2018_2019學年高中物理第五章交變電流第2節(jié)描述交變電流的物理量課時作業(yè)新人教版.docx

第2節(jié) 描述交變電流的物理量隨堂檢測1(高考四川卷)小型手搖發(fā)電機線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場視為勻強磁場，方向垂直于線圈中心軸OO，線圈繞OO勻速轉動，如圖所示矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應電動勢的最大值都為e0，不計線圈電阻，則發(fā)電機輸出電壓()A峰值是e0B峰值是2e0C有效值是Ne0 D有效值是Ne0解析：選D.因每匝矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的電動勢的最大值都是e0，每匝中ab和cd串聯(lián)，故每匝線圈產(chǎn)生的電動勢的最大值為2e0.N匝線圈串聯(lián)，整個線圈中感應電動勢的最大值為2Ne0，因線圈中產(chǎn)生的是正弦交流電，則發(fā)電機輸出電壓的有效值ENe0，故選項D正確2.(多選)(2018浙江義烏群星外國語月考)有一交變電流如圖所示，則由此圖象可知()A它的周期是0.8 sB它的峰值是4 AC它的有效值是2 AD它的頻率是0.8 Hz解析：選AB.由圖象可知，周期為0.8 s，頻率為1.25 Hz，選項A正確，D錯誤；峰值是4 A，選項B正確；因圖示交流電不是正弦交流電，故有效值不是2 A，選項C錯誤3(多選)(2016高考全國卷)如圖，M為半圓形導線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導線框，圓心為ON；兩導線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面現(xiàn)使線框M、N在t0時從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面、且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時針勻速轉動，則()A兩導線框中均會產(chǎn)生正弦交流電B兩導線框中感應電流的周期都等于TC在t時，兩導線框中產(chǎn)生的感應電動勢相等D兩導線框的電阻相等時，兩導線框中感應電流的有效值也相等解析：選BC.當導線框N完全進入磁場后，通過線框的磁通量將不變，故無感應電流產(chǎn)生，因此它不會產(chǎn)生正弦交流電，A項錯誤；導線框每轉動一圈，產(chǎn)生的感應電流的變化為一個周期，B項正確；在t時，導線框轉過角度為45，切割磁感線的有效長度相同，均為繞圓心的轉動切割形式，設圓弧半徑為R，則感應電動勢均為EBR2，C項正確；導線框N轉動的一個周期內(nèi)，有半個周期無感應電流產(chǎn)生，所以兩導線框的感應電動勢的有效值并不相同，由閉合電路歐姆定律可知，兩導線框的電阻相等時，感應電流的有效值一定不相同，D項錯誤4(2018吉林長春十一中月考)如圖所示，線圈的面積是0.1 m2，共50匝，線圈電阻為r1 ，外接電阻R9 ，勻強磁場的磁感應強度B T，當線圈以5 r/s的轉速勻速旋轉時，求：(1)若從中性面開始計時，寫出線圈感應電動勢的瞬時值表達式(2)電路中電壓表示數(shù)是多少？解析：(1)若從中性面開始計時，線圈中感應電動勢的瞬時值表達式為eEmsin t.其中2n10 rad/s，EmNBS500.110100 V.故線圈中感應電動勢的瞬時值表達式為e100sin 10t (V)(2)電動勢的有效值為E50 V電壓表的示數(shù)為UIRR45 V答案：(1)e100sin 10t(V)(2)45 V課時作業(yè) 一、單項選擇題1(2018江西撫州臨川一中測試)對于如圖所示的電流i隨時間t做周期性變化的圖象，下列說法中正確的是()A電流做周期性變化，是交流電B電流的周期是0.02 sC電流的有效值是0.2 AD電流的最大值是0.2 A解析：選D.由圖象可知，電流的方向不變，而大小做周期性變化，所以不是交流電，而是直流電，電流的周期是0.01 s，最大值是0.2 A，A、B、C錯誤，D正確2(2018黑龍江大慶中學檢測)一個矩形線圈在勻強磁場中轉動產(chǎn)生的交流電動勢為e220sin 100t(V)關于這個交變電流，下列說法中正確的是()A交變電流的頻率為100 HzB電動勢的有效值為220 VCt0時，穿過線圈的磁通量為零Dt0時，線圈平面與中性面垂直解析：選B.