高中物理課時檢測(十)描述交變電流的物理量解析版新人教版選修3_2

1、描述交變電流的物理量一、單項選擇題1.下列關(guān)于交流電的幾種說法中，正確的是（）A.交流電氣設(shè)備上所標(biāo)的電壓、電流值是峰值B.交流電流表和交流電壓表測得的值是瞬時值C.跟交流有相同熱效應(yīng)的直流的值是交流的有效值D.跟直流有相同熱效應(yīng)的交流的值是交流的有效值解析：選C交流電氣設(shè)備上所標(biāo)的電壓、電流值都是交流電的有效值，A選項錯誤；交流電流表和交流電壓表測的值是有效值，B選項錯誤；根據(jù)有效值的定義，可知C選項正確，D選項錯誤。2.下列說法中正確的是 （）A.交變電流在一個周期內(nèi)電流方向改變兩次 ,.1B.交變電流的有效值總是最大值的2C.因為有效值表示交變電流產(chǎn)生的平均效果，所以有效值與平均值相同D

2、.若正弦式交變電流的最大值是10 A,則它的最小值是-10 A解析：選A 產(chǎn)生交變電流的線圈平面每經(jīng)過中性面一次，電流方向改變一次，在一個 1 一，周期內(nèi)線圈平面有兩次經(jīng)過中性面。對于正弦式交變電流，其有效值是最大值的娛，而對于其他的交變電流不一定有這樣的關(guān)系。交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的，與平均值不同。交變電流的正負表示電流的方向，不表示電流的大小，正弦式交變電流的最小值為零。綜上所述，A正確。3 .在如圖所示的電路中，已知交流電源電壓u = 200sin 10兀t V,電阻R= 10 Q ,則電流表和電壓表讀數(shù)分別為（）A. 14.1 A,200 VB. 14.1 A,141

3、 VC. 2 A,200 VD. 2 A,141 V解析：選B由表達式可讀得電壓最大值Un= 200 V,在交流電路中電流表和電壓表測量的是交流電的有效值，所以電壓表的示數(shù)為U=瑞V= 141 V,電流表的示數(shù)為I=R=_200_地X10Z 14.1 A。B正確。64 . 一個多匝閉合矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電的電動勢e隨時間變化的表達式為e=100sin 50兀t V,則下列判斷正確的是（）A.通過該矩形線圈磁通量的最大值為100 WbB.該交變電流電動勢的有效值是70.7 VC.通過該矩形線圈磁通量變化率的最大值為100 Wb/sD. 1 s內(nèi)該交流電電流的方向變化100次

4、解析：選B 由表達式可知 a=50nrad/s , NB$ = 100 V,由于不知道 N,所以無法 求出該矩形線圈的最大值，A項錯誤；感應(yīng)電動勢的最大值為100 V,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)- A ， 一，、定律E= n三丁可知，磁通量的變化率并不等于電動勢，還與線圈匝數(shù)有關(guān)，C項錯誤；交Em變電流電動勢的有效值 E=7=70.7 V, B項正確；該交流電的頻率是25 Hz,故1 s內(nèi)交2流電電流的方向變化 50次，D項錯誤。5.下列說法正確的是（）A.用交流電壓表測量電壓時，指針來回擺動B.用電器上所標(biāo)電壓值是交流電的最大值C.如果交流電白最大值是 5 A,則最小值為5 AD. 一周期內(nèi)交流電的

5、方向改變兩次解析：選D交流電壓表測的是有效值，測量交流電壓時指針不擺動，選項 A錯誤；用 電器上所標(biāo)電壓值是變流電的有效值，選項B錯誤；如果交流電的最大值是5 A,則最小值為0,選項C錯誤；產(chǎn)生交流電的線圈轉(zhuǎn)過中性面一次，感應(yīng)電流方向要改變一次，則線圈 轉(zhuǎn)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次，選項D正確。6. 一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，周期為T。從中性面開始、，1計時，當(dāng)t = 12T時，線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值為2 V,則此交變電流的有效值為 （）A. 2 2 VB. 2 VC. ,2 VD.-22 V解析：選A 先用代入法求出感應(yīng)電動勢的最大值:由 e= Ensin/口2兀3

6、 t 得 2 V= Emsin(x 1T）V,由此得Em= 4 V,因此有效值為 2吸V。選項A正確。7 .將阻值為5 Q的電阻接到內(nèi)阻不計的交流電源上，電源電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是（）A.電路中交變電流的頻率為0.25 Hz8 .通過電阻的電流為2 AC.電阻消耗的電功率為 2.5 WD.用交流電壓表測得電阻兩端的電壓為5 V解析：選C由題圖可知，該交變電流的周期為通過電阻的電流最大值為.Em，、I m= R= 1 A ,有效值O.1T= 4X10-2s,故頻率為 £=亍=25 Hz;I=；=0.707 A,電阻消耗的電功率為J2P=I2R= 2.5 W。交

