2019高中物理第二章交变电流与发电机22怎样描述交变电流练习(含解析)沪科选修32

2019高中物理第二章交变电流与发电机2.2如何描述交变电流练习(含分析)沪科选修322019高中物理第二章交变电流与发电机2.2如何描述交变电流练习(含分析)沪科选修3211/11羃PAGE11袁芇羀莈薈节羃2019高中物理第二章交变电流与发电机2.2如何描述交变电流练习(含分析)沪科选修32

如何描述交变电流

课时演练·促提升

1.以下说法正确的选项是()

交变电流的有效值就是它的平均值

任何交变电流的有效值都是它最大值的

A组

1

√2

??C.若是交变电流接在电阻R上产生的热量为Q,那么该交变电流的有效值为√??

D.以上说法均不正确

剖析:交变电流的有效值不相同于它的平均值,选项A错误;只有正弦式交变电流的有效值是它最大值的1,选项B错误;依据有效值定义,交变电流接在电阻R上,Q=I2Rt,I=√??,选项C错误,因此答案√2????选D。答案:D

2.以下列图为一正弦交变电压随时间变化的图像,由图可知()

A交变电流的周期为2s.B.用电压表测量该交变电流压时,读数为311VC.交变电压的有效值为220VD将它加在电容器上时,电容器的耐压值必定等于311V.答案:C3.一个电热器接在10V的直流电压上,耗资的功率是,当把它接到一个正弦式交变电压上时,耗资P的功率是??,则该交变电压的最大值是()4

A.5VB.7.1VC10VD12V..102,当接在交变电压上时,????max2剖析:设电热器的电阻为,则√2,解得max52V71V。RP=??4=??U=√=.答案:B4.某电容器两端所赞同加的最大直流电压是250V。它在正弦交变电流路中使用时,交变电流压可以是()B220V.

1

C.352VD.177V

剖析:电容的耐压值是指最大值,而交变电流压是指的有效值,依照正弦交变电流的有效值公式

??max250得:U=√2=V≈177V。

答案:D

5.(多项选择)一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律以下列图。由图可知()

A.该交变电流的电压瞬市价的表达式为u=100sin25tVB.该交变电流的频率为25HzC.该交变电流的电压的有效值为100√2VD.若将该交流电压加在阻值为R=100Ω的电阻两端,则电阻耗资的功率是50W剖析:由图像可知正弦式交变电流的周期T=0.04s,则f=1=25Hz,ω=2πf=50π,因此该交变电流的??电压瞬市价的表达式为u=100sin50πtV,选项A错误、选项B正确;该交变电流的电压的有效值为100√2V=50√2V,选项C错误;若将该交流电压加在阻值为R=100Ω的电阻两端,则电阻耗资的功率为??2(50√2)2P=??=100W=50W,选项D正确。答案:BD6.以下列图,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感觉强度为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻为。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动,线框中感觉电流的有效值RI=。线框从中性面开始转过π的过程中,经过导线横截面的电荷量q=。2

剖析:本题观察交变电流的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算

等知识。

电动势的最大值E=BSω,电动势的有效值??max??√2??????max√22??????????q=??t=??t=????t=??=??。答案:√2??????????2????7.先后用如图甲、乙所示的电流经过丙图中的电阻R,则电流表的示数分别为多少?

2

剖析:电流表的示数为经过R的电流的有效值。甲图中的i-t图像是正弦式曲线,在前半个周期内,它的有效值与正弦式交变电流的有效值相??5同,I=√max2=2√2A,后半个周期不产生热量,则交变电流在一个周期内经过电阻R所产生的热量Q交=??2????。直流电在一个周期内经过电阻R所产生的热量Q直=??A2RT。2由于Q交=Q直,因此??2????=??A2RT,IA=??=2.5A。2√2??后0.02s内有效乙图中周期为0.04s,前0.02s内i大小方向不变,产生的热量Q1=I'max2R·,2??'max??'max2R·??2????'max2??222??52R·??2A5R·+()=I'AR·T,可得I'=2.5√3A=4.33A。2√22答案:2.5A4.33AB组

1.(多项选择)(2014·贵州毕节检测)以下列图,一个单匝矩形导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴

OO'匀速转动,转动周期为T。线圈产生的电动势的最大值为E,则()0mA.线圈产生的电动势的有效值为√2EmB.线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为??m??02πC.线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为EmD.经过2T0的时间,经过线圈电流的方向改变2次剖析:由交变电流有效值和最大值的关系可知线圈产生的电动势的有效值为√2由题m2意知线圈产生的电动势的最大值为2πE=BSω=BS??,故线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值m????,选项CBS=m0,选项B正确;线圈转动过程中磁通量变化率的大小等于产生的感觉电动势的大小2π正确;正弦式交变电流一个周期内电流方向变化两次,经过2T0的时间,经过线圈电流的方向改变4次,选项D错误。答案:BC

