高中物理人教版2第五章交变电流 第5章第2节

第五章第二节基础夯实一、选择题(1～5题为单选题，6题为多选题)1．在下列四幅交流电的图象中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是eq\x(导学号09152235)(C)解析：我国日常生活所用交流电的峰值为311伏，周期为，所以C项正确。2．一个照明电灯两端允许加的最大交流电压为311V，当它接入220V照明电路上，这个灯将eq\x(导学号09152236)(D)A．灯不亮 B．灯丝将烧断C．只能暗淡发光 D．能正常发光解析：电灯的额定电压为U＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(311,\r(2))V＝220V，当它接入220V的照明电路上时能正常发光。3．(江苏扬州大学附中高二下学期期中)下列说法正确的是eq\x(导学号09152237)(D)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．如果交流电的最大值是5A，则最小值为－5AD．一周期内交流电的方向改变两次解析：交流电压表测的是有效值，测交流指针不摆动，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5A，则最小值为0，故选项C错误。线圈转过中性面，感应电流方向要改变方向，则线圈转一周，感应电流方向改变两次，选项D正确。4．(北京四中2023～2023学年高二下学期期中)如图所示交流电的电流有效值为eq\x(导学号09152238)(C)A．2A B．3AC．2eq\r(5)A D．3eq\r(5)A解析：依据电流热效应可知Ieq\o\al(2,1)Req\f(T,2)＋Ieq\o\al(2,2)Req\f(T,2)＝I2RT解得I＝2eq\r(5)A，故选项C正确。5．(河北正定中学2023～2023学年高二下学期期中)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示．产生的交变电动势的图象如图2所示，则eq\x(导学号09152239)(B)A．t＝时线框的磁通量变化率为零B．t＝时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势有效值为311VD．线框产生的交变电动势频率为100Hz解析：由e－t图象知，t＝s时磁通量的变化率最大，A错；t＝s时的电动势为零，此时磁通量的变化率为零，磁通量最大，线框与中性面重合，B正确；交变电动势的有效值为E＝eq\f(311,\r(2))V，C错；电动势的频率为f＝eq\f(1,T)＝50Hz，D错。6．甲交变电流的电压随时间变化规律为u甲＝141sin(100t＋eq\f(π,2))V，乙交变电流的电压随时间的变化规律为u乙＝311sin(100t＋eq\f(π,6))V，比较甲、乙两电流eq\x(导学号09152240)(CD)A．甲的峰值是282V，乙的峰值是622VB．甲、乙的周期都是100sC．甲的频率f甲等于乙的频率f乙D．甲、乙的相位差不变，是eq\f(π,3)解析：甲、乙的峰值分别是141V和311V，A错误；甲、乙的周期T＝eq\f(2π,ω)≈×10－2s，B错误；甲、乙的周期相等，频率也相等，即f甲＝f乙，C正确；Δφ＝φ甲－φ乙＝eq\f(π,3)，频率相同，相位差不变，D正确。二、非选择题7．(山东枣庄市滕州二中2023～2023学年高二下学期质检)如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动．若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻r＝Ω，外接灯泡的电阻为R＝Ω。试求：eq\x(导学号09152241)(1)线圈匀速转动过程中穿过线圈的最大磁通量。(计算结果可保留根号和π)(2)线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功。答案：(1)×10－2Wb(2)×10－2J解析：(1)设线圈匀速转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Φ，匀强磁场的磁感应强度为B；线圈的面积为S，匀速转动的周期为T，角速度为ω，匀速转动过程中产生的电动势的最大值为Em，由图乙可知：Em＝6eq\r(2)V，T＝。由题意可知：ω＝eq\f(2π,T)①Em＝BSω②Φ＝BS③联立①②③式，代入数据解得：Φ＝eq\f(3\r(2),50π)Wb＝×10－2Wb(2)设线圈匀速转动过程中产生的电动势的有效值为E；线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功为W。由题意可得E＝eq\f(Em,\r(2))④W＝eq\f(E2,R＋r)T⑤联立④⑤式，代入数据解得：W＝×10－2J能力提升一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．(安徽铜陵一中2023～2023学年高二下学期期中)图甲、图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eq\x(导学号09152242)(C)A．图甲表示交流电，图乙表示直流电B．电压的有效值是311VC．电压的有效值图甲大于图乙D．