高中物理阶段质量检测(三)交变电流(含解析)鲁科版

交变电流一、单项选择题(本大题共6小题，每题6分，共36分。在四个选项中，只有一个选项切合题目要求)1．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，当线圈经过中性面时，则以下判断不正确的选项是()A．线圈平面与磁场方向垂直B．线圈中的感觉电动势的方向将发生变化C．经过线圈的磁通量达到最大值D．经过线圈的磁通量的变化率达到最大值2．某个正弦式交变电流的刹时价表达式是i＝44sin20tA，与这个表达式符合的沟通电的图象是图中的()13．交变电压的刹时价u＝Umsin100πtV，当t＝600s时，u＝52V，则用电压表测电压，电压表上看到的读数为()A．5VB．52VC．10VD．102V4．一正弦式沟通电的电压随时间变化的规律如下图。由图可知()A．该沟通电的电压刹时价的表达式为

u＝100sin25

t

VB．该沟通电的频次为

50HzC．该沟通电的电压的有效值为

1002VD．若将该沟通电压加在阻值为

R＝100Ω的电阻两头，则电阻耗费的功率是

50W某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时，采纳了如下图的电路，此中

A1、A2是两个完整同样的灯泡。已知把开关置于

3、4

时，电路与沟通电源相通，稳固后的两个灯泡发光明度同样，则对该同学所做的操作描绘正确的选项是()A．当开关置于1、2时，稳固后A1、A2两个灯泡均发光且亮度也同样B．当开关置于1、2时，稳固后A1、A2两个灯泡均发光，但A1比A2亮C．当开关置于3、4时，稳固后若只增添沟通电的频次，两个灯泡的亮度将同时变暗D．在开关置于3、4瞬时，A2立刻发光，而A1亮度慢慢增大6.如下图，面积为

S的矩形线圈共有

N匝，内阻为

r，绕

OO′轴以角速度

ω匀速转动，当从图示地点转过

90°的过程中，以下说法正确的选项是

(

)A．电压表的读数是NBωSR＋Rr2B．经过电阻R的电荷量是R＋rπN2B2ωS2C．外力做功是4R＋r222NBωRSD．电阻R上产生的焦耳热是R＋r2二、多项选择题(本大题共3小题，每题6分，共18分，所有选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)7.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化的图象如下图，则以下说法正确的选项是()A．t＝0时刻线圈平面与中性面平行B．t＝0.1s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大C．t＝0.2s时刻，线圈中有最大感觉电动势D．t＝0.3s时刻，线圈中有最大感觉电流8.如下图，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为