3

2.(多项选择)(2014·山西太原检测)以下列图,图线a和图线b分别表示线圈A和线圈B在同一匀强磁

场中匀速转动时,经过线圈的磁通量随时间的变化规律。已知线圈A的匝数与线圈B的匝数分别为

10和30,以下说法正确的选项是()

A.线圈A与线圈B转速之比为23∶B.线圈A与线圈B产生的最大电动势之比为1∶1C.线圈A的感觉电动势的瞬市价表达式为e=500πcos5πt(V)D.线圈B在t=0.3s时辰时,感觉电流为零剖析:由图像可得04s,06s,则转速125r/s,15与线圈转速n=????r/s,因此线圈ABabab之比为3∶2,选项A错误;线圈A、B中产生的最大电动势分别为E=NΦω=NΦ2π2π2π????=10×10×V=500πV,E=NΦω=30×5×V=500πV,因此线圈A与线圈Bmaamaaamambbmbb产生的最大电动势之比为1∶1,选项B正确;在t=0时辰,线圈A的感觉电动势最大,因此感觉电动势的瞬市价表达式为e=500πcos5πt(V),选项C正确;在t=0.3s时辰,经过线圈B的磁通量为零,磁通量的变化率最大,故感觉电流最大,选项D错误。

答案:BC

3.(多项选择)(2014·河北正定检测)以下列图,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感觉强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为,当线圈由图示地址转过60°OO'R的过程中,以下判断正确的选项是()

A.电压表的读数为

????????

√2

B.经过电阻R的电荷量为q=??????2(??+??)

??2??2??2????πC.电阻R所产生的焦耳热为Q=4(??+??)2D.当线圈由图示地址转过60°时的电流为

????????

2(??+??)

剖析:线圈在磁场中转动产生正弦式交变电流,其电动势的最大值为Em=NBSω,电动势的有效值为

????????且为有效值??????????E=,电压表的读数等于交流电源的路端电压,,则U=,选项A错误;求经过√2√2(??+??)??????????1??????????电阻R的电荷量要用交变电流的平均电流,即q=??t=??+??=2=2(??+??),选项B正确;??+??4

2????????2πR??3计算电阻R上产生的焦耳热应该用有效值,则电阻R产生的焦耳热为Q=IRt=[√2(??+??)]=π??2??2??2????,则吻合电流瞬市价表达式,????)2,选项C错误;线圈由图示地址转过60°时的电流为瞬市价6(+????????π√3????????大小为i=??+??sin3=2(??+??),选项D错误。答案:B4.(2014·北京检测)先后用不相同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化,如图甲所示;第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的,则以下说法正确的选项是()

A.第一次,灯泡两端的电压有效值是U0/2B.第二次,灯泡两端的电压有效值是3U0/2C.第一、第二次,灯泡的电功率之比是∶92D.第一、第二次,灯泡的电功率之比是1∶5剖析:甲电源有效值U=√2U0,选项A错误。2乙电源:??'2(2??)2????2????·T=0·+0·,??2??2502??2??=??21??2=1。即选项C错误,选项D正确。P=,则两次功率之比??'??'2=520????0252答案:D25.(2014·山东青岛检测)以下列图,矩形线框匝数n=250匝,ab=12cm,ad=10cm,线框置于B=πT的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO',以120r/min的转速匀速转动,线框经过滑环与外电路相连,外电路接有R=12Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12V的氖泡L,求:

(1)当S接e时,电流表读数为多少?的热功率为多大?10min内外力对线框做功多少?R(2)当S接f时,氖泡闪光频率为多大?通电10min,氖泡发光总时间为多长?(线框电阻不计)剖析:对转动的线圈,电动势的最大值为E=NBSω=24V,电动势的瞬市价为e=24sin4πtVm

5

(1)当S接e时,电路中的电流为??m24R上的热功率为2内√2??=12√2R24外力做功等于电路中的电热W=Q=IRt=1.44×10J(2)当S接f时,依照正弦曲线知,在交变电流的每一个周期??,氖管闪光两次,每次闪光的时间3,因T=1s,闪光的总时间t总=??×2×??=400s2??3答案:(1)1.41A,24W,1.44×104J(2)4Hz,400s

6.(2014·山东莱阳检测)以下列图,有一闭合的正方形线圈,边长为20cm,线圈绕OO'轴在B=1.0T的匀强磁场中匀速转动,角速度为ω=100rad/s,若已知线圈电阻为1Ω,求:

交变电动势的峰值;

从图示地址转过π的过程中交变电动势的平均值;2

π(3)线圈从图示地址转过2的过程中产生的热量Q;

(4)线圈从图示地址转过π的过程中经过线圈某截面的电荷量q。2剖析:(1)由题意可知,交变电动势的最大值为Em=BSω=4V(2)线圈从图示地址转过π的过程中,磁通量的变化,经历时间t=π,因此此过程中