2019-2020年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊(cè)：5.2-描述交變電流的物理量含答案

1、2019-2020年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊(cè)：5.2描述交變電流的物理量含答案知識(shí)點(diǎn)一交變電流的周期和頻率1(多選)某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e50sin 100t(V)對(duì)此電動(dòng)勢(shì)，下列表述正確的有()A最大值是50 eq r(2) VB頻率是100 HzC有效值是25 eq r(2) VD周期是0.02 s知識(shí)點(diǎn)二峰值和有效值2小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖L521所示，此線圈與一個(gè)R10 的電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其他電阻下列說(shuō)法正確的是()圖L521A交變電流的周期為0.125 sB交變電流的頻率為8 HzC交

2、變電流的有效值為eq r(2) AD交變電流的最大值為4 A3通過一阻值R100 的電阻的交變電流如圖L522所示，其周期為1 s電阻兩端電壓的有效值為()圖L522A12 VB4eq r(10) VC15 V D8 eq r(5) V4(多選)圖L523中的甲、乙兩圖分別表示兩個(gè)交變電壓，比較這兩個(gè)交變電壓，它們具有相同的()圖L523A有效值 B頻率C最大值 D均不一樣5圖L524是一交變電流隨時(shí)間變化的圖像，求此交變電流的有效值圖L524知識(shí)點(diǎn)三交變電流的平均值和有效值的區(qū)別6如圖L525所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，電阻為R.線框

3、繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電流的有效值I_線框從中性面開始轉(zhuǎn)過eq f(,2)的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q_圖L5257下列提到的交流電，不是指有效值的是()A交流電壓表的讀數(shù)B使用交流的電氣設(shè)備上標(biāo)明的額定電壓C電容器擊穿電壓D220 V交流電壓8如圖L526所示，實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻r1.0 ，外接R9.0 的電阻閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e10 eq r(2)sin 10t(V)，則()圖L526A該交變電流的頻率為10 HzB該電動(dòng)勢(shì)的有效值為10 eq r(2) VC外接電阻R所消耗的電功率

4、為10 WD電路中理想交流電流表A的示數(shù)為1.0 A9(多選)圖L527甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化，下列說(shuō)法正確的是()圖L527A圖甲表示交流電，圖乙表示直流電B兩種電壓的有效值相等C圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u311sin 100t(V)D兩種電壓的周期相同10電阻R1、R2與交流電源按照?qǐng)DL528甲所示的方式連接，R110 ，R220 .合上開關(guān)S后，通過電阻R2的交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示，則()圖L528A通過R1的電流有效值是1.2 ABR1兩端的電壓有效值是6 VC通過R2的電流最大值是eq f(6,5) eq r(2) ADR2兩

5、端的電壓最大值是6 eq r(2)V11(多選)圖L529甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩正對(duì)磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，A為交流電流表線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的水平軸OO沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，以下判斷正確的是()圖L529A電流表的示數(shù)為10 AB線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50 rad/sC0.01 s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D0.02 s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左12(多選)如圖L5210所示，有一矩形線圈，面積為S，匝數(shù)為N，整個(gè)線圈的電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈繞OO軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，OO軸垂直于磁場(chǎng)方

6、向，外電阻為R，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，下列說(shuō)法中正確的是()圖L5210A磁通量的變化量為NBSB平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Eeq f(2NBS,)C電阻R所產(chǎn)生的熱量為Qeq f(（NBS）2,2R)D通過電阻R的電荷量為qeq f(NBS,Rr)13如圖L5211所示，線圈abcd的面積是0.05 m2，共100匝，線圈電阻為1 ，外接電阻R為9 ，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Beq f(1,) T，線圈以300 r/min的轉(zhuǎn)速繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)(1)若從線圈處于中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式(2)線圈轉(zhuǎn)過eq f(1,30) s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值多大？(3

7、)電路中電壓表和電流表的示數(shù)各是多少？(4)從中性面開始計(jì)時(shí)，經(jīng)eq f(1,30) s通過電阻R的電荷量為多少？圖L52112描述交變電流的物理量1CD解析 從中性面開始計(jì)時(shí)，交變電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為eEmsin t，因e50sin 100t(V)，所以最大值Em50 V，A錯(cuò)誤；由2f100 rad/s得f50 Hz，B錯(cuò)誤；有效值Eeq f(Em,r(2)25 eq r(2) V，C正確；Teq f(1,f)0.02 s，D正確2C解析 由et圖像可知，交變電流的周期為0.25 s，故頻率為4 Hz，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律可知交變電流的最大值為2 A，故有效值為eq r(2) A，選項(xiàng)

