2022版高中物理 課時(shí)作業(yè)（十）描述交變電流的物理量 新人教版選修3-2一、單項(xiàng)選擇題1標(biāo)有“250 V,0.5 F”字樣的電容器能接入下面哪個(gè)電路中使用()A220sin100t VB220 V照明電路中C380sin100t VD380 V動(dòng)力電路中解析：從該電容器的銘牌知，它的耐壓值為250 V，也就是它允許加的最大電壓為250 V，對(duì)于220 V的照明電路，最大值為220 V311 V，超出了它的耐壓值故正確答案為A.答案：A2(北京海淀重點(diǎn)中學(xué)測(cè)試)將R200 的電阻接入如圖所示的交流電路中，電源內(nèi)阻不計(jì)則可判斷()A此交流電動(dòng)勢(shì)的有效值為311 VB此交流電的頻率為100 HzC線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100 rad/sD在一個(gè)周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量是4.84 J解析：由圖象可知該交流電動(dòng)勢(shì)的最大值為311 V，則其有效值E220 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在一個(gè)周期內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量QT4.84 J，選項(xiàng)D正確；由圖象可知該交流電周期T0.02 s，其頻率f50 Hz，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度100 rad/s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤答案：D3電阻R1、R2與交流電源按照?qǐng)D甲的方式連接，R110 ，R220 合上開關(guān)S后，通過(guò)電阻R2的正弦式交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示，則()A通過(guò)R1的電流有效值是1.2 ABR1兩端的電壓有效值是6 VC通過(guò)R2的電流最大值是1.2 ADR2兩端的電壓最大值是6 V解析：從圖象可以看出，交變電流中電流最大值為0.6 A，電流有效值為：I0.6 A，R1兩端電壓有效值為U1IR16 V，R2兩端電壓最大值為UmImR20.6×20 V12 V，綜上所述，正確選項(xiàng)為B.答案：B4一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5 ，現(xiàn)外接一只電阻為95 的燈泡，如圖乙所示，則()A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(shí)際消耗的功率為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 J解析：電壓表示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值，由圖象知電動(dòng)勢(shì)的最大值Em220 V，有效值E220 V，燈泡兩端電壓U209 V，A錯(cuò)；由圖象知T0.02 s，一個(gè)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(cuò)；燈泡的實(shí)際功率P W459.8 W，C錯(cuò)；電流的有效值I2.2 A，發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為QrI2rt2.22×5×1 J24.2 J，D對(duì)答案：D5如圖所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的正弦交流電的圖象，在改變線圈的轉(zhuǎn)速后，產(chǎn)生的正弦交流電的圖象如圖線b所示，以下說(shuō)法正確的是()A線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為23B通過(guò)線圈的磁通量最大值之比為32C先后兩次交流電的最大值之比為32D先后兩次交流電的有效值之比為解析：由正弦交流電的圖象可知，a、b兩交變電流的周期之比為23，T，2n，所以線圈前后兩次轉(zhuǎn)速之比為32，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電壓最大值UmNBS，前后兩次交變電流的最大值之比為32，選項(xiàng)C正確；通過(guò)線圈的磁通量最大值BS，通過(guò)線圈的磁通量最大值之比為11，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由最大值與有效值的關(guān)系可知，先后兩次交流電的有效值之比為32，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：C二、多項(xiàng)選擇題6關(guān)于正弦式交變電流的周期和頻率，下列說(shuō)法中正確的是()A交變電流最大值出現(xiàn)兩次的時(shí)間間隔等于周期的一半B1 s內(nèi)交變電流出現(xiàn)最大值的次數(shù)等于頻率C交變電流方向變化的頻率為交變電流頻率的2倍D50 Hz的交變電流，其周期等于0.05 s解析：根據(jù)周期的定義知選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤因?yàn)樵谝粋€(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，交變電流會(huì)出現(xiàn)正向和負(fù)向最大值各一次，但相鄰兩個(gè)峰值的時(shí)間間隔為半個(gè)周期交變電流在一個(gè)周期內(nèi)方向改變兩次，即方向變化的頻率為交變電流頻率的2倍，故選項(xiàng)C正確由T s0.02 s，知選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：AC7關(guān)于交變電流的有效值U和最大值Um，下列說(shuō)法中正確的是()A任何形式的交變電流都具有U的關(guān)系B對(duì)于正(余)弦式交變電流，有UC照明電壓220 V、動(dòng)力電壓380 V指的都是有效值D交流電壓表和交流電流表測(cè)的都是交變電流的最大值解析：對(duì)于正弦式交變電流，有U，對(duì)其他形式的交變電流該式不一定成立，所以A錯(cuò)誤、B正確；對(duì)交變電流而言，沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下，電流和電壓均指有效值，所以C正確；電流表和電壓表測(cè)的都是有效值，所以D錯(cuò)誤答案：BC8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：由圖象可得T0.8 s，f1.25 Hz，故A對(duì)、D錯(cuò)；由圖象可得Im4 A，故B對(duì)；因電流為非正弦式交流電，故有效值I2 A，C錯(cuò)答案：AB9一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e220sin100t(V)，則()A交流電的頻率是100 HzBt0時(shí)，線圈位于中性面C交流電的周期是0.02 sDt0.05 s時(shí)，e有最大值解析：由瞬時(shí)值表達(dá)式知：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)按正弦規(guī)律變化，所以t0時(shí)，線圈位于中性面角速度100 s1.