高中物理课时检测(十)描述交变电流的物理量解析版新人教版选修3_2

1、描述交变电流的物理量一、单项选择题1.下列关于交流电的几种说法中，正确的是（）A.交流电气设备上所标的电压、电流值是峰值B.交流电流表和交流电压表测得的值是瞬时值C.跟交流有相同热效应的直流的值是交流的有效值D.跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值解析：选C交流电气设备上所标的电压、电流值都是交流电的有效值，A选项错误；交流电流表和交流电压表测的值是有效值，B选项错误；根据有效值的定义，可知C选项正确，D选项错误。2.下列说法中正确的是 （）A.交变电流在一个周期内电流方向改变两次 ,.1B.交变电流的有效值总是最大值的2C.因为有效值表示交变电流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同D

2、.若正弦式交变电流的最大值是10 A,则它的最小值是-10 A解析：选A 产生交变电流的线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一个 1 一，周期内线圈平面有两次经过中性面。对于正弦式交变电流，其有效值是最大值的娱，而对于其他的交变电流不一定有这样的关系。交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，与平均值不同。交变电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，正弦式交变电流的最小值为零。综上所述，A正确。3 .在如图所示的电路中，已知交流电源电压u = 200sin 10兀t V,电阻R= 10 Q ,则电流表和电压表读数分别为（）A. 14.1 A,200 VB. 14.1 A,141

3、 VC. 2 A,200 VD. 2 A,141 V解析：选B由表达式可读得电压最大值Un= 200 V,在交流电路中电流表和电压表测量的是交流电的有效值，所以电压表的示数为U=瑞V= 141 V,电流表的示数为I=R=_200_地X10Z 14.1 A。B正确。64 . 一个多匝闭合矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电的电动势e随时间变化的表达式为e=100sin 50兀t V,则下列判断正确的是（）A.通过该矩形线圈磁通量的最大值为100 WbB.该交变电流电动势的有效值是70.7 VC.通过该矩形线圈磁通量变化率的最大值为100 Wb/sD. 1 s内该交流电电流的方向变化100次

4、解析：选B 由表达式可知 a=50nrad/s , NB$ = 100 V,由于不知道 N,所以无法 求出该矩形线圈的最大值，A项错误；感应电动势的最大值为100 V,根据法拉第电磁感应- A ， 一，、定律E= n三丁可知，磁通量的变化率并不等于电动势，还与线圈匝数有关，C项错误；交Em变电流电动势的有效值 E=7=70.7 V, B项正确；该交流电的频率是25 Hz,故1 s内交2流电电流的方向变化 50次，D项错误。5.下列说法正确的是（）A.用交流电压表测量电压时，指针来回摆动B.用电器上所标电压值是交流电的最大值C.如果交流电白最大值是 5 A,则最小值为5 AD. 一周期内交流电的

5、方向改变两次解析：选D交流电压表测的是有效值，测量交流电压时指针不摆动，选项 A错误；用 电器上所标电压值是变流电的有效值，选项B错误；如果交流电的最大值是5 A,则最小值为0,选项C错误；产生交流电的线圈转过中性面一次，感应电流方向要改变一次，则线圈 转一周，感应电流方向改变两次，选项D正确。6. 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、，1计时，当t = 12T时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V,则此交变电流的有效值为 （）A. 2 2 VB. 2 VC. ,2 VD.-22 V解析：选A 先用代入法求出感应电动势的最大值:由 e= Ensin/口2兀3

6、 t 得 2 V= Emsin(x 1T）V,由此得Em= 4 V,因此有效值为 2吸V。选项A正确。7 .将阻值为5 Q的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是（）A.电路中交变电流的频率为0.25 Hz8 .通过电阻的电流为2 AC.电阻消耗的电功率为 2.5 WD.用交流电压表测得电阻两端的电压为5 V解析：选C由题图可知，该交变电流的周期为通过电阻的电流最大值为.Em，、I m= R= 1 A ,有效值O.1T= 4X10-2s,故频率为 £=亍=25 Hz;I=；=0.707 A,电阻消耗的电功率为J2P=I2R= 2.5 W。交

