人教版选修3-2第五章交变电流单元测试2

1、第五章交变电流（建议用时：45分钟）一、选择题1 .一矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动， 线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的规律如图1所示，下列说法中正确的 是（）A .此交流电的频率为0.2 HzB. 此感应电动势的有效值为1 VC. t= 0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行1D. 在线圈转动过程中，穿过线圈的最大磁通量为 而冗Wb一 1【解析】由题图可知，此交流电的周期T= 0.2 s,频率f=二5 Hz，A错;Em J 2E =专V，B错.t= 0.1 s时，电动势为0,线圈平面与磁感线垂直，C错.因2冗1Em = nBSo，其中 n= 10， 3=1

2、0n rad/s 故 Om= BS=冗 Wb， D 正确.【答案】D2. 风速仪的简易装置如图2甲所示.在风力作用下，风杯带动与其固定在 一起的永磁铁转动，线圈中的感应电流随风速的变化而变化.风速为V1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示；若风速变为V2,且V2V1,则感应电流的峰值Im、周期T和电动势E的变化情况是（）甲:J/AAMLJr/*乙A . Im变大，T变小C. Im变小，T变小图2B . Im变大，T不变D . Im不变，E变大【解析】风速增大，周期T变小，电动势E变大，感应电流的峰值Im变大，选项A正确.【答案】 A3. 如图3所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于

3、磁场的轴匀速转动所产 生的感应电动势的图象，根据图象可知（）图3A .此感应电动势的瞬时表达式为 e= 200si n（0.02t） VB. 此感应电动势的瞬时表达式为 e= 200sin（ 100 tnVC. t= 0.01 s时，穿过线圈的磁通量为零D. t = 0.02 s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大2冗【解析】由图知，Em= 200 V，=100n A错，B对；t = 0.01 s和t=0.02 s时，线圈处于中性面，C、D均错.【答案】B4. 某正弦式交流电的电流i随时间t变化的图象如图4所示.由图可知（）【导学号：94530068】1A 电流的最大值为10 AB 电流的有效值为

4、10 AC该交流电的周期为0.03 sD 该交流电的频率为0.02 Hz【解析】由题图知此交流电的电流的最大值为10 2 A，则有效值为1 =10 2i-2- a = 10 A ；周期为0.02 s,则频率为f=50 Hz.【答案】B5. （多选）电阻为1 Q的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转 动时，产生的正弦交流电的图象如图5中图线a所示；当调整线圈转速后，该线 圈中所产生的正弦交流电的图象如图线 b所示，以下关于这两个正弦交流电的说 法正确的是（）A. 在图中t = 0时刻穿过线圈的磁通量均为零B. 线圈先后两次转速之比为3： 2C. 交流电a的电动势的有效值为5 2 VD.

5、交流电b的电动势的最大值为5 V【解析】 由题图可知，t= 0时刻线圈中的感应电流为0,感应电动势为0, 穿过线圈的磁通量的变化率为 0,所以穿过线圈的磁通量最大，选项 A错误；由 题图可得线圈先后两次转动的周期之比为 0.4 : 0.6= 2 : 3,所以转速之比为3 : 2 选项B正确；由题图可得交流电a的电流的最大值为10 A,有效值为 12A=5 2 A，又矩形线圈的电阻为1莒所以交流电a的电动势的有效值为5迄 V，选项 C正确；由E= nBS、3= T可得电动势与周期成反比，所以交流电 b的电动势 20的最大值为可V，选项D错误.【答案】BC6. 如图6所示，为一正弦交流电通过一电子

6、元件后的波形图，则下列说法 正确的是（）图6A .这也是一种交流电B. 电流的变化周期是0.01 sC. 电流的有效值是1 AD. 电流通过100 0的电阻时，1 s内产生的热量为200 J【解析】 因电流方向不变，故不是交流电，A错；其周期为0.02 s, B错; 由电流的热效应可知_22 A 2RT= l2RT,解得1 = 1 A，故C对；由Q= |2Rt可知 Q= 1X 100X 1 J= 100 J, D 错.【答案】C7. 交流发电机线圈电阻r = 1 0用电器电阻R= 9 0电压表示数为9 V， 如图7所示，那么该交流发电机（）图7A .电动势的峰值为10 VB. 电动势的有效值为

