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 VB頻率是100 HzC有效值是25 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交變電流的有效值為 AD交變電流的最大值為4 A3通過(guò)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 VB4 VC15 V D8 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(guò)的過(guò)程中，通過(guò)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 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 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1.0 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(guò)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(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 ADR2兩端的電壓最大值是6 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?lè)较騽蛩俎D(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)方向，外電阻為R，當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)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EC電阻R所產(chǎn)生的熱量為QD通過(guò)電阻R的電荷量為q13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B 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(guò) s時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值多大？(3)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) s通過(guò)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E25 V，C正確；T0.02 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 A，選項(xiàng)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(guò)電阻的電流的有效值I A，電阻兩端電壓的有效值為UIR4 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，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(guò)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QIRt1IRt2(4 )2R0.1(3 )2R0.15R；在一個(gè)周期內(nèi)直流電通過(guò)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.解析 線框中電動(dòng)勢(shì)的最大值EmBS，電動(dòng)勢(shì)的有效值E，電流的有效值I，qIttt.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)瞬時(shí)值表達(dá)式e10 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 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E10 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I1 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U V，而圖乙中的有效值與峰值不滿足U，所以它們的有效值不相同由圖甲看出T2102 s，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I1mI2m A，電壓有效值U1I1R16 V，U2I2R212 V，電壓最大值U1mU16 V，U2mU212 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 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I10 A，選項(xiàng)A正確；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度100 rad/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；0.01 s時(shí)流過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)90后磁通量BS，該過(guò)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(guò)程中所用時(shí)間t，所以平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E正確C電路中的感應(yīng)電流有效值I，所以電阻R所產(chǎn)生的熱量QI2Rt錯(cuò)誤D電路中的感應(yīng)電流的平均值I，所以通過(guò)電阻R的電荷量qIt正確13.(1)e50sin 10t (V)(2)25 V(3)22.5 V2.5 A(4) C解析 (1)eEmsin tNBS2nsin 2nt1000.052sin(2t)(V)50sin 10t (V)(2)當(dāng)t s時(shí)，e50sin(10) V25 V.(3)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E V25 V，電流表示數(shù)I A2.5 A，電壓表示數(shù)UIR2.5 9 V22.5 V.(4) s內(nèi)線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度t2，該過(guò)程中BSBScos BS，所以由I，I，E，得q C C.