高中物理人教版2第五章交變電流2描述交變電流的物理量 省賽獲獎(jiǎng)

第五章第2節(jié)描述交變電流的物理量練習(xí)1．以下說法正確的是()A．發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)銘牌上所標(biāo)數(shù)值為有效值B．電容器的擊穿電壓為所加交變電壓的有效值C．交流電壓表所測(cè)數(shù)值為瞬時(shí)值D．保險(xiǎn)絲的數(shù)值為最大值2．如圖所示是一交變電流的i－t圖象，則該交變電流的有效值為()A．4A B．2eq\r(2)A\f(8,3)A \f(2\r(30),3)A3．一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示．由圖可知()A．該交流電的電壓有效值為100VB．該交流電的頻率為25HzC．該交流電的電壓的有效值為100eq\r(2)VD．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率為50W4．如圖所示，單匝矩形線圈abcd處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以恒定的角速度ω繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈所圍面積為S，線圈的總電阻為＝0時(shí)刻線圈平面與紙面重合，且cd邊正在離開紙面向外運(yùn)動(dòng)．則()A．時(shí)刻t線圈中電流的瞬時(shí)值i＝eq\f(BSω,R)cosωtB．線圈中電流的有效值I＝eq\f(BSω,R)C．線圈中電流的有效值I＝eq\f(\r(2)BSω,2R)D．線圈消耗的電功率P＝eq\f(BSω2,R)5．將阻值為5Ω的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上，電源電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)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B．通過電阻的電流為eq\r(2)AC．電阻消耗的電功率為D．用交流電壓表測(cè)得電阻兩端的電壓是5V6．一只電飯煲和一臺(tái)洗衣機(jī)同時(shí)并入u＝311sin314tV的交流電源上，均正常工作，用電流表分別測(cè)得電飯煲的電流是5A，洗衣機(jī)的電流是0.5A.下列說法正確的是()A．電飯煲的電阻是44Ω，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈電阻是440ΩB．電飯煲消耗的功率為1555W，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的功率為C．1min內(nèi)電飯煲消耗的電能為×104J，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為×103JD．電飯煲的發(fā)熱功率是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍7．將硬導(dǎo)線中間一段折成半圓形，使其半徑為R(m)，讓它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B(T)、方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸MN勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n(r/s)．導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路接有額定功率為P(W)的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計(jì)，則燈泡的電阻為()\f(2πR2nB2,P) \f(π2R2nB2,2P)\f(2πR2nB2,P) \f(πR2nB2,2P)8．如圖甲為電熱毯的電路圖，把電熱毯接在U＝311sin100πtV的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，通過裝置P使輸入電壓變?yōu)橐宜镜牟ㄐ?，從而進(jìn)入保溫狀態(tài)，若電熱絲電阻保持不變，此時(shí)交流電壓表的讀數(shù)是：________.9．如圖所示，線圈面積S＝×10－2m2，共20匝，電阻為Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝，線圈繞OO′軸以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，恰好使標(biāo)有“24V,30W”的電燈L10．如圖所示是一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一匝數(shù)為N，面積為S的矩形線圈，以角速度ω繞OO′軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的最大值是________，有效值是________，線圈從圖中位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，電動(dòng)勢(shì)的平均值是________．11．