7、9 VC. 交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为10 2 VD. 交流发电机线圈自中性面转过90的过程中的平均感应电动势为U 9【解析】电压表示数等于路端电压，电路中的电流为1= -R= 9 A = 1 A ,所以电动势的有效值为：E= l(R+ r) = 1X (1 + 9) V = 10 V，所以电动势的最大值 为Em= 2E= 10 2 V,故选项A、B错；线圈通过中性面时 最大，但= 0,T n故e= 0,选项C错；线圈从中性面转过 90的过程中，二BS, At=4 =亍，42产 2nBS尸 2Em 20、. 2所以E =，由于Em= nBSw，所以E = V，选项D对.A nn

8、 n【答案】D8. 侈选)如图8所示，交流电压u = 311sin$14t+ gj V加在阻值为220 0的 电阻两端，则()图8A .电压表的读数为311 VB. 电流表的读数为1.414 VC. 电流表的读数为1 AD. 2 s内电阻产生的电热是 440 J311【解析】电压表测的是有效值，故读数为 迈 V220 V，电流表示数应为1 A,故C、D正确.【答案】 CD9. 如图9所示的电路中，A是熔断电流l0 = 2 A的保险丝，R是可变电阻， S是交流电源.交流电源的内阻不计，其电动势随时间变化的规律是e= 220 2sin (314t) V .为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于

9、()图9B. 110 0A. 110.2 0C. 220 QD. 220.2 QE 220【解析】E= 220 V, Rmin = = Q= 110 Q.I02【答案】B10. (多选)如图10甲所示为电热毯电路示意图，交流电压u= 311sin(100n)V, 当开关S接通时，电热丝的电功率为 P0；当开关S断开时，加在电热丝上的电压如图乙所示，贝U (311f/V3 m f/tS2T图10A .开关接通时,交流电压表的读数为220 VB.开关接通时,交流电压表的读数为311 VC.开关断开时，交流电压表的读数为311 V,电热丝功率为号D.开关断开时，交流电压表的读数为156 V,P0电热

10、丝功率为-2【解析】 交流电压表的读数为有效值,计算热功率要用有效值.开关接通时，交流电压峰值Um= 311 V,所以有效值U二U；= 220 V, A正确；开关断开时，取一个周期T,电热丝产生的热量减半,2所以电热丝功率为 寸，由P = R ,电压有效值为扌156 V,电压表示数为156 V, D正确.【答案】 AD二、计算题11. 发电机的转子是匝数为100匝、边长为20 cm的正方形线圈，将它置于 磁感应强度B = 0.05 T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以3= 100n rad/s的角速度转动，当线圈平面与磁场方向垂直时开始计时.线圈和外电路的总电阻R= 10 Q .【导学号：9

11、4530069】写出交变电流的瞬时值表达式;(2)线圈从计时开始，转过3过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？【解析】 感应电动势的最大值为 Em = nBSw =100X 0.05X 0.2 X 0.2X 100 n * 20 n VIm = E- = 2 n A 所以 i = Ims in w 12 n sin( 100t)Atn一n A (2)线圈从计时开始，转过3过程中通过线圈某一截面的电荷量 q= I t* R-.n1从中性面开始计时，转过3,如图所示.*BAS*BS(1 sin 30 )*尹S,C* 1X 102C.nBS* 100X 0.05X 0.2X 0.2q* 示 *20【

12、答案】(1)i*2n sin(100t)n (2)1 X 102 C12. 如图11所示，在匀强磁场中有一个内阻 r* 3 Q面积S* 0.02 m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，通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？由题目所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，贝U小 灯泡的实际功率为多大?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*2 T.若线框n以w* 100n rad/的角速度匀速转动，且通过电刷给“6 V2 W”的小灯泡供电，贝(V图11【解析】(1)线框转动时产生感应电动势的最大值Em * BSw * 52X 0.02X 100n V* 10 .2 V因线框转动从平行于磁感线位置开始计时，则感应电动势的瞬时值表达式e= Emcos 3 t 10 2cos(100 t)cV.(2)线框转过