《2019秋 金版学案 物理·选修3-2（人教版）练习：第五章 2 描述交变电流的物理量 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019秋 金版学案 物理·选修3-2（人教版）练习：第五章 2 描述交变电流的物理量 Word版含解析.pdf（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、A 级 抓基础级 抓基础 1.（多选）关于交变电流的有效值和最大值，下列说法正确的是 （ ） （多选）关于交变电流的有效值和最大值，下列说法正确的是 （ ） A.任何形式的交流电压的有效值和最大值的关系都是任何形式的交流电压的有效值和最大值的关系都是 UU m 2 B.只有正弦式交变电流才具有只有正弦式交变电流才具有 U的关系的关系 Um 2 C.照明电压照明电压 220 V 和动力电压和动力电压 380 V 指的都是有效值指的都是有效值 D.交流电压表和电流表测量的是交变电流的最大值交流电压表和电流表测量的是交变电流的最大值 解析 ：解析 ： 只有正弦式交流电才有只有正弦式交流电才有 U的关
2、系，其他交流电不适用，的关系，其他交流电不适用， Um 2 故故 A 错误，错误，B 正确；家用照明电压、动力电压均指有效值，交流电表 测量的也是有效值，故 正确；家用照明电压、动力电压均指有效值，交流电表 测量的也是有效值，故 C 正确、正确、D 错误错误. 答案：答案：BC 2.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动， 周期为一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动， 周期为 T.从中性面开始计时，当从中性面开始计时，当 tT 时，线圈中感应电动势的瞬时值为时，线圈中感应电动势的瞬时值为 2 1 12 V，则此交变电流的有效值为（ ），则此交变电流的有效值为（ ） A.2
3、 V B.2 V C. V D. V22 2 2 解析：解析：先用代入法求出感应电动势的最大值：由先用代入法求出感应电动势的最大值：由 eEmsin t 得得 2 VEmsin， 由此得， 由此得 Em4 V， 因此有效值为， 因此有效值为 2 V， 选项， 选项 A ( 2 T T 12) 2 正确正确. 答案：答案：A 3.实验室一台手摇交流发电机如图所示， 内阻实验室一台手摇交流发电机如图所示， 内阻 r1.0 ， 外接， 外接 R9. 0 的电阻的电阻.闭合开关闭合开关 S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的 电动势 ，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的 电动势 e10si
4、n 10t（V） ，则（ ） ，则（ ）2 A.该交变电流的频率为该交变电流的频率为 10 Hz B.该电动势的有效值为该电动势的有效值为 10 V2 C.外接电阻外接电阻 R 所消耗的电功率为所消耗的电功率为 10 W D.电路中理想交流电流表电路中理想交流电流表 A 的示数为的示数为 1.0 A 解析：解析：因因 e10sin 10t（V） ，故） ，故 10 rad/s，f5 Hz，2 2 选项选项 A 错误；错误；Em10 V，故其有效值，故其有效值 E10 V，选项，选项 B 错误；错误；2 Em 2 交流电表的示数及功率的计算均要用有效值，因此电路中理想电流表交流电表的示数及功率的
5、计算均要用有效值，因此电路中理想电流表 A 的示数的示数 I1.0 A，选项，选项 D 正确；外接电阻正确；外接电阻 R 所消耗的电功率所消耗的电功率 E Rr 为为 PI2R1.029 W9 W，选项，选项 C 错误错误. 答案：答案：D 4.如图甲所示， 在匀强磁场中， 一矩形金属线圈两次分别以不同的 转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙 中曲线 如图甲所示， 在匀强磁场中， 一矩形金属线圈两次分别以不同的 转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙 中曲线 a、b 所示，则（ ）所示，则（ ） A.两次两次 t0 时刻线圈平面均与中性面垂直时刻线
6、圈平面均与中性面垂直 B.曲线曲线 a、b 对应的线圈转速之比为对应的线圈转速之比为 23 C.曲线曲线 a 表示的交变电动势频率为表示的交变电动势频率为 25 Hz D.曲线曲线 b 表示的交变电动势有效值为表示的交变电动势有效值为 10 V 解析：解析：线圈位于中性面时，磁通量最大，电动势为零，线圈位于中性面时，磁通量最大，电动势为零，A 错误； 转速之比等于周期的反比，故该比值为 错误； 转速之比等于周期的反比，故该比值为 32，B 错误；频率为周期的 倒数， 错误；频率为周期的 倒数，a 的周期为的周期为 0.04 s，频率为，频率为 25 Hz，C 正确；正弦式交变电流的 电动势的有
7、效值为 正确；正弦式交变电流的 电动势的有效值为 E，已知，已知 EaV，且，且 b a，故可，故可 Em 2 NBS 2 15 2 2 3 知知 Eb V5 V，D 错误错误. 2 3 15 2 2 答案：答案：C B 级 提能力级 提能力 5.（多选）如图所示，甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲 所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（ ） （多选）如图所示，甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲 所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（ ） A.图甲表示交流电，图乙表示直流电图甲表示交流电，图乙表示直流电 B.两种电压的有效值相等两种电压的有效值相等 C.图甲所示电压的瞬时值表达