因2f，所以f50 Hz；由T得T s0.02 s；當(dāng)t0.05 s時(shí)，e220sin5(V)0.故B、C選項(xiàng)正確答案：BC10如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場(chǎng)方向，線圈電阻為2 .從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)60°時(shí)的感應(yīng)電流為1 A那么()A線圈消耗的電功率為4 WB線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 AC任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e4costD任意時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為sint解析：從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，電流的瞬時(shí)表達(dá)式為iImcost,1 AIm×，I A，故B錯(cuò)誤；線圈消耗的電功率PI2R4 W，故A正確；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為eImRcost4cost，故C正確；BSm4 V，m，則任意時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量msintsint，故D錯(cuò)誤答案：AC三、非選擇題11如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)內(nèi)阻r3 、面積S0.02 m2的半圓形導(dǎo)線框可繞OO軸旋轉(zhuǎn)已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B T若線框以100 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且通過(guò)電刷給“6 V,12 W”的小燈泡供電，則：(1)若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，求線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)從圖示位置開始，線框轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量是多少？該電荷量與線框轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢是否有關(guān)？(3)由題目所給已知條件，外電路所接小燈泡能否正常發(fā)光？如不能，則小燈泡的實(shí)際功率為多大？解析：(1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值EmBS×0.02×100 V10 V因線框轉(zhuǎn)動(dòng)從平行于磁感線位置開始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式eEmcost10cos(100t) V.(2)線框轉(zhuǎn)過(guò)90°過(guò)程中，產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)，流過(guò)的電荷量q·T，燈泡電阻R 3 .故q C C，與線框轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢無(wú)關(guān)(3)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E10 V，燈泡兩端電壓UR5 V因U<6 V，故燈泡不能正常發(fā)光，其實(shí)際功率P W W.答案：(1)e10cos(100t) V(2) C無(wú)關(guān)(3)不能 W12如圖所示，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(jì)在外力作用下矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.10 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以恒定的角速度100 rad/s繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)線圈兩端與R100 的電阻構(gòu)成閉合回路求：(1)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)從線圈平面通過(guò)中性面時(shí)開始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量；(3)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)10 s，電流通過(guò)電阻R產(chǎn)生的焦耳熱解析：(1)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmNBS100×0.10×0.10×100 V3.14×102 V.(2)設(shè)從線圈平面通過(guò)中性面時(shí)開始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°所用的時(shí)間為t.線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為通過(guò)電阻R的平均電流為在t時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻R的電荷量為qt C1.0×102 C(3)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的是正弦式交變電流，則電阻R兩端電壓的有效值為UEm電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Qt聯(lián)立解得Q4.93×103 J.答案：(1)3.14×102 V(2)1.0×102 C(3)4.93×103 J