二10兀rad/s，交变电压瞬时值的表达式u二Ufin二12sin10nt(V)，选项A、B均正确；标有“12V3W”的灯泡正常发光时其两端电压的有效值为12V而交变电压有效值U=Um二6子V，所以灯泡不能正常发光，选项C错误；题图象上对应的0.1s时刻，交变电压瞬时值为零，穿过发电机中的线圈的磁通量最大，发电机中的线圈刚好转至中性面，选项D正确.【答案】ABD6.如图5-2-16所示电路中，电源电压u=311sin100ntV,A、B间接有“220V440W”的电暖宝、“220V220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝.下列说法正确的是()图5-2-16交流电压表的示数为311V电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于A电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍1min内抽油烟机消耗的电能为1.32X104J【解析】由u=311sin100nt(V)可知，交变电压的有效值为220V，故交流电压表的示数为220V,选项A错误；由两用电器的额定功率为660W,根据P二UI可知，保险丝的额定电流应不小于3A，选项B错误；因抽油烟机220W包括热功率及机械功率，故电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍还要多，选项C错误；根据W=Pt可得1min内抽油烟机消耗的电能为1.32X104J,选项D正确．【答案】D二、非选择题(14分)7.如图5-2-17所示，在匀强磁场中有一个内阻r=30、面积S=0.02m2的半圆形导线框可绕00、轴旋转.已知匀强磁场的磁感应强度B=5n2T.若线框以e=100nrad/s的角速度匀速转动，且通过电刷给“6V12W”的小灯泡供电，则：图5-2-17若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的瞬时值表达式；从图示位置开始，线框转过90°的过程中，流过导线横截面的电荷量是多少？该电荷量与线框转动的快慢是否有关？由题所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，则小灯泡实际功率为多大？【解析】(1)线框转动时产生感应电动势的最大值Em二BS"10\/2V,则感应电动势的瞬时值表达式e二Emcoset二10-J2cos100nt(V).(2)线框转过90°的过程中，产生的平均电动势~E_A©_2BS®,At