2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：5.2-描述交变电流的物理量含答案

1、2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：5.2描述交变电流的物理量含答案知识点一交变电流的周期和频率1(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e50sin 100t(V)对此电动势，下列表述正确的有()A最大值是50 eq r(2) VB频率是100 HzC有效值是25 eq r(2) VD周期是0.02 s知识点二峰值和有效值2小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图L521所示，此线圈与一个R10 的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻下列说法正确的是()图L521A交变电流的周期为0.125 sB交变电流的频率为8 HzC交

2、变电流的有效值为eq r(2) AD交变电流的最大值为4 A3通过一阻值R100 的电阻的交变电流如图L522所示，其周期为1 s电阻两端电压的有效值为()图L522A12 VB4eq r(10) VC15 V D8 eq r(5) V4(多选)图L523中的甲、乙两图分别表示两个交变电压，比较这两个交变电压，它们具有相同的()图L523A有效值 B频率C最大值 D均不一样5图L524是一交变电流随时间变化的图像，求此交变电流的有效值图L524知识点三交变电流的平均值和有效值的区别6如图L525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，线框面积为S，电阻为R.线框

3、绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I_线框从中性面开始转过eq f(,2)的过程中，通过导线横截面的电荷量q_图L5257下列提到的交流电，不是指有效值的是()A交流电压表的读数B使用交流的电气设备上标明的额定电压C电容器击穿电压D220 V交流电压8如图L526所示，实验室一台手摇交流发电机的内阻r1.0 ，外接R9.0 的电阻闭合开关S，当发动机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势的瞬时值表达式为e10 eq r(2)sin 10t(V)，则()图L526A该交变电流的频率为10 HzB该电动势的有效值为10 eq r(2) VC外接电阻R所消耗的电功率

4、为10 WD电路中理想交流电流表A的示数为1.0 A9(多选)图L527甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是()图L527A图甲表示交流电，图乙表示直流电B两种电压的有效值相等C图甲所示电压的瞬时值表达式为u311sin 100t(V)D两种电压的周期相同10电阻R1、R2与交流电源按照图L528甲所示的方式连接，R110 ，R220 .合上开关S后，通过电阻R2的交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示，则()图L528A通过R1的电流有效值是1.2 ABR1两端的电压有效值是6 VC通过R2的电流最大值是eq f(6,5) eq r(2) ADR2两

5、端的电压最大值是6 eq r(2)V11(多选)图L529甲是小型交流发电机的示意图，两正对磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是()图L529A电流表的示数为10 AB线圈转动的角速度为50 rad/sC0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左12(多选)如图L5210所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈的电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈绕OO轴以角速度匀速转动，OO轴垂直于磁场方

6、向，外电阻为R，当线圈由图示位置转过90的过程中，下列说法中正确的是()图L5210A磁通量的变化量为NBSB平均感应电动势为Eeq f(2NBS,)C电阻R所产生的热量为Qeq f(（NBS）2,2R)D通过电阻R的电荷量为qeq f(NBS,Rr)13如图L5211所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 ，外接电阻R为9 ，匀强磁场的磁感应强度为Beq f(1,) T，线圈以300 r/min的转速绕垂直于磁场方向的转轴匀速旋转时(1)若从线圈处于中性面时开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式(2)线圈转过eq f(1,30) s时电动势的瞬时值多大？(3

7、)电路中电压表和电流表的示数各是多少？(4)从中性面开始计时，经eq f(1,30) s通过电阻R的电荷量为多少？图L52112描述交变电流的物理量1CD解析 从中性面开始计时，交变电动势的表达式为eEmsin t，因e50sin 100t(V)，所以最大值Em50 V，A错误；由2f100 rad/s得f50 Hz，B错误；有效值Eeq f(Em,r(2)25 eq r(2) V，C正确；Teq f(1,f)0.02 s，D正确2C解析 由et图像可知，交变电流的周期为0.25 s，故频率为4 Hz，选项A、B错误；根据欧姆定律可知交变电流的最大值为2 A，故有效值为eq r(2) A，选项

8、C正确，D错误3B解析 根据电流的热效应先计算电流的有效值由(0.1)2R0.42(0.2)2R0.12I2R12，可得流过电阻的电流的有效值Ieq f(r(10),25) A，电阻两端电压的有效值为UIR4eq r(10) V，可得B正确4BC解析 由题图可知，两个交变电压最大值均为2 V，周期均为0.4 s，可知B、C正确题图甲中电压有效值U甲eq f(Um,r(2)，题图乙中电压有效值U乙Um，A错误55 A解析 设该交变电流的有效值为I，直流电的电流为I，让该交变电流和直流电分别通过同一电阻(阻值为R)，在一个周期(T0.2 s)内，该电阻产生的热量QIeq oal(2,1)Rt1Ie

