課時分層作業(yè)8 描述交流電的物理量

1、.課時分層作業(yè)八根底達(dá)標(biāo)練時間：15分鐘分值：50分一、選擇題此題共6小題，每題6分，共36分1多項選擇關(guān)于交變電流的周期和頻率，以下說法正確的選項是 【導(dǎo)學(xué)號：24622065】A正弦式交變電流連續(xù)兩次出現(xiàn)正向最大值的時間間隔等于一個周期B50 Hz的交變電流，其周期等于0.05 sC頻率為50 Hz的交變電流，1 s內(nèi)方向變化100次D頻率為50 Hz的交變電流，1 s內(nèi)方向變化50次AC正弦式交變電流連續(xù)兩次出現(xiàn)正向最大值的時間間隔等于一個周期，選項A正確；50 Hz的交變電流，其周期等于0.02 s，選項B錯誤；頻率為50 Hz的交變電流，1 s內(nèi)方向變化100次，選項C正確，選項D錯

2、誤2以下說法錯誤的選項是A耐壓值為300 V的電容器兩端可平安接到220 V的交流電源上B交流電氣設(shè)備上所標(biāo)出的額定電壓值和額定電流值均為有效值C計算交流電的電功、電功率及電熱時電壓、電流必須用交流電的有效值D沒有特別說明時交流電的數(shù)值均指有效值A(chǔ)有效值為220 V的交流電電壓的最大值為311 V，高于電容器的耐壓值300 V，選項A錯誤；交流電氣設(shè)備上所標(biāo)出的額定電壓值和額定電流值均為有效值，選項B正確；計算交流電的電功、電功率及電熱時電壓、電流必須用交流電的有效值，選項C正確；沒有特別說明時交流電的數(shù)值均指有效值，選項D正確應(yīng)選A.3如圖2­2­10所示，正弦交流電甲和

3、方波交流電乙的峰值、頻率完全一樣，把兩電流分別輸入完全一樣的兩個電阻中，經(jīng)過一樣的時間足夠長后，兩電阻中消耗的電能之比W甲W乙為 【導(dǎo)學(xué)號：24622066】圖2­2­10A12 B1C11 D12A在一個周期T內(nèi)，正弦交流電在電阻中消耗的電能為W甲Rt，方波交流電在電阻中消耗的電能為W乙I2Rt，所以W甲W乙12，故A正確4.如圖2­2­11所示，兩個一樣的定值電阻1、2分別接在正弦交流電源和直流電源的兩端，直流電壓恒為U0.當(dāng)電阻1、2的通電時間分別為t和2t時，兩個電阻上產(chǎn)生的熱量均為Q.那么該正弦交流電源電壓的最大值是圖2­2­

4、;11A.U0 B2U0C.U0 D.U0B設(shè)兩電阻的阻值均為R，正弦交流電源電壓的最大值為Um，那么Qt，Q·2t，解得Um2U0，選項B正確5在圖2­2­12所示電路中，A是熔斷電流I02 A的保險絲，R是可變電阻交流電源的內(nèi)電阻不計，其電動勢隨時間變化的規(guī)律是e220sin 314t V為了不使保險絲熔斷，可變電阻的阻值應(yīng)該大于圖2­2­12A110 B110 C220 D220 B由e220sin 314t V可知，Em220 V，故E220 V，又r0，故U220 V，根據(jù)歐姆定律可得可變電阻的最小阻值為110 ，選項B正確6在勻強(qiáng)磁

5、場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖2­2­13甲所示產(chǎn)生的交變電動勢的圖像如圖2­2­13乙所示，那么 甲乙圖2­2­13At0.005 s時線框的磁通量變化率為零 Bt0.01 s時線框平面與中性面重合C線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為311 VD線框產(chǎn)生的交變電動勢頻率為100 HzB由e­t圖像知，t0.005 s時磁通量的變化率最大，A項錯誤；t0.01 s時的電動勢為零，此時磁通量的變化率為零，磁通量最大，線框與中性面重合，B項正確；交變電動勢的有效值為E V，C項錯誤；電動勢的頻率為f50 Hz，

6、D項錯誤二、非選擇題14分7如圖2­2­14所示，一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)有n100匝的矩形線圈，線圈面積S0.10 m2，線圈電阻可忽略不計在外力作用下矩形線圈在B0.10 T的勻強(qiáng)磁場中，以恒定的角速度100 rad/s繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)線圈兩端與R100 的電阻構(gòu)成閉合回路，求：圖2­2­141線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值；2從線圈平面通過中性面時開場，線圈轉(zhuǎn)過90°角的過程中通過電阻R橫截面的電荷量【解析】1線圈中感應(yīng)電動勢的最大值EmnBS3.14×102 V.2設(shè)從線圈平面通過中性面時開場，線圈轉(zhuǎn)過90

7、°角所用時間為t，線圈中的平均感應(yīng)電動勢n通過電阻R的平均電流在t時間內(nèi)通過電阻橫截面的電荷量Qt1.0×102 C.【答案】13.14×102 V21.0×102 C才能提升練時間：25分鐘分值：50分一、選擇題此題共4小題，每題6分，共24分1一臺小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像，如圖2­2­15甲所示發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0 ，外接一只電阻為95.0 的燈泡，如圖2­2­15乙所示，那么 甲乙圖2­2­15A電壓表的示數(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

8、耗的功率為484 WD發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 JD電動勢的有效值為E Em220 V，所以電流的有效值為I A2.2 A，所以電壓表示數(shù)應(yīng)為U2.2×95 V209 V，A項錯誤；交流電的頻率為f50 Hz，每個周期內(nèi)電流方向改變2次，故每秒鐘內(nèi)電流方向改變100次，B項錯誤；燈泡實際消耗的功率為P燈I2R2.22×95.0 W459.8 W，故C項錯誤；發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為QI2rt2.22×5.0×1 J24.2 J，D項正確2多項選擇如圖2­2­16甲所示，在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以