8、式为图甲所示电压的瞬时值表达式为 u311 sin（100t）V D.两种电压的周期相同两种电压的周期相同 解析 ：解析 ： 题图甲、 乙都表示交流电， 题图甲中有效值题图甲、 乙都表示交流电， 题图甲中有效值 U V220 311 2 V，而题图乙中的有效值不存在这一关系，所以它们的有效值不相同， 故 ，而题图乙中的有效值不存在这一关系，所以它们的有效值不相同， 故 A、B 错误；由题图甲看出错误；由题图甲看出 T210 2 s， ，100 rad/s，所，所 2 T 以以 u311sin（100t）（）（V） ， 由题图象可知两种电压的周期都是） ， 由题图象可知两种电压的周期都是 210
9、 2 s，C、D 正确正确. 答案：答案：CD 6.一个小型电热器若接在输出电压为一个小型电热器若接在输出电压为 10 V 的直流电源上，消耗电 功率为 的直流电源上，消耗电 功率为 P； 若把它接在某个正弦交流电源上， 其消耗的电功率为； 若把它接在某个正弦交流电源上， 其消耗的电功率为 .如果如果 P 2 电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为（ ）电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为（ ） A.5 V B.5 V2 C.10 V D.10 V2 解析：解析：设电热器电阻为设电热器电阻为 R，正弦交流电源的电压有效值为，正弦交流电源的电压有效值为 U有效 有效， 接 ，
10、接 10 V 直流电源时，直流电源时，P； 接交流电源时 ，联立得； 接交流电源时 ，联立得 U有效 有效 5 U2 R P 2 U R 2 V，故输出电压的最大值，故输出电压的最大值 UmU有效 有效 10 V，选项，选项 C 正确正确.2 答案：答案：C 7.两个完全相同的电热器，分别通过如图两个完全相同的电热器，分别通过如图 a 和图和图 b 所示的电流最 大值相等的方波交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率 之比 所示的电流最 大值相等的方波交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率 之比 PaPb等于多少？等于多少？ 解析 ：解析 ： 有效值与最大值的关系有效值与最大值的
11、关系 I仅对正弦交变电流适用，即对仅对正弦交变电流适用，即对 Im 2 于图于图 b 才有才有 Ib，PbI R I R，对于图，对于图 a 的方波交变电流来说，的方波交变电流来说， Im 2 2 b 1 2 2 m 由于每时刻通过电阻由于每时刻通过电阻 R 的电流都是的电流都是 Im，只是方向做周期性变化，而对 于电流通过电阻发热来说，它与电流方向是没有关系的 ，只是方向做周期性变化，而对 于电流通过电阻发热来说，它与电流方向是没有关系的.因此从热效应 来说，图 因此从热效应 来说，图 a 的交变电流与恒定电流的交变电流与恒定电流 Im是等效的，也可以说图是等效的，也可以说图 a 交变电 流
12、的有效值就是 交变电 流的有效值就是 Im.因此因此 IaIm，PaI RI R，所以，所以 PaPb1 2 a2 m 1 2 21. 8.一个电阻为一个电阻为 r、边长为、边长为 L 的正方形线圈的正方形线圈 abcd 共共 N 匝，线圈在磁 感应强度为 匝，线圈在磁 感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴 OO以如图所示的角 速度 以如图所示的角 速度 匀速转动，外电路电阻为匀速转动，外电路电阻为 R. （1）在图中标出此刻线圈感应电流的方向）在图中标出此刻线圈感应电流的方向. （2）线圈转动过程中感应电动势的最大值有多大？）线圈转动过程中感应电动势的
13、最大值有多大？ （3）线圈平面与磁感线夹角为）线圈平面与磁感线夹角为 60时的感应电动势为多大？时的感应电动势为多大？ （4）设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周， 柴油机做多少功？ ）设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周， 柴油机做多少功？ （5）从图示位置开始，线圈转过）从图示位置开始，线圈转过 60的过程中通过的过程中通过 R 的电量是多 少？ 的电量是多 少？ （6）图中电流表和电压表的示数各是多少？）图中电流表和电压表的示数各是多少？ 解析：解析：（1）由右手定则可判定电流的方向沿）由右手定则可判定电流的方向沿 dcba 方向方向. （2）EmNBSNBL
14、2. （3）线圈平面与）线圈平面与 B 成成 60角时的瞬时感应电动势为角时的瞬时感应电动势为 eEmcos 60 NBL2. 1 2 （4）电动势的有效值）电动势的有效值 E；电流的有效值；电流的有效值 I. Em 2 E Rr 柴油机做的功转化为电能，线圈转一周柴油机做的功为柴油机做的功转化为电能，线圈转一周柴油机做的功为 WEItt. E2 Rr ( NBL2 2) 2 Rr 2 N2B2L4 Rr （5）因为 ，）因为 ， I E R r N t（Rr） 故电量故电量 qIt. NBSsin 60 Rr 3NBL2 2（Rr） （6）电流表显示电流的有效值，则读数为）电流表显示电流的有效值，则读数为 I； Im 2 NBL2 2（Rr） 电压表显示路端电压的有效值，则读数为电压表显示路端电压的有效值，则读数为 UIR. NBL2R 2（Rr）