該交變電流的頻率為f Hz50 Hz，故A項錯誤；電動勢的有效值為 V220 V，故B項正確；t0時，瞬時電動勢為零，所以線圈平面與磁場垂直，此時線圈平面處在中性面上，故C、D錯誤3.如圖所示，實驗室一臺手搖交流發(fā)電機，內(nèi)阻r1 ，外接R9 的電阻閉合開關S，當發(fā)動機轉子以某一轉速勻速轉動時，產(chǎn)生的電動勢e10sin(10t)V，則()A該交變電流的頻率為10 HzB該電動勢的有效值為10 VC外接電阻R所消耗的電功率為10 WD電路中理想交流電流表A的示數(shù)為1 A解析：選D.由發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢的表達式e10sin(10t)V可知，該交流電為正弦式交變電流，其感應電動勢的瞬時值表達式為eEmsin t，由兩式對照可知Em10 V，10 rad/s，又由于2f，解得f5 Hz，故選項A錯誤；根據(jù)正弦式交變電流有效值與峰值的關系可知，該電動勢的有效值為E10 V，故選項B錯誤；理想交流電流表測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I1 A，外接電阻R所消耗的功率為PI2R9 W，故選項C錯誤，選項D正確4一個小型電熱器若接在輸出電壓為10 V的直流電源上，消耗電功率為P；若把它接在某個正弦交流電源上，其消耗的電功率為.如果電熱器電阻不變，則此交流電源輸出電壓的最大值為()A5 V B5 VC10 V D10 V解析：選C.電熱器接到直流電源上，由功率表達式P可知，P.當其接到交流電源上時，有，則U2U1，U2為正弦交流電的有效值，則此交流電的最大值UmU210 V，C正確5一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0 ，外接一只電阻為95.0 的燈泡，如圖乙所示，則()A電壓表V的示數(shù)為220 VB電路中的電流方向每秒鐘改變50次C燈泡實際消耗的功率為484 WD發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J解析：選D.電壓表示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值，由題圖甲知電動勢的最大值Em220 V，有效值E220 V，燈泡兩端電壓U209 V，A錯；由題圖甲知T0.02 s，一個周期內(nèi)電流方向變化兩次，可知1 s內(nèi)電流方向變化100次，B錯；燈泡的實際功率P W459.8 W，C錯；電流的有效值I2.2 A，發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為QrI2rt2.225.01 J24.2 J，D對6(2018黑龍江七臺河期末聯(lián)考)如圖為小型旋轉電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R10 連接，t0時線圈以T0.02 s的周期從圖中位置開始轉動，轉動時理想交流電壓表示數(shù)為10 V則()A電阻R上的電功率為20 WBR兩端的電壓u隨時間變化的規(guī)律是u10cos 100t(V)C0.02 s時R兩端的電壓瞬時值為零D通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是icos 50t(A)解析：選B.電阻R消耗的功率為P W10 W，故A錯誤；產(chǎn)生的感應電動勢的最大值為EmU10 V，由題可知，周期為T0.02 s，角速度100 rad/s，故R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u10 cos 100t(V)，故B正確；0.02 s時磁通量的變化率最大，此時產(chǎn)生的感應電動勢最大，故C錯誤；Im A A，則通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是icos 100t(A)，故D錯誤7(2018北京朝陽區(qū)測試)電阻R1、R2與交流電源按照圖甲所示方式連接，R110 ，R220 .