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝220sin100πt(V)解析：由于两图中表示的电流方向都随时间变化，因此都为交流电，故A错误；两种电压的最大值是311V，有效值要小于311V，故B错误；由于对应相同时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可知，图甲有效值要比图乙有效值大，故C正确；从图甲可知，Em＝311V，ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，所以图甲电压的瞬时值表达式为u＝311sin100πt(V)，故D错误。2．(华北师大二附中2023～2023学年高二检测)如图所示电路中，电源电压u＝311sin100πtV，A、B间接有“220V440W”的电暖宝、“220V220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是eq\x(导学号09152243)(D)A．交流电压表的示数为311VB．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3eq\r(2)AC．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D．1min内抽油烟机消耗的电能为×104J解析：由u＝311sin100πtV可知，交变电压的有效值为220V，故交流电压表的示数为220V，选项A错误；由两用电器的额定功率为660W，根据P＝UI可知，保险丝的额定电流应不小于3A，选项B错误；因抽油烟机220W包括热功率及机械功率，故电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍还要多，选项C错误；根据W＝Pt可得1min内抽油烟机消耗的电能为×104J，选项D正确。3．(河北衡水中学2023～2023学年高二上学期调研)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eq\x(导学号09152244)(D)A．4A B．2eq\r(2)AC．eq\f(8,3)A D．eq\f(2\r(30),3)A解析：设交流电电流的有效值为I，周期为T，电阻为R，则有：I2RT＝(eq\f(Im,\r(2)))2Req\f(T,3)＋Ieq\o\al(2,m)Req\f(2T,3)代入数据解得：I＝eq\f(2\r(30),3)A，故ABC错误，D正确，故选D。4．(诸城一中2023～2023学年高二下学期期中)如图所示，A、B两输电线间的电压是u＝200eq\r(2)sin100πt(V)，输电线电阻不计，把电阻R＝50Ω的用电器接在A、B两输电线上，对此，下列说法正确的是eq\x(导学号09152245)(AB)A．电流表示数为4AB．电压表示数为200VC．通过R的电流方向每秒钟改变50次D．用电器消耗的电功率为解析：由u＝200eq\r(2)sin100πt(V)可知，电压最大值Um＝200eq\r(2)V，角速度ω＝100πrad/s，所以电压的有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝200V，周期T＝eq\f(2π,ω)＝，频率f＝eq\f(1,T)＝50Hz。由欧姆定律得I＝eq\f(U,R)＝eq\f(200,50)A＝4A，所以A、B两项正确；一周期内电流方向改变两次，而f＝50Hz，则1s内电流方向改变100次，C项错误；电功率P＝IU＝4×200W＝800W，所以D项错误。5．(辽宁葫芦岛市2023～2023学年高二上学期期末)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象，如图甲所示。已知发电机线圈内阻为Ω，外接一只电阻为Ω的灯泡，如图乙所示，则eq\x(导学号09152246)(BD)A．电压表的示数为220VB．电路中的电流方向每秒钟改变100次C．灯泡实际消耗的功率为484WD．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为解析：电动势的有效值为E＝eq\f(\r(2),2)Em＝220V，所以电流的有效值为I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(220,95＋5)＝(A)所以电压表示数应为U＝×95＝209(V)，选项A错；交流电的频率为f＝eq\f(1,T)＝50Hz，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项B正确；灯泡实际消耗的功率为P灯＝I2R＝×W＝W，故选项C错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q＝I2rt＝××1J＝J，选项D对。二、非选择题6．(北京师大附中2023～2023学年高二下学期期中)如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，磁场的磁感应强度为B。线圈匝数为n，电阻为r，长为l1，宽为l2，转动角速度为ω。线圈两端外接阻值为R的电阻和一个理想交流电流表。求：eq\x(导学号09152247)(1)线圈转至图示位置时的感应电动势；(2)电流表的读数；(3)从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式；(4)从图示位置开始，转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量；(5)图示位置时，图中左侧的边(长为l1)所受安培力的大小和方向。答案：(1)nBωl1l2(2)eq\f(\r(2)nBωl1l2,2R＋r)(3)e＝nBωl1l2sinωt(4)eq\f(nBl1l2,R＋r)(5)eq\f(n2B2l\o\al(2,1)l2ω,R