9、不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖像如圖2­2­16乙中曲線a、b所示，那么甲乙圖2­2­16A兩次t0時刻線圈平面均與中性面重合B曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23C曲線a表示的交變電動勢頻率為25 HzD曲線b表示的交變電動勢有效值為10 VAC由交變電流的圖像獲得最大值、周期等信息，結(jié)合交變電流的產(chǎn)生過程求解由圖像可知，兩次轉(zhuǎn)動都是從中性面開場計時的，故A正確；由圖像可知，曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)動的周期之比為23，那么轉(zhuǎn)速之比為32，故B錯誤；由圖像可知曲線a的周期Ta4×102 s，那么曲線a表示的交變電動勢頻率

10、fa25 Hz，故C正確；交變電動勢的最大值EmnBS，那么曲線a，b表示的交變電動勢的峰值之比為EmaEmbab32，即EmbEma10 V，故曲線b表示的交變電動勢的有效值為E有 V5 V，D錯誤3.實驗室里的交流發(fā)電機(jī)可簡化為如圖2­2­17所示的模型，正方形線圈在程度勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁感線的OO軸勻速轉(zhuǎn)動今在發(fā)電機(jī)的輸出端接一個電阻R和理想電壓表，并讓線圈每秒轉(zhuǎn)25圈，讀出電壓表的示數(shù)為10 VR10 ，線圈電阻忽略不計，以下說法正確的選項是 【導(dǎo)學(xué)號：24622067】圖2­2­17A線圈位于圖中位置時，線圈中的瞬時電流為零B從線圈經(jīng)過中性

11、面開場計時，線圈中電流瞬時值表達(dá)式為icos 50tAC流過電阻R的電流每秒鐘方向改變50次D電阻R上的熱功率等于20 WC電壓表的示數(shù)是有效值，故電壓最大值Um10 V圖示位置與中性面垂直，此時產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，故A錯；產(chǎn)生的最大電壓UmU10 V，Im A，2×25 rad/s50 rad/s，從中性面開場計時的瞬時值表達(dá)式是iImsin tsin 50tA，故B錯；交變電流在一個周期內(nèi)方向改變2次，因此流過電阻R的電流每秒鐘方向改變50次，故C對；P10 W，故D錯4.如圖2­2­18所示電路，電阻R1與電阻R2阻值一樣，都為R，和R1并聯(lián)的D為理想二極管

12、正向電阻可看做零，反向電阻可看做無窮大，在A、B間加一正弦交流電壓u20sin 100t V，那么加在R2上的電壓有效值為圖2­2­18A10 V B20 VC15 V D5 VD由u20sin 100t V可知，電壓的有效值為20 V在一個周期T內(nèi)，當(dāng)二極管導(dǎo)通時，R2上的電壓有效值為U120 V；當(dāng)二極管不導(dǎo)通時，R2上的電壓有效值為U210 V根據(jù)有效值的概念可得·T··，解得U5 V，選項D正確二、非選擇題此題共2小題，共26分513分如圖2­2­19所示，矩形線框的匝數(shù)N250 匝，ab12 cm，ad10 cm，

13、線框置于B T的勻強(qiáng)磁場中并繞垂直于磁場的軸以120 r/min勻速轉(zhuǎn)動線框通過滑環(huán)與外電路相連，外電路接有R12 的電阻及一只發(fā)光電壓和熄滅電壓都為12 V的氖泡L.求：圖2­2­191當(dāng)K接e時，電流表的讀數(shù)為多少？R的熱功率為多大？10 min內(nèi)外力對線框做的功為多少？2當(dāng)K接f時，氖泡閃光的頻率為多大？通電10 min，氖泡發(fā)光的總時間為多少？線框電阻不計【解析】1當(dāng)K接e時，電流表的讀數(shù)為I A A1.4 AR的熱功率PI2R2×12 W24 W外力做的功都轉(zhuǎn)化為R上的熱量，故WPt24×10×60 J1.44×104 J.

14、2當(dāng)K接f時，取從中性面開場計時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為ENBSsin t24sin 4t根據(jù)正弦曲線的變化規(guī)律，可知在交變電流的一個周期T內(nèi)，氖泡發(fā)光2次，每次發(fā)光的時間為.由于T s，故氖泡閃光的頻率為4次通電10 min，氖泡發(fā)光的總時間為t10×60×4×× s400 s.【答案】11.4 A24 W1.44×104 J24次400 s613分如圖2­2­20甲，電阻為R2 的金屬線圈與一平行粗糙軌道相連并固定在程度面內(nèi)，軌道間距為d 0.5 m，虛線右側(cè)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B10.1 T，磁場內(nèi)外分別靜置垂直于導(dǎo)軌的金屬棒P和Q，其質(zhì)量m1m2 0.02 kg，電阻R1R2 2 .t0時起對左側(cè)圓形線圈區(qū)域施加一個垂直于紙面的交變磁場B2，使得線圈中產(chǎn)生如圖2­2­20乙所示的正弦交變電流從M端流出時為電流正方向，整個過程兩根金屬棒都沒有滑動，不考慮P和Q電流產(chǎn)生的磁場以及導(dǎo)軌電阻重力加速度g取10 m/s2.甲乙圖2­2­201假設(shè)第1 s內(nèi)線圈區(qū)域的磁場B2正在減弱，那么其方向應(yīng)是垂直紙面向里還是向外？2假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，金屬棒與導(dǎo)軌間的滑動摩擦因數(shù)至少應(yīng)是多少？3求前4 s內(nèi)回路產(chǎn)生的總焦耳熱【解析】1第1