合上開關S后，通過電阻R2的正弦式交變電流i隨時間t變化的情況如圖乙所示則()A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的電流有效值是1.2 ADR2兩端的電壓最大值是6 V解析：選B.首先從交流電圖象中找出交變電流的最大值，即通過R2的電流最大值為0.6 A，由正弦式交變電流最大值與有效值的關系ImI可知，其有效值為0.6 A，由于R1與R2串聯(lián)，所以通過R1的電流有效值也是0.6 A，選項A、C錯；R1兩端電壓有效值為U1IR16 V，選項B對；R2兩端電壓最大值為U2mImR20.620 V12 V，選項D錯二、多項選擇題8(2018河北邢臺期末)一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示，由圖可知()A該交流電的頻率為50 HzB該交流電的電壓的最大值為20 VC該交流電的電壓的有效值為10 VD若將該交流電電壓加在阻值R10 的電路兩端，則電阻消耗的功率為20 W解析：選CD.由圖可知，周期T0.04 s，頻率f1/T25 Hz，故A錯誤；由圖可知，交流電的電壓的最大值為20 V，故B錯誤；交流電的電壓的有效值為U V10 V，故C正確；功率P W20 W，故D正確. 9(2018山西應縣一中檢測)一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間的變化圖象如圖所示，則下列說法中正確的是()At0時刻，線圈平面與中性面平行Bt0.01 s時刻，穿過線圈平面的磁通量的變化率最大Ct0.02 s時刻，線圈中有最大感應電動勢Dt0.03 s時刻，線圈中有最大感應電流解析：選BCD.t0時刻，磁通量為零，線圈平面與中性面垂直，故A錯誤t0.01 s時刻，磁通量為零，感應電動勢最大，磁通量的變化率最大，故B正確t0.02 s時刻，磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應電動勢最大，故C正確t0.03 s時刻，磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應電動勢最大，感應電流最大，故D正確10(2018吉林長春十一中檢測)圖甲為一臺小型發(fā)電機示意圖，產(chǎn)生的感應電動勢隨時間變化如圖乙所示已知發(fā)電機線圈的匝數(shù)為10匝，電阻r2 ，外電路的小燈泡電阻恒為R6 ，電壓表、電流表均為理想電表下列說法正確的是()A電壓表的讀數(shù)為3 VB電流表讀數(shù)為0.5 AC1秒內(nèi)流過小燈泡的電流方向改變25次D線圈在轉動過程中，磁通量最大為(Wb)解析：選ABD.由圖象可知，電動勢最大值為Em4 V，所以有效值為E4 V，電路中電流為I0.5 A，電壓表的讀數(shù)為UIR0.56 V3 V，故A、B正確；由圖象可知，周期為T0.04 s，所以頻率為25 Hz，線圈轉一圈，電流方向改變2次，所以1秒內(nèi)流過小燈泡的電流方向改變50次，C錯誤；EmNBS4 V，得磁通量最大為(Wb)，故D正確三、非選擇題11.如圖所示，矩形線圈abcd在磁感應強度B2 T的勻強磁場中繞軸OO以角速度10 rad/s勻速轉動，線圈共10匝，電阻r5 ，ab0.3 m，bc0.6 m，負載電阻R45 .(1)寫出從圖示位置開始計時線圈中感應電動勢的瞬時值表達式；(2)求電阻R在0.05 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量；(3)求0.05 s內(nèi)流過電阻R的電荷量(設線圈從垂直中性面開始轉動)解析：(1)電動勢的最大值為EmnBS1020.30.610 V113.04 V故瞬時值表達式eEmcos t113.04 cos (10t) V.(2)電流的有效值I1.6 A所以0.05 s內(nèi)R上產(chǎn)生的熱量QI2Rt5.76 J.(3)平均感應電動勢為：n72 V平均感應電流為：1.44 A所以通過電阻R的電荷量為：qt0.072 C.答案：(1)e113.04 cos (10t) V(2)5.76 J(3)0.072 C12某興趣小組設計了一種發(fā)電裝置，如圖所示在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為，磁場均沿半徑方向匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長abcdl、bcad2l.線圈以角速度繞中心軸勻速轉動，