T，转轴

O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为

2Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过

60°时的感觉电流为1A。那么

(

)A．线圈耗费的电功率为4WB．线圈中感觉电流的有效值为2A2πC．随意时刻线圈中的感觉电动势为e＝4cosTt2T2πD．随意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝πsinTt9．有一个交变电流，其电压u＝311sin314tV，则()A．用此交变电流作打点计时器的电源，打点周期为0.02sB．可使“220V,100W”的灯泡正常发光，也可使耐压值为220V的电容器正常工作C．用沟通电压表测该电压，读数为311VD．使用这个交变电流的用电器，每经过1C电量时，电流做功220J三、非选择题(本大题共3小题，共46分。解答应写出必需的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)10．(14分)一矩形线圈有100匝，面积为50cm2，线圈内阻r＝2Ω，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时开始计时，已知磁感觉强度B＝0.5T，线圈的转速n＝1200r/min，外接一用电器，电阻为＝18Ω，试写出R两头电压刹时R值的表达式。11．(15分)如图甲所示，AB间为沟通电源，电压u＝311·sin100πtV，经过某“过滤”装置P后将图乙所示正弦沟通电滤去一半，获得如图丙所示的沟通电，求：CD间接打点计时器时打点周期为多大？CD间接有“220V,40W”灯泡时其发光功率为多大？(3)CD间可否连结“220V,20μF”的电容器？12．(17分)如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平搁置，线圈的两头接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀散布的磁场。已知线圈的匝数n＝100匝，电阻r＝1.0Ω，所围成矩形的面积S＝0.040m2，小灯泡的电阻R＝9.0Ω，磁场的磁感觉2π强度按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感觉电动势刹时价的表达式为e＝nBmSTcos2π，此中m为磁感觉强度的最大值，T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻随温度的变TtB化，求：线圈中产生感觉电动势的最大值；小灯泡耗费的电功率；T(3)在磁感强度变化的0～4的时间内，经过小灯泡的电荷量。参照答案1．6.C7．BCD8.AC9.AD1．分析：选D知道线圈经过中性面这个特别地点时各物理量及它们的变化状况：①线圈各边都不切割磁感线，即感觉电流等于零；②磁感线垂直于该时刻的线圈平面，因此磁通量最大，磁通量的变化率为零；③交变电流的方向在中性面的双侧是相反的，每当线框转过中性面时，感觉电动势和感觉电流方向就改变一次，A、B、C正确，D错误。2．分析：选C由刹时价表达式2πωm正确。3．分析：选C把时间和相应的电压值代入刹时价表达式获得最大值Um＝102V，再m10V，C正确。求出有效值U＝U＝10V，电压表丈量的是有效值，因此读数为24．分析：选D从图中可知，沟通电周期＝4×10－2s，峰值电压m＝100V，故友流TU1U电的频次f＝T＝25Hz，有效值U＝m＝502V，加在R＝100Ω的电阻上时的热功率P2U2m2ππtV，A、B、C错误，D正确。＝R＝50W，刹时价表达式u＝UsinTt＝100sin505．分析：选D当开关置于1、2时，电源为直流电，电容器隔直流，A不亮，A、B错2误；当开关置于3、4时，交变电源相连达稳固状态后，若只增添沟通电的频次，则L的感抗增大，C的容抗减小，A1变暗，A2变亮，C错误；当开关置于3、4瞬时，因为L产生的自感电动势阻挡电流的变化，也就是只同意电流迟缓增大，故A1中电流渐渐增大，因此其亮度渐渐变亮，D正确。6．分析：选C由题意可知，周期＝2π，线圈转动过程中产生的最大电动势为m＝TωEE2E2NBSωRω，电动势的有效值为＝mω，电压表的读数为V＝＝；＝R＋rNBSE22NBSUR＋rRENΦ从图示地点转过90°的过程中，经过电阻的电荷量为q＝I·t＝＋·t＝＋trRrRt＝NΦ＝NBSW为W＝Q＝E2TπNBS2ω；电阻RR＋rR＋r；依照能量守恒，外力做功R＋r·＝R＋r4上产生的焦耳热为E2TπNBS2ωRQR＝R＋rR·＝＋2。4Rr综上可知，A、B、D错误，C正确。7．分析：选BCD矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，若以线圈经过中性面为计时起点，感觉电动势刹时表达式为e＝Emsinωt，计时开始时，穿过线圈的磁通量为最大值Φm＝BS，e＝0。而图示开始时Φ＝0，但Φe＝Em，可见磁通量的变化与感觉电动势t最大，则此时的变化规律存在“互余”关系，A错误，B、C、D正确。8．分析：选AC从线圈平面平行于磁感线开始计时，正弦式交变电流的感觉电动势的一般表达式为＝mcosθ，且该式的建立与转轴的地点没关(转轴平行于磁感线的状况除eE外)，则感觉电流ieEmEm1Im＝2A，I有效＝2＝＝cosθ，由题给条件有1＝×，m＝4V，则RR22EA，电功率P＝I2R＝4W，A正确，B错误；e＝4cosωt＝4cos2π有效m2π2T2T2π＝Φm·T得Φm＝π，故Φ＝πsinTt，D错误。9．分析：选AD由电压的表达式u＝311sin314tV知ω＝314rad/s≈100πrad/s,100πrad/s＝2πf，f＝50Hz，因此T＝0.02s，A正确；电压的最大值为311V，有效值为220V，可使“220V,100W”的灯泡正常发光，电容器的耐压220V小于311V，故电容器不可以正常工作，B错误；电压表的示数应为有效值220V，C错误；每经过1C电量时，电功W＝IUt＝qU＝220J，D正确。10．分析：线圈转动的角速度ω＝2πn＝40πrad/s产生感觉电动势的最大值Em＝NBSω＝10πV线圈感觉电动势e＝Emcosωt＝10πcos40πtV故R两头电压Ru＝e×R＋r＝9πcos40πtV答案：u＝9πcos40πtV11．分析：(1)过滤前沟通电的周期2π2πT＝ω＝100π＝0.02s过滤前打点计时器每经0.02s打一次点。过滤后电流变化周期仍是0.02s。因此打点计时器的打点周期不变，仍为0.02s。(2)设题图乙所示沟通电的有效值为U，有m/22T2uUR·2＝R·T311解得U＝2um＝2V3112U2P2由P＝R知40＝2202解得小灯泡的功率P＝20W过滤后，电压的最大值不变，大小为311V，电容器的电压“220V”是击穿电压，因此不可以直接连结在CD间。答案：(1)0.02s(2)20W(3)不可以12．分析：(1)因为线圈中产生的感觉电流变化的周期与磁场变化的周期同样，因此由图象可知，线圈中产生交变电流的周期为T＝3.14×10－2m×10－2Ts，B＝1.0因此线圈中感觉电动势的最大值为2πmEm＝T＝8