高中物理 滚动检测4 交变电流的产生及描述 粤教版选修3-2

滚动检测(四)交变电流的产生及描述(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1．已知负载上的交变电流μ＝311sin314t(V)，i＝14.1sin314t(A)，根据这两式判断，下述结论中正确的是 ()．A．电压的有效值为311VB．负载电阻的大小为22ΩC．交变电流的频率是55HzD．交变电流的周期是0.01s解析由μ＝311sin314t(V)可知，电压的最大值Um＝311V，所以其有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝220V，A错，又由i＝14.1sin314t(A)可知，电流的最大值Im＝14.1A，所以R＝eq\f(Um,Im)＝22Ω，B正确，由表达式可知ω＝314rad/s，所以T＝eq\f(2π,ω)＝0.02s，f＝eq\f(1,T)＝50Hz，C、D错误．答案B2．将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图1-所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，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，灯泡的电阻应为 ()．图1A.eq\f(2πl2nB2,P) B.eq\f(2πl2nB2,P)C.eq\f(l2nB2,2P) D.eq\f(l2nB2,P)解析产生感应电动势的最大值Emax＝Blv＝Bl2·2πnE有效＝eq\f(\r(2),2)Emax＝eq\r(2)πnBl2P＝eq\f(E\o\al(2,有效),R)⇒R＝eq\f(2πl2nB2,P).答案B3．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图2-甲所示的方式连接，R＝10Ω，交流电压表的示数是10V．图2-乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象．则()．图2-A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝eq\r(2)cos(100πt)AB．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝eq\r(2)cos(50πt)AC．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝5eq\r(2)cos(100πt)VD．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝5eq\r(2)cos(50πt)V解析由题图可知：u＝Umcosωt，ω＝eq\f(2π,T)＝100π而交流电压表的示数是有效值，故Um＝10eq\r(2)V，uR＝10eq\r(2)cos(100πt)V．据欧姆定律iR＝eq\f(uR,R)＝eq\r(2)cos(100πt)A.答案A4．(·北京理综，15)一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为eq\f(P,2).如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为 ()．A．5VB．5eq\r(2)VC．10VD．10eq\r(2)V解析设电热器电阻为R，正弦交流电源的电压有效值为U效，接10V直流电源时，P＝eq\f(U2,R)＝eq\f(102,R)①；接交流电源时，eq\f(P,2)＝eq\f(U\o\al(2,效),R)②，联立①②得U效＝5eq\r(2)V，故最大值Um＝eq\r(2)U效＝10V，C选项正确．答案C5．两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图3所示，则两只电阻的热功率之比是 ()．图3A．1∶4B．1∶2C．1∶eq\r(2)D．1∶1解析正弦式交流电电流有效值I1＝eq\f(im,\r(2))，方形交流电的有效值为I2＝im，电热功率P＝I2R，故eq\f(P1,P2)＝eq\f(I\o\al(2,1),I\o\al(2,2))＝eq\f(1,2)，故选项B正确．答案B二、双项选择题(本题共5小题，每题8分，共40分)6．下列关于低频扼流圈和高频扼流圈的阻碍作用的说法中，正确的有()．A．低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就更大B．低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就较小C．高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就更大D．高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就较小解析感抗跟电感和交变电流的频率有关，电感越大、频率越高，感抗越大．低频扼流圈电感很大对低频交流电就有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就更大，故A正确；高频扼流电感很小，高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍较小，故D正确．答案AD7．如图4所示，某电子电路的输入端输入电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分．若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各器件的作用，下列说法中正确的有 ()．图4A．L在此的功能为通直流，阻交流，叫高频扼流圈B．C1在此的功能为通交流，隔直流，叫隔直电容C．C2在此的功能为通高频、阻低频，叫做高频旁路电容D．上述说法都不对解析电感线圈L的作用就是通直流阻交流，C1的作用只能让交流通过，C2的作用就是将高频部分旁路；故B、C正确．答案BC8．(·广东理综，19)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin100πt(V)．对此电动势，下列表述正确的有 ()．A．最大值是50eq\r(2)V B．频率是100HzC．有效值是25eq\r(2)V D．周期是0.02s解析从中性面开始计时，交变电动势的表达式为e＝Emsinωt，因e＝50sin100πt(V)，所以最大值Em＝50V，A错误．由ω＝2πf＝100π得f＝50Hz，B错误．有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝25eq\r(2)V，C正确．T＝eq\f(1,f)＝0.02s，D项正确．答案CD9．(·成都模拟)关于电感线圈，下列说法正确的是 ()．A．电感线圈对交变电流的阻碍作用是因为交变电流的周期性变化，使电感线圈产生自感电动势，自感电动势对交变电流产生阻碍作用B．电感线圈对交变电流的阻碍作用是因为电感线圈电阻对交变电流有更大的电阻C．电感线圈与自感线圈的工作原理是相同的D．电感线圈与自感线圈的工作原理是不相同的解析电感对直流电的作用靠直流电阻，对交流电的作用既有直流电阻又有感抗．电感线圈对交变电流的阻碍作用是因为交变电流的周期性变化，使电感线圈产生自感电动势，自感电动势对交变电流产生阻碍作用，A对，B错；电感线圈与自感线圈的工作原理是相同的，即自感现象，C对，D错．答案AC10.(·山东高二联考)对电容器能通交变电流的原因，下列说法中正确的有()．A．当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流B．当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流C．在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动D．在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器解析考查电容对交流电的影响，电容器对交流导通的实质是电容器不断的充放电，在其电路中产生交变电流，故B、D正确．答案BD三、非选择题(本题共2小题，共30分．计算题要求有必要的文字叙述，列出必要的方程和演算步骤)11．(15分)如图5表示一交流随时间变化的图象，求此交流的有效值．图5解析根据有效值的定义，选择一个周期T的时间，利用在相同时间内通过相同的电阻R所产生的热量相同，由焦耳定律得I2R·T＝Ieq\o\al(2,1)R·eq\f(T,2)＋Ieq\o\al(2,2)R·eq\f(T,2)即I2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,\r(2))))2·eq\f(1,2)＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,\r(2))))2·eq\f(1,2)解得I＝eq\r(5)A.答案eq\r(5)A12．(15分)如图6所示，间距为L的光滑平行金属导轨AB、CD，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，AC端接阻值为R的电阻．一电阻为R0质量为m的导体棒MN放置在导轨上，在外力F的作用下从t＝0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律是v＝vmsinωt，导轨的电阻值忽略不计．图6求：(1)从t＝0到t＝eq\f(2π,ω)的时间内电阻R产生的热量Q；(2)从t＝0到t＝eq\f(π,2ω)的时间内外力F做的功W.解析导体棒MN切割磁感线产生的感应电动势为e＝BLv＝BLvmsinωt，因此是正弦规律变化式交变电流，且峰值Em＝BLvm，则有效值为E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(BLvm,\r(2))，故电阻R上产生的热量Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋R0)))2Rt＝eq\f(B2L2v\o\al(2,m),2R＋R02)·R·eq\f(2π,ω)＝eq\f(B2L2v\o\al(2,m)Rπ,ωR＋R02)(2)t＝eq\f(π,2ω)时导体棒MN的速度vm，据功能关系：W＝Q＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)又Q＝eq\f(E