一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n＝100，穿過線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，發(fā)電機(jī)線圈的電阻r＝5Ω，外電路電阻R＝95Ω，求串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)．12．如圖所示，線圈abcd的面積是0.05m2，共100匝，線圈電阻為1Ω，外接電阻R＝9Ω，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝eq\f(1,π)T，當(dāng)線圈以300r/min的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，求：(1)若從線圈處于中性面開始計(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)值為多大？(3)電路中電壓表和電流表的示數(shù)各是多少？13．如圖所示，設(shè)ab邊長(zhǎng)為20cm，ad邊長(zhǎng)為10cm，匝數(shù)為100匝，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為314rad/s，從中性面開始計(jì)時(shí)，試寫出電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式．如果該發(fā)電機(jī)接一阻值為190Ω的用電器，發(fā)電機(jī)線圈總內(nèi)阻為10Ω，則該用電器消耗的電功率是多少？答案1．答案：A解析：為了表明交流電通過用電器產(chǎn)生的效果，用電器上所標(biāo)的都是交流電的有效值，A對(duì)，交流電流表或交流電壓表都測(cè)的是有效值．C錯(cuò)．電容器的耐壓值為最大值，保險(xiǎn)絲的數(shù)值為有效值，B、D全錯(cuò)．2．答案：D解析：設(shè)該交變電流的有效值為I，由有效值的定義得(eq\f(Im,\r(2)))2Rt1＋I(xiàn)eq\o\al(2,m)Rt2＝I2Rt.而t＝t1＋t2，代入數(shù)據(jù)解得：I＝eq\f(2\r(30),3)A，故D正確．3．答案：BD解析：由圖象可看出該交流電的有效值為eq\f(100,\r(2))，A、C均錯(cuò)；頻率為25Hz，B正確；P＝eq\f(U2,R)＝50W，D正確．4．答案：C解析：由題意得i＝eq\f(BSω,R)sinωt，電流有效值I＝eq\f(BSω,\r(2))，P＝eq\f(BSω2,2R)，所以只有C項(xiàng)正確．5．答案：C解析：由圖可讀出Um＝5V，T＝4×10－2s，由f＝eq\f(1,T)得f＝×102Hz，故A錯(cuò)．由Im＝eq\f(Um,R)＝1A，而I有效＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(\r(2),2)A，故B錯(cuò)，由PR＝I2R＝(eq\f(\r(2),2))2×5W＝，故C正確．電壓表測(cè)得數(shù)據(jù)為有效值eq\f(5,2)eq\r(2)V，故D錯(cuò)．6．答案：C7．答案：B解析：由線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝BSω和ω＝2nπ可知，Em＝B·eq\f(1,2)πR2·2nπ＝π2R2nB，所以有效值E＝eq\f(π2R2nB,\r(2)).由于小燈泡正常發(fā)光，所以R＝eq\f(E2,P)＝eq\f(π2R2nB2,2P)，B正確．8．答案：156V解析：電壓表的示數(shù)為有效值據(jù)有效值的定義有：eq\f(U2,R)·T＝eq\f(\f(Um,\r(2))2,R)·eq\f(T,2)∴U＝eq\r(\f(U\o\al(2,m),4))＝eq\f(Um,2)＝156V9．答案：；250rad/s10．答案：NBSωeq\f(\r(2),2)NBSωeq\f(2,π)NBSω11．答案：1.41A解析：由Φ－t圖象知：Φm＝×10－2Wb，T＝×10－2s，因Em＝nΦmω＝nΦmeq\f(2π,T)＝100×1×10－2×eq\f(2π,×10－2)V＝200V，根據(jù)歐姆定律，電路中的最大電流Im＝eq\f(Em,R＋r)＝eq\f(200,95＋5)A＝2A，故電流表讀數(shù)為I＝eq\f(Im,\r(2))＝1.41A.12．答案：(1)e＝50sin10πtV(2)(3)3.54A解析：分別把Em、ω的數(shù)值推算出來，代入一般表達(dá)式Emsinωt就得出了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式，求瞬時(shí)值時(shí)，只需要把t的值代入表達(dá)式就可以了，最后一問是求線圈中的電流和線圈的端電壓，注意應(yīng)為有效值．(1)e＝Emsinωt＝NBS2πnsin(2πnt)＝100×eq\f(1,π)××2π×eq\f(300,60)sin(2π×eq\f(300,60)t)V＝50sin10πtV.(2)當(dāng)t＝eq\f(1,30)s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e＝50sin(10π×eq\f(1,30))V＝.(3)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(50,\r(2))V＝，電流表的示數(shù)I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f,9＋1)A＝3.54A；電