高中物理 第2章 交变电流与发电机 2_2怎样描述交变电流学业分层测评 沪科版选修3-2.doc

1、a2.2怎样描述交变电流(建议用时：45分钟)学业达标1.(多选)下面关于交变电流的说法中正确的是()A.交流电器设备上所标的电压值和电流值是交变电流的峰值B.通常说的动力供电线路电压为380 V，指的是最大值C.给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D.跟交变电流有相同的热效应的直流数值是交变电流的有效值【解析】交流电器设备上所标的电压值和电流值是有效值，通常说的动力供电线路电压为380 V是有效值，故A、B错误，C正确.有效值是根据电流的热效应定义的，D正确.【答案】CD2.标有“250 V 0.5F”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用()A.220sin100t(V)B.2

2、20 V照明电路中C.380sin100t(V)D.380 V动力电路中【解析】本题考查交流电的最大值，从该电容器的铭牌知，它的耐压值为250 V，也就是它允许加的最大电压为250 V.对于220 V的照明电路，220 V是指该电路的有效值，它的最大值为311 V，超出了电容器的耐压值，而C、D中两电压也远超过了电容器的耐压值，故正确答案为A.【答案】A3.(多选)有一交变电流如图227所示，则由此图像可知() 【导学号：72000070】图227A.它的周期是0.8 sB.它的峰值是4 AC.它的有效值是2 AD.它的频率是0.8 Hz【解析】由图像可读得其周期T0.8 s，频率f1.25

3、Hz，故A对，D错；又可由图像读得Im4 A，故B对；因为电流为非正弦式电流，故有效值I2 A，故C错.aa【答案】AB4.(多选)如图228是某交流发电机产生的交变电流的图像，根据图像可以判定()图228A.此交变电流的频率为5 HzB.该交变电流的电压瞬时值表达式为u12sin 10t (V)C.将标有“12 V、3 W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光D.图像上对应的0.1 s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面【解析】由图像可知，交变电流的周期T0.2 s，交变电压的最大值Um12 V，所以此交变电流的频率f1/T5 Hz，角速度2/T10 rad/s，交变电压瞬时值的表达式uU

4、msin t12sin 10t(V)，选项A、B均正确；标有“12 V、3 W”的灯泡正常发光时其两端电压的有效值为12 V，而交变电压有效值UUm/6 V，所以灯泡不能正常发光，选项C错误；图像上对应的0.1 s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】ABD5.(2015黄冈高二检测)如图229所示，实线为一脉冲电压波形，它是利用电子电路将标准的正弦波的尖端削平一小段而成的，则此脉冲电压的有效值()【导学号：72000071】图229A.小于UB.大于UC.等于UD.等于U【解析】正弦式交变电流的有效值为U，由于此脉冲电压的

5、最大值小于U，故此脉冲电压的有效值小于U，故选项A正确.aa【答案】A6.一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36.磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为()图2210A.105AB.105AC.105AD.105 A【解析】由图知03 s内：2103T/s为恒量，所以此段时间内I1 A2105 A；同理35 s内电流I2S3105A，方向与I1相反；由有效值定义得IRt1IRt2I2R(t1t2)，所以I105A，故选B.【答案】B7.如图2211甲所示，调节台灯是通过双向可控硅电子器件来实现无线调节灯的亮度的.现将某无

6、级调光台灯接在220 V的正弦式交变电流上，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() 【导学号：72000072】甲 乙图2211A.220 VB.156 VC.110 VD.78 V【解析】虽然图示电流不是正弦式交变电流，根据正弦式交变电流的图像对称性可知，只要有T的图线就满足最大值是有效值的倍，根据T，解得U110 V156 V，故选项B正确，A、C、D错误.【答案】B8.(多选)如图2212所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线aab所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是()图2

7、212A.在图中t0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23C.交流电a的瞬时值为U10 sin(5t) VD.交流电b的最大值为 V【解析】由题图可知，t0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，A错误；由题图可知TaTb23，故nanb32，B错误；由题图可知，C正确；因ab32，交流电最大值UmnBS，故UmaUmb32，UmbUma V，D正确.【答案】CD能力提升9.(多选)如图2213所示，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2 .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1 A.那么()【导学号：7

8、2000073】图2213A.线圈消耗的电功率为4 WB.线圈中感应电流的有效值为2 AC.任意时刻线圈中的感应电动势为e4 costD.任意时刻穿过线圈的磁通量为 sint【解析】从线圈平面平行于磁感线开始计时，正弦交变电流的感应电动势的一般表达式为aaeEm cos ，且该式的成立与转轴的位置无关(转轴平行于磁感线的情况除外)，则感应电流i cos ，由题给条件有：1 A，Em4 V，则Im2 A，I有效 A，电功率PIR4 W，所以A正确，B错误.e4 cos t4 cos t，即C正确.由EmBSm得m故sin t，即D错误.【答案】AC10.如图2214所示，电阻为r的矩形线圈面积为

9、S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动.匀强磁场的磁感应强度为B，t0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则()图2214A.滑片P下滑时，电压表的读数不变B.图示位置线圈中的感应电动势最大C.线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量为D.1 s内流过R的电流方向改变次【解析】滑片P下滑时，外电阻增大，电压表的读数变大，选项A错误；图示位置，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零，选项B错误；线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量为，选项C错误；一个周期内两次通过中性面，电流方向改变两次，交流电的频率为，1 s内流过R的电流方向改变次，选项D正确.

10、【答案】D11.如图2215所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数n100，线圈电阻r3 ，abcd0.5 m，bcad0.4 m，磁感应强度B0.5 T，电阻R311 ，当线圈以n300 r/min的转速匀速转动时.求：图2215aa(1)感应电动势的最大值；(2)t0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；(3)此电压表的示数是多少.【解析】(1)电动势的最大值为：EmnBSnB(2n转)()314 V.(2)电动势瞬时值的表达式：eEmsint314sin10t V.(3)Uv220 V.【答案】(1)314 V(2)e314sin 10t V(3)220 V

11、12.图2216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n100匝，电阻r10 ，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R90 ，与R并联的交变电压表为理想电表.在t0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化.求：【导学号：72000074】甲乙图2216(1)交流发电机产生的感应电动势最大值；(2)电动势的瞬时值表达式.(3)线圈转过 s时，电动势的瞬时值.(4)电路中交变电压表的示数.【解析】(1)交流发电机产生电动势的最大值EmnBS而mBS，所以Em由t图线可知，m2.0102Wb，T0.2 s所以Em20 V62.8 V.(2)线圈转动的角速度rad/s10 rad/