高中物理人教版2第五章交变电流2描述交变电流的物理量 省赛获奖

第五章第2节描述交变电流的物理量练习1．以下说法正确的是()A．发电机、电动机铭牌上所标数值为有效值B．电容器的击穿电压为所加交变电压的有效值C．交流电压表所测数值为瞬时值D．保险丝的数值为最大值2．如图所示是一交变电流的i－t图象，则该交变电流的有效值为()A．4A B．2eq\r(2)A\f(8,3)A \f(2\r(30),3)A3．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知()A．该交流电的电压有效值为100VB．该交流电的频率为25HzC．该交流电的电压的有效值为100eq\r(2)VD．若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W4．如图所示，单匝矩形线圈abcd处在磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕ab边转动，线圈所围面积为S，线圈的总电阻为＝0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在离开纸面向外运动．则()A．时刻t线圈中电流的瞬时值i＝eq\f(BSω,R)cosωtB．线圈中电流的有效值I＝eq\f(BSω,R)C．线圈中电流的有效值I＝eq\f(\r(2)BSω,2R)D．线圈消耗的电功率P＝eq\f(BSω2,R)5．将阻值为5Ω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B．通过电阻的电流为eq\r(2)AC．电阻消耗的电功率为D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5V6．一只电饭煲和一台洗衣机同时并入u＝311sin314tV的交流电源上，均正常工作，用电流表分别测得电饭煲的电流是5A，洗衣机的电流是0.5A.下列说法正确的是()A．电饭煲的电阻是44Ω，洗衣机电动机线圈电阻是440ΩB．电饭煲消耗的功率为1555W，洗衣机电动机消耗的功率为C．1min内电饭煲消耗的电能为×104J，洗衣机电动机消耗的电能为×103JD．电饭煲的发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍7．将硬导线中间一段折成半圆形，使其半径为R(m)，让它在磁感应强度为B(T)、方向如图所示的匀强磁场中绕轴MN匀速转动，转速为n(r/s)．导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P(W)的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，则灯泡的电阻为()\f(2πR2nB2,P) \f(π2R2nB2,2P)\f(2πR2nB2,P) \f(πR2nB2,2P)8．如图甲为电热毯的电路图，把电热毯接在U＝311sin100πtV的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是：________.9．如图所示，线圈面积S＝×10－2m2，共20匝，电阻为Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝，线圈绕OO′轴以某一角速度匀速转动，恰好使标有“24V,30W”的电灯L10．如图所示是一交流发电机的原理示意图，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为N，面积为S的矩形线圈，以角速度ω绕OO′轴做匀速转动，这个线圈产生的交流电动势的最大值是________，有效值是________，线圈从图中位置转过90°的过程中，电动势的平均值是________．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ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈的匝数n＝100，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系如图所示，发电机线圈的电阻r＝5Ω，外电路电阻R＝95Ω，求串联在外电路中的交流电流表的读数．12．如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝eq\f(1,π)T，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，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时电动势的瞬时值为多大？(3)电路中电压表和电流表的示数各是多少？13．如图所示，设ab边长为20cm，ad边长为10cm，匝数为100匝，磁感应强度B为，线圈匀速转动的角速度为314rad/s，从中性面开始计时，试写出电动势瞬时值表达式．如果该发电机接一阻值为190Ω的用电器，发电机线圈总内阻为10Ω，则该用电器消耗的电功率是多少？答案1．答案：A解析：为了表明交流电通过用电器产生的效果，用电器上所标的都是交流电的有效值，A对，交流电流表或交流电压表都测的是有效值．C错．电容器的耐压值为最大值，保险丝的数值为有效值，B、D全错．2．答案：D解析：设该交变电流的有效值为I，由有效值的定义得(eq\f(Im,\r(2)))2Rt1＋Ieq\o\al(2,m)Rt2＝I2Rt.而t＝t1＋t2，代入数据解得：I＝eq\f(2\r(30),3)A，故D正确．3．答案：BD解析：由图象可看出该交流电的有效值为eq\f(100,\r(2))，A、C均错；频率为25Hz，B正确；P＝eq\f(U2,R)＝50W，D正确．4．答案：C解析：由题意得i＝eq\f(BSω,R)sinωt，电流有效值I＝eq\f(BSω,\r(2))，P＝eq\f(BSω2,2R)，所以只有C项正确．5．答案：C解析：由图可读出Um＝5V，T＝4×10－2s，由f＝eq\f(1,T)得f＝×102Hz，故A错．由Im＝eq\f(Um,R)＝1A，而I有效＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(\r(2),2)A，故B错，由PR＝I2R＝(eq\f(\r(2),2))2×5W＝，故C正确．电压表测得数据为有效值eq\f(5,2)eq\r(2)V，故D错．6．答案：C7．答案：B解析：由线圈在磁场中匀速转动所产生的感应电动势的最大值Em＝BSω和ω＝2nπ可知，Em＝B·eq\f(1,2)πR2·2nπ＝π2R2nB，所以有效值E＝eq\f(π2R2nB,\r(2)).由于小灯泡正常发光，所以R＝eq\f(E2,P)＝eq\f(π2R2nB2,2P)，B正确．8．答案：156V解析：电压表的示数为有效值据有效值的定义有：eq\f(U2,R)·T＝eq\f(\f(Um,\r(2))2,R)·eq\f(T,2)∴U＝eq\r(\f(U\o\al(2,m),4))＝eq\f(Um,2)＝156V9．答案：；250rad/s10．答案：NBSωeq\f(\r(2),2)NBSωeq\f(2,π)NBSω11．答案：1.41A解析：由Φ－t图象知：Φm＝×10－2Wb，T＝×10－2s，因Em＝nΦmω＝nΦmeq\f(2π,T)＝100×1×10－2×eq\f(2π,×10－2)V＝200V，根据欧姆定律，电路中的最大电流Im＝eq\f(Em,R＋r)＝eq\f(200,95＋5)A＝2A，故电流表读数为I＝eq\f(Im,\r(2))＝1.41A.12．答案：(1)e＝50sin10πtV(2)(3)3.54A解析：分别把Em、ω的数值推算出来，代入一般表达式Emsinωt就得出了感应电动势的瞬时值表达式，求瞬时值时，只需要把t的值代入表达式就可以了，最后一问是求线圈中的电流和线圈的端电压，注意应为有效值．(1)e＝Emsinωt＝NBS2πnsin(2πnt)＝100×eq\f(1,π)××2π×eq\f(300,60)sin(2π×eq\f(300,60)t)V＝50sin10πtV.(2)当t＝eq\f(1,30)s时，电动势的瞬时值e＝50sin(10π×eq\f(1,30))V＝.(3)电动势的有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(50,\r(2))V＝，电流表的示数I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f,9＋1)A＝3.54A；电