7、流電壓表測得的是電阻兩端電壓的有效值U=IR =，也V=3.5 V。C正確。二、多項選擇題8 .阻值為10 a的電阻接到電壓波形如圖所示的交流電源上。以下說法中正確的是()A.電壓的有效值為 10 VB.通過電阻的電流有效值為 -22 AC.電阻消耗的電功率為 5 WD.電阻每秒鐘產(chǎn)生的熱量為10 J解析：選BC根據(jù)題圖可知電壓最大值為U= 10 V,有效值為U= % V,電流有效值UA,電阻消耗的電功率為P= I2R=2X10 W= 5 W,每秒鐘產(chǎn)生的熱量為Q=Pt = 5 J。B、C 正確。9 .正弦式交變電源與電阻R交流電壓表按如圖甲所示的方式連接，R= 10 Q,交流電壓表的示數(shù)是1

8、0 V,如圖乙是交變電源輸出電壓U隨時間t變化的圖象，則()A.通過R的電流Ir隨時間t變化的規(guī)律是Ir= 42cos 100 兀 t AB.通過R的電流Ir隨時間t變化的規(guī)律是I r=/cos 50 7tt AC. R兩端的電壓UR隨時間t變化的規(guī)律是UR= 10/cos 100 兀 t VD. R兩端的電壓UR隨時間t變化的規(guī)律是U= 5 /cos 50 7tt V解析：選AC交流電壓表測的是有效值U= 10 V,電壓的最大值 5= 10 V2 V 。由題fib ：|le圖乙可得電阻R兩端交流電壓的瞬時值LR=10，2cos § :代100兀t V,通過R上的電流有效值I = B

9、= / A = 1 A,則最大值I m= 22 A,其瞬時值為I R= 2cosos 100 7ttR 1UA。故A、C正確。10.如圖所示，交流發(fā)電機的矩形線圈邊長 數(shù)N= 100,電阻r = 1 Q,線圈在磁感應(yīng)強度 = 100兀rad/s 的角速度勻速轉(zhuǎn)動，外接電阻A.電動勢瞬時值為 160兀sin 100兀t V8. t=0時線圈中磁通量變化率最大1c. t=2 s時線圈中感應(yīng)電動勢最大D.交變電流的有效值是 812 7tAab=cd=0.4 m , ad=bc=0.2 m ,線圈匝B= 0.2 T的勻強磁場中繞垂直于磁場的軸以R= 9 Q,以圖示時刻開始計時，則 （）解析：選 BCD

10、 電動勢的瞬時值 e=NBS3cos 3 t=100X0.2 X 0.4 X 0.2 X 100 兀 cos , 一一 A 一，_100% t V= 160兀cos 100兀t V, A錯誤；圖本時刻即 t = 0時，=0,但工工最大，B正確;1t=2 s時，e=b，C正確；交變電流的有效值是嶺兀A, D正確。三、非選擇題11 . 一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度3繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù) Nl= 100,穿過線圈的磁通量 中隨時間t的變化關(guān)系如圖甲所示, 發(fā)電機線圈的電阻r = 5 Q,外電路電阻R= 950。求串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)。甲解析：感應(yīng)

11、電動勢的最大值:E= NBSd = ND ma設(shè)線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的周期為T,則有3 =斤根據(jù)歐姆定律，電路中的電流的最大值為:EmI m= R+ r有效值為I = 'I m由題中給定的-t圖象可得:(Dm= 1.0X10 2 Wb, T= 3.14X10 2s解以上各式，并代入數(shù)據(jù)，得 I =1.41 A。答案：1.41 A12 .如圖所示，在勻強磁場中有一個內(nèi)阻r=3 、面積 S= 0.02 m 2的半圓形單匝導(dǎo)線框可繞OO軸旋轉(zhuǎn)。已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度B= 5任To若線框以 a=100兀rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，且通過電刷給“ 6 V,12 W”的小燈泡供電，則:(1)若從圖示位置開始計時，求線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式;(2)從圖示位置開始，線框轉(zhuǎn)過 90。的過程中，流過導(dǎo)線橫截面的電荷量是多少？該電荷量與線框轉(zhuǎn)動的快慢是否有關(guān)?(3)由已知條件，外電路所接小燈泡能否正常發(fā)光？如不能，則小燈泡實際功率為多大?解析：(1)線框轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值En= BSco =x 0.02 X 100 % V = 102 V因線框轉(zhuǎn)動從平行于磁感線位置開始計時，則感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式e= Ecos 3 t = 10也cos 100 7tt V。(2)線框車t過90°的過程中，產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢流過導(dǎo)線橫截面的電荷量q= I At =BSU02