2023版新教材高中物理第3章交变电流微点4交变电流的频率和周期课时作业新人教版选择性必修第二册

微点4交变电流的频率和周期1．(多选)关于交变电流的周期和频率，下列说法正确的是()A．为了描述交变电流的周期性变化引入了周期，而不是频率B．周期为0.02s的交变电流，其频率为50HzC．周期和频率是倒数关系D．频率为50Hz的正弦式交变电流的方向每秒改变50次2．(多选)某正弦式交流电的方向在1s内改变100次，则周期T和频率f分别是()A．T＝0.01sB．T＝0.02sC．f＝50HzD．f＝100Hz3．关于交变电流的周期和频率，下列说法正确的是()A．正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期B．1s内交变电流出现最大值的次数等于频率C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍D．频率为50Hz的交变电流，其周期等于0.05s4．(多选)某小型发电机产生的交变电动势e＝50sin100πt(V)，对此电动势，下列表述正确的是()A．频率是50HzB．频率是100HzC．周期是0.01sD．周期是0.02s5．(多选)矩形金属线圈共10匝，绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t变化的情况如图所示．下列说法正确的是()A.此交变电流的频率为0.2HzB．1s内电流方向变化10次C．t＝0.1s时，线圈平面与磁场方向平行D．1s内线圈转5圈6．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图像如图所示，则()A．交流电的频率是4πHzB．当t＝0时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大C．当t＝πs时，e有最大值D．t＝eq\f(3,2)πs时，e＝－10V最小，磁通量变化率最小7．(多选)一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，形成如图所示的交变电动势—时间图像．根据图像提供的信息，以下说法正确的是()A．线圈转动的角速度为eq\f(100π,3)rad/sB．电动势的最大值为20VC．t＝1.0×10－2s时，线圈平面和磁场方向的夹角为30°D．t＝1.5×10－2s时，穿过线圈平面的磁通量最大8．如图所示为一个单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时产生的正弦式交变电流的波形图，若只将线圈的转速变为原来的2倍，则()A．峰值变为20AB．周期变为0.4sC．转速变为100r/sD．提高转速前，在t＝0.05s到t＝0.1s时间内，穿过线圈的磁通量逐渐增大9．(多选)某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，由图像可知()A．交变电流的频率为4HzB．0～1s内电流方向变化50次C．若仅使线圈转速加倍，则周期变为0.02sD．若仅使线圈转速加倍，则感应电动势的最大值变为400V10．[2023·全国高二课时练习](多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙曲线a、b所示，则()A.两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C．曲线a表示的交变电动势频率为25HzD．曲线b表示的交变电动势最大值为10V11．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势随时间的变化规律如图甲所示．现若将线圈转速增加为原来的2倍，并以线圈平面与磁场平行时(如图乙)为计时起点，则下列关于电动势随时间变化规律的四幅图像正确的是()[答题区]题号123456答案题号7891011答案微点4交变电流的频率和周期1．答案：BC解析：周期和频率都是为了描述交变电流的周期性变化而引入的，A错误；周期是完成一次周期性变化所需的时间，频率是在单位时间内完成周期性变化的次数，所以周期和频率是倒数关系，若周期T＝0.02s，则频率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，B、C正确；由于正弦式交变电流在每个周期内电流方向改变两次，所以频率为50Hz的正弦式交变电流每秒电流方向改变100次，D错误．2．答案：BC解析：交变电流在一个周期内方向改变两次，1s内电流的方向改变100次，知经历了50个周期，则T＝eq\f(1,50)s＝0.02s，频率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，故B、C正确，A、D错误．3．答案：C解析：在一个周期的时间内，交变电流会出现正向和负向最大值各一次，相邻两个峰值的时间间隔为半个周期，所以交变电流在一个周期内方向改变两次，即方向变化的频率为交变电流频率的2倍，选项A、B错误，C正确；周期T＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,50)s＝0.02s，选项D错误．4．答案：AD解析：由交变电动势的表达式可知，周期T＝eq\f(2π,ω)＝0.02s，频率f＝eq\f(1,T)＝50Hz.故A、D正确．5．答案：BD解析：由题图可知T＝0.2s，故f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.2)Hz＝5Hz，即1s内完成5个周期，线圈转5圈，每转1圈电流方向改变2次，则1s内电流方向变化10次，故A错误，B、D正确；在t＝0.1s时，e＝0，所以线圈平面与磁场方向垂直，故C错误．6．答案：B解析：从题图像可知交流电的周期为2πs，频率为eq\f(1,2π)Hz，t＝πs时，e＝0最小，A、C错误；t＝0时，e最小，Φ最大，B正确；t＝eq\f(3,2)πs时，e＝－10V，e最大，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，“－”号表示方向，D错误．7．答案：ABC解析：周期T＝6×10－2s，角速度ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(100π,3)rad/s，A项正确；由题图可知，电动势的最大值为20V，B项正确；电动势的瞬时值表达式e＝20sineq\f(100π,3)t(V)，将t＝1.0×10－2s代入eq\f(100π,3)t，解得θ＝eq\f(π,3)，这是线圈从中性面开始转过的角度，故线圈平面和磁场方向的夹角为30°，C项正确；t＝1.5×10－2s时，线圈平面与磁场平行，穿过线圈的磁通量最小，D项错误．8．答案：A解析：由题图可知周期为0.2s，转速n＝eq\f(ω,2π)＝5r/s，转速变为原来的2倍后，n′＝2n＝10r/s，故C错误；由ω＝2πn可知，角速度变为原来的2倍，由T＝eq\f(2π,ω)可知，周期变为原来的一半，即0.1s，故B错误；由Em＝BSω可知，峰值变为原来的2倍，即峰值变为20A，故A正确；由题图可知，提高转速前，在t＝0.05s到t＝0.1s时间内，电流逐渐增大，分析可知穿过线圈的磁通量逐渐减小，故D错误．9．答案：BC解析：由题图可知，交变电流的周期T＝0.04s，频率f＝eq\f(1,T)＝25Hz，选项A错误；一个周期内电流方向变化2次，1s内电流方向变化eq\f(t,T)×2＝eq\f(1s,0.04s)×2＝50次，选项B正确；若仅使线圈转速加倍，根据T＝eq\f(1,n)可知，周期将变为原来的二分之一，即T′＝0.02s，选项C正确；若仅使线圈转速n加倍，则角速度ω＝2πn加倍，根据Em＝NBSω可知感应电动势的最大值加倍，最大值为200V，选项D错误．10．答案：ACD解析：从题图中看出，t＝0时刻a、b曲线上产生的感应电动势均为0，因此线圈平面与中性面重合，选项A正确；从图中可以看出a、b曲线的周期分别为Ta＝0.04s，Tb＝0.06s，曲线a、b对应的线圈转速之比na∶nb＝eq\f(1,Ta)∶eq\f(1,Tb)＝3∶2，选项B错误；曲线a所表示的频率fa＝eq\f(1,Ta)＝25Hz，选项C正确；线圈转动时产生的感应电动势最大值Em＝BSω又na∶nb＝3∶2，因此ωa∶ωb＝3∶2可推出Ema∶Emb＝3∶2结合图像，计算出曲线b表示的交变电动势最大值为10V，选项D正确．11．答案：B解析：由题图甲可知，周期T＝4×10－2s，则角速度ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,4×10－2)rad/s＝50πrad/s，电动势最大值Em＝NB