9、q oal(2,2)Rt2(4 eq r(2)2R0.1(3 eq r(2)2R0.15R；在一个周期内直流电通过该电阻产生的热量QI2RT0.2I2R.由QQ得，0.2I2R5R，解得I5 A，即此交变电流的有效值II5 A.6.eq f(r(2)BS,2R)eq f(BS,R)解析 线框中电动势的最大值EmBS，电动势的有效值Eeq f(Em,r(2)，电流的有效值Ieq f(E,R)eq f(r(2)BS,2R)，qIteq f(E,R)teq f(,Rt)teq f(,R)eq f(BS,R).7C解析 电容器击穿电压指电容器两端允许加的电压的最大值8D解析 由发电机产生的感应电动势瞬

10、时值表达式e10 eq r(2)sin 10t(V)可知，该交流电为正弦式交变电流，其感应电动势的瞬时值基本表达式为eEmsin t，由两式对照可知，Em10 eq r(2) V，10 rad/s，又由于2f，解得f5 Hz，故选项A错误；根据正弦式交变电流有效值与峰值的关系可知，该电动势的有效值为Eeq f(Em,r(2)10 V，故选项B错误；理想交流电流表测量的是电路中总电流的有效值，根据闭合电路欧姆定律有Ieq f(E,Rr)1 A，外接电阻R所消耗的功率为PI2R9 W，故选项C错误，选项D正确9CD解析 图甲、乙都表示交流电，图甲中有效值Ueq f(311,r(2) V，而图乙中的

11、有效值与峰值不满足Ueq f(Um,r(2)，所以它们的有效值不相同由图甲看出T2102 s，eq f(2,T)100 rad/s，所以u311sin 100t (V)由图像可知两种电压的周期都是2102 s.10B解析 R1与R2串联，R1与R2中的电流变化情况应相同，电流有效值I1I20.6 A，电流最大值I1mI2meq f(3,5) eq r(2) A，电压有效值U1I1R16 V，U2I2R212 V，电压最大值U1meq r(2)U16 eq r(2) V，U2meq r(2)U212 eq r(2) V综上所述，B项正确11AC解析 由题图乙可知电流的最大值是Im10 eq r(

12、2) A，交流电的周期T0.02 s，电流表的示数为交流电的有效值即Ieq f(Im,r(2)10 A，选项A正确；线圈转动的角速度eq f(2,T)100 rad/s，选项B错误；0.01 s时流过线圈的感应电流达到最大，线圈中产生的感应电动势最大，磁通量的变化率最大，则穿过线圈的磁通量为0，即线圈平面与磁场方向平行，选项C正确；由楞次定律可知0.02 s时流过电阻的电流方向自左向右，选项D错误12BD解析 逐项分析如下：选项分析结论A线圈在图示位置时磁通量0，转过90后磁通量BS，该过程中磁通量的变化量为BS，与线圈匝数无关错误B该过程中所用时间teq f(,)eq f(,2)，所以平均感

13、应电动势Eeq f(N,t)eq f(2NBS,)正确C电路中的感应电流有效值Ieq f(E,Rr)eq f(NBS,r(2)（Rr）)，所以电阻R所产生的热量QI2Rteq f(RN2B2S2,4（Rr）2)错误D电路中的感应电流的平均值Ieq f(E,Rr)eq f(2NBS,（Rr）)，所以通过电阻R的电荷量qIteq f(NBS,Rr)正确13.(1)e50sin 10t (V)(2)25 eq r(3) V(3)22.5 eq r(2) V2.5 eq r(2) A(4)eq f(1,4) C解析 (1)eEmsin tNBS2nsin 2nt100eq f(1,)0.052eq f(300,60)sin(2eq f(300,60)t)(V)50sin 10t (V)(2)当teq f(1,30) s时，e50sin(10eq f(1,30) V25 eq r(3) V.(3)电动势的有效值为Eeq f(Em,r(2)eq f(50,r(2) V25 eq r(2) V，电流表示数Ieq f(E,Rr)eq f(25 r(2),91) A2.5 eq r(2) A，电压表示