7、流电压表测得的是电阻两端电压的有效值U=IR =，也V=3.5 V。C正确。二、多项选择题8 .阻值为10 a的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上。以下说法中正确的是()A.电压的有效值为 10 VB.通过电阻的电流有效值为 -22 AC.电阻消耗的电功率为 5 WD.电阻每秒钟产生的热量为10 J解析：选BC根据题图可知电压最大值为U= 10 V,有效值为U= % V,电流有效值UA,电阻消耗的电功率为P= I2R=2X10 W= 5 W,每秒钟产生的热量为Q=Pt = 5 J。B、C 正确。9 .正弦式交变电源与电阻R交流电压表按如图甲所示的方式连接，R= 10 Q,交流电压表的示数是1

8、0 V,如图乙是交变电源输出电压U随时间t变化的图象，则()A.通过R的电流Ir随时间t变化的规律是Ir= 42cos 100 兀 t AB.通过R的电流Ir随时间t变化的规律是I r=/cos 50 7tt AC. R两端的电压UR随时间t变化的规律是UR= 10/cos 100 兀 t VD. R两端的电压UR随时间t变化的规律是U= 5 /cos 50 7tt V解析：选AC交流电压表测的是有效值U= 10 V,电压的最大值 5= 10 V2 V 。由题fib ：|le图乙可得电阻R两端交流电压的瞬时值LR=10，2cos § :代100兀t V,通过R上的电流有效值I = B

9、= / A = 1 A,则最大值I m= 22 A,其瞬时值为I R= 2cosos 100 7ttR 1UA。故A、C正确。10.如图所示，交流发电机的矩形线圈边长 数N= 100,电阻r = 1 Q,线圈在磁感应强度 = 100兀rad/s 的角速度匀速转动，外接电阻A.电动势瞬时值为 160兀sin 100兀t V8. t=0时线圈中磁通量变化率最大1c. t=2 s时线圈中感应电动势最大D.交变电流的有效值是 812 7tAab=cd=0.4 m , ad=bc=0.2 m ,线圈匝B= 0.2 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以R= 9 Q,以图示时刻开始计时，则 （）解析：选 BCD

10、 电动势的瞬时值 e=NBS3cos 3 t=100X0.2 X 0.4 X 0.2 X 100 兀 cos , 一一 A 一，_100% t V= 160兀cos 100兀t V, A错误；图本时刻即 t = 0时，=0,但工工最大，B正确;1t=2 s时，e=b，C正确；交变电流的有效值是岭兀A, D正确。三、非选择题11 . 一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度3绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈的匝数 Nl= 100,穿过线圈的磁通量 中随时间t的变化关系如图甲所示, 发电机线圈的电阻r = 5 Q,外电路电阻R= 950。求串联在外电路中的交流电流表的读数。甲解析：感应

11、电动势的最大值:E= NBSd = ND ma设线圈在磁场中转动的周期为T,则有3 =斤根据欧姆定律，电路中的电流的最大值为:EmI m= R+ r有效值为I = 'I m由题中给定的-t图象可得:(Dm= 1.0X10 2 Wb, T= 3.14X10 2s解以上各式，并代入数据，得 I =1.41 A。答案：1.41 A12 .如图所示，在匀强磁场中有一个内阻r=3 、面积 S= 0.02 m 2的半圆形单匝导线框可绕OO轴旋转。已知匀强磁场的磁感应强度B= 5任To若线框以 a=100兀rad/s的角速度匀速转动，且通过电刷给“ 6 V,12 W”的小灯泡供电，则:(1)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;(2)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?(3)由已知条件，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En= BSco =x 0.02 X 100 % V = 102 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= Ecos 3 t = 10也cos 100 7tt V。(2)线框车t过90°的过程中，产生的平均感应电动势流过导线横截面的电荷量q= I At =BSU02