8、C正確，D錯(cuò)誤3B解析 根據(jù)電流的熱效應(yīng)先計(jì)算電流的有效值由(0.1)2R0.42(0.2)2R0.12I2R12，可得流過電阻的電流的有效值Ieq f(r(10),25) A，電阻兩端電壓的有效值為UIR4eq r(10) V，可得B正確4BC解析 由題圖可知，兩個(gè)交變電壓最大值均為2 V，周期均為0.4 s，可知B、C正確題圖甲中電壓有效值U甲eq f(Um,r(2)，題圖乙中電壓有效值U乙Um，A錯(cuò)誤55 A解析 設(shè)該交變電流的有效值為I，直流電的電流為I，讓該交變電流和直流電分別通過同一電阻(阻值為R)，在一個(gè)周期(T0.2 s)內(nèi)，該電阻產(chǎn)生的熱量QIeq oal(2,1)Rt1Ie

9、q oal(2,2)Rt2(4 eq r(2)2R0.1(3 eq r(2)2R0.15R；在一個(gè)周期內(nèi)直流電通過該電阻產(chǎn)生的熱量QI2RT0.2I2R.由QQ得，0.2I2R5R，解得I5 A，即此交變電流的有效值II5 A.6.eq f(r(2)BS,2R)eq f(BS,R)解析 線框中電動(dòng)勢(shì)的最大值EmBS，電動(dòng)勢(shì)的有效值Eeq f(Em,r(2)，電流的有效值Ieq f(E,R)eq f(r(2)BS,2R)，qIteq f(E,R)teq f(,Rt)teq f(,R)eq f(BS,R).7C解析 電容器擊穿電壓指電容器兩端允許加的電壓的最大值8D解析 由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬

10、時(shí)值表達(dá)式e10 eq r(2)sin 10t(V)可知，該交流電為正弦式交變電流，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值基本表達(dá)式為eEmsin t，由兩式對(duì)照可知，Em10 eq r(2) V，10 rad/s，又由于2f，解得f5 Hz，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)正弦式交變電流有效值與峰值的關(guān)系可知，該電動(dòng)勢(shì)的有效值為Eeq f(Em,r(2)10 V，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；理想交流電流表測(cè)量的是電路中總電流的有效值，根據(jù)閉合電路歐姆定律有Ieq f(E,Rr)1 A，外接電阻R所消耗的功率為PI2R9 W，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確9CD解析 圖甲、乙都表示交流電，圖甲中有效值Ueq f(311,r(2) V，而圖乙中的

11、有效值與峰值不滿足Ueq f(Um,r(2)，所以它們的有效值不相同由圖甲看出T2102 s，eq f(2,T)100 rad/s，所以u(píng)311sin 100t (V)由圖像可知兩種電壓的周期都是2102 s.10B解析 R1與R2串聯(lián)，R1與R2中的電流變化情況應(yīng)相同，電流有效值I1I20.6 A，電流最大值I1mI2meq f(3,5) eq r(2) A，電壓有效值U1I1R16 V，U2I2R212 V，電壓最大值U1meq r(2)U16 eq r(2) V，U2meq r(2)U212 eq r(2) V綜上所述，B項(xiàng)正確11AC解析 由題圖乙可知電流的最大值是Im10 eq r(

12、2) A，交流電的周期T0.02 s，電流表的示數(shù)為交流電的有效值即Ieq f(Im,r(2)10 A，選項(xiàng)A正確；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度eq f(2,T)100 rad/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；0.01 s時(shí)流過線圈的感應(yīng)電流達(dá)到最大，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，磁通量的變化率最大，則穿過線圈的磁通量為0，即線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，選項(xiàng)C正確；由楞次定律可知0.02 s時(shí)流過電阻的電流方向自左向右，選項(xiàng)D錯(cuò)誤12BD解析 逐項(xiàng)分析如下：選項(xiàng)分析結(jié)論A線圈在圖示位置時(shí)磁通量0，轉(zhuǎn)過90后磁通量BS，該過程中磁通量的變化量為BS，與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)錯(cuò)誤B該過程中所用時(shí)間teq f(,)eq f(,2)，所以平均感

13、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Eeq f(N,t)eq f(2NBS,)正確C電路中的感應(yīng)電流有效值Ieq f(E,Rr)eq f(NBS,r(2)（Rr）)，所以電阻R所產(chǎn)生的熱量QI2Rteq f(RN2B2S2,4（Rr）2)錯(cuò)誤D電路中的感應(yīng)電流的平均值Ieq f(E,Rr)eq f(2NBS,（Rr）)，所以通過電阻R的電荷量qIteq f(NBS,Rr)正確13.(1)e50sin 10t (V)(2)25 eq r(3) V(3)22.5 eq r(2) V2.5 eq r(2) A(4)eq f(1,4) C解析 (1)eEmsin tNBS2nsin 2nt100eq f(1,)0.052eq f(300,60)sin(2eq f(300,60)t)(V)50sin 10t (V)(2)當(dāng)teq f(1,30) s時(shí)，e50sin(10eq f(1,30) V25 eq r(3) V.(3)電動(dòng)勢(shì)的有效值為Eeq f(Em,r(2)eq f(50,r(2) V25 eq r(2) V，電流表示數(shù)Ieq f(E,Rr)eq f(25 r(2),91) A2.5 eq r(2) A，電壓表示