2019版高中物理第五章2描述交变电流的物理量训练(含解析)新人教版选修3

1、2描述交变电流的物理量r课什升课时过关,能力提升基础巩固匚1.（多选）某正弦式交变电流的方向在1s内改变100次，则其周期T和频率f分别为（）A.T=0.01sB.T=0.02sC.f=100HzD.f=50Hz1一解析：由于正弦式交变电流每周期内方向改变两次，所以其频率为50Hz,由T=方得T=0.02s。答案：BDL2.下列提到的交变电流，不是指有效值的是（）A.交流电压表读数B.保险丝的熔断电流C.电容器的击穿电压D.380V动力电压解析：交流电压表、电流表的读数，保险丝的熔断电流，380V动力电压指的都是有效值；电容器的击穿电压指的是电压的最大值，故选Co答案：CC3.如图表示一交变电

2、流的电流随时间变化的图像。此交变电流的有效值是（）4i7A5一li-yjlA.5V2AB.5AC2V2A7D.2A解析：本题要求的是矩形交变电流的有效值，与平时所熟知的正弦式交变电流的有效值（即?有效二今不同，只有从有效值的定义出发，才能顺利解答。该交变电流通过阻值为R的电阻在一个周期的时间（即0.02s）内所产生的热量为Q交=（4v2A）2XRX0.01s+（3v2A）2XRX0.01s。设直流电流I通过电阻R在一个周期的时间（即0.02s）内产生的热量为Q直二I2RX0.02s。由交变电流的有效值定义得Q直二Q交则I=5A,即交变电流的有效值为5Ao答案：BL4.（多选）有一交变电流随时间

3、变化的图像如图所示，则由此图像可知（）A.它的周期是0.8 sB.它的峰值是4 AC.它的有效值是2 vAD.它的频率是0.8 Hz解析：由题图知，该交变电流周期T=0. 8 s,频率f = ?1? = 1.25 Hz,峰值Im=4 A,只有正弦式交变电流有效值才满足I = ?2m= 2v2a,而题中不是正弦式交变电流，故选项A B正确。答案：ABL 5.若交流电压u=200sin 100兀t V,能加在电容为10 F的电容器上，则电容器的耐压值不小于(A.200 VC.100 VB.100V2VD.141.4 V解析：电容器的耐压值为最大值，所以A选项正确。答案：A6.在电路的M N间加一如

4、图所示的正弦式交变电流，负载电阻为100 ，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为（）NA.220 V,2 . 20 AC.220 V,3 .11 AB.311 V,2 . 20 AD.311 V,3 .11 A解析：由题中图像可知um=3ii v,因为是正弦式交变电流,所以电压的有效值 U=m=41V=220220V而日=2.20 A,所以A正确。?V,即为交流电压表的小数，交流电流表的本数I=中答案：A7.（多选）有两个交变电流i1=5sin20兀tA和i2=10sin10兀tA,则下列判断正确的是（）A.i1的峰值比i2小B.i1的瞬时值比i2小C.i1的周期

5、比i2小D.产生i1的发电机的转速比产生i2的发电机的转速小解析：根据瞬时值表达式可知I1m=5A,12n=10A,选项A正确;T1=靠s=0.1s,T2=s=0.2s,20兀10兀选项C正确；31=20兀rad/s,32=10兀rad/s,因为3=2Tin,所以产生i1的发电机的转速比产生i2的发电机的转速大，选项D错误；不知道具体的时刻，无法比较交变电流瞬时值的大小，选项B错误。答案：AC匚8.小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO'线圈绕OO匀速车t动，如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为

6、eo,不计线圈电阻，则发电机输出电压()A.峰值是eB.峰值是2eoc.有效值是-22?0D.有效值是6?%解析：发电机输出电压的峰值为2Ne,A、B项均错误；2?c其有效值为-2-=v2?0,C项错误，D项正确。答案：DC9.如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数N=100,线圈电阻r=3Q,ab=cd=0.5m,bc=ad=0.4m,磁感应强度B=0.5T,电阻R=311Q,当线圈以n=300r/min的转速匀速转动时。求：XXXX口人I1x丽。©/?口XXXXp-nTU感应电动势的最大值；(2)t=0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；此电压

7、表的示数是多少？解析：(1)电动势的最大值为En=NBhS=NB(2兀n)(abbc)=314V。(2)电动势瞬时值的表达式e=Esin3t=314sin10兀tV。一?复一U=?+5?X(y?n)=220Vo答案：(1)314V(2)e=314sin10兀tV(3)220V能力提升L1.(多选)关于交变电流的有效值u和最大值u,下列说法正确的是()A.任何形式的交流电压的有效值和最大值都是U=等的关系B.正弦式交变电流具有U=?m的关系C.照明电压220V和动力电压380V指的都是有效值D.交流电压表和电流表测量的是交变电流的最大值1.一一.一、一一解析：电压、电流的有效值和峰值之间的不关系

8、是仅限于正弦式交变电流而言的，所以A是错V2误的，B是正确的；在交变电流的讲述中没有特殊说明的电流和电压均指有效值，C正确；交流电压表、电流表测白都是有效值，D错误。答案：BCI2.某一电热器接在U=110V的直流电源上,每秒产生的热量为Q现把它改接到正弦式交流电源上，每秒产生的热量为2Q则该交流电压的最大值Un是（）A.110VB.110V2VC.220VD.220V2V?2（噌2一解析：接在直流电源上，Q=为？接在正弦式交流电源上应有2Q=M?，所以U=2U=220V。答案：CL3.（多选）（2017天津卷）在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过

9、该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2，则（）A.t=0时，线圈平面平行于磁感线B.t=1s时，线圈中的电流改变方向C.t=1.5s时，线圈中的感应电动势最大D.一个周期内，线圈产生的热量为8兀2J解析：t=0时，磁通量为零，故线圈平行于磁感线，故A正确；t=1s时，由题图可知，磁通量为零，磁通量变化率最大，此时图线斜率方向不变，感应电流方向不变，故B错误；当t=1.5s时，磁通量最大但磁通量变化率为零，感应电动势为0，故C错误；由题图可知，有效值E=三？?m=？?m?=2v2兀V，在一个周期内产热Q=?=8兀2J，故D正确。匚4.图甲为一台小型发电机示意图答案：AD，感应电

10、动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈的匝数为100，电阻r=2，外电路的小灯泡电阻恒为R=6，电压表、电流表均为理想电表。下列说法正确的是（）A.电压表的示数为4VB.电流表的示数为0.5AC.1s内通过小灯泡的电流方向改变25次D.线圈在转动过程中，磁通量最大为0.08 v2Wb解析：由图像可知，交流电动势的最大值为E=4&V,有效值为E=?m=4V,根据闭合电路的欧一一乙？4?4姆7E律可知U=?+否？=市X6V=3V,A错误；电流表的示数为1=额+石=6A=0.5A,B正确;由图像可知，T=4X10-2s,f=?=25Hz,一个周期内电流方向改变2次，所以1s内通过小灯

11、泡的电流方向改变50次,C错误；根据E=nBSo可知后BS=某=而472-W=吧吧二2Wb,D错?100X50兀兀误。答案：BL5.如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀弓II磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角0=45°时（如图乙所示）为计时起点，并规定当电流自a流向b时方向为正。则图丙的四幅图中正确的是（）丙解析：本题考查正弦式交变电流的产生过程、楞次定律等知识和规律。在开始计时(t=0)时，线圈在如题图乙所示的位置，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b到a则瞬时电流的表达,»兀式为i=-Incos(?+-)，故D正确。答案：DI6.如图所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框