《山东省专用2018_2019学年高中物理第五章交变电流课时跟踪检测二十五描述交变电流的物理量含解析新人教版选修3_2.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东省专用2018_2019学年高中物理第五章交变电流课时跟踪检测二十五描述交变电流的物理量含解析新人教版选修3_2.pdf（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、课时跟踪检测（二十五） 描述交变电流的物理量课时跟踪检测（二十五） 描述交变电流的物理量 1 在阻值为 70 的电阻中通以正弦交变电流， 测得在 10 min 内放出的热量为 2.1104 J，则此交变电流的最大值为( ) A0.24 A B0.5 A C0.707 A D1 A 解析：选 D 根据QI2Rt得I A，所以ImI1 A。 1 2 2 2如图所示是一个正弦式交变电流的图像，下列说法正确的是( ) A周期是 0.2 s，电流的峰值是 10 A B周期是 0.15 s，电流的峰值是 10 A C频率是 5 Hz，电流的有效值是 10 A D频率是 0.2 Hz，电流的有效值是 7.0
2、7 A 解析 ： 选 A 由图像可知T0.2 s，Im10 A，故频率f 5 Hz，I5 A7.07 1 T Im 2 2 A，选项 A 正确，B、C、D 错误。 3匝数为 100 的线圈通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分)，单匝线 圈电阻r0.02 ，则在 010 s 内线圈产生的焦耳热为( ) A80 J B85 J C90 J D125 J 解析：选 B 由交变电流的有效值定义知 2R (2 A)2R I2RT， ( 3 2 A) T 2 T 2 该交变电流的有效值IA，线圈的总电阻R总1000.02 2 ， 17 2 由 QI2R总t得 Q85 J，选项 B 正确。 4
3、多选有两支交变电流表达式分别是 ：u1110sinV，u2220sin2 (100t 3) 2 V。下列说法正确的是( ) (100t 4) A它们的峰值相同 B它们的周期相同 C它们的相位差恒定 D它们的变化步调一致 解析 ： 选 BC u1代表的交流的电压峰值为 110 V， 角速度为2f100， 则频率f2 50 Hz，初相位为。u2代表的交流的电压峰值为 220 V，角速度为2f100，则频 3 2 率f50 Hz， 初相位为。 所以它们的峰值不同， A 错误 ； 由于频率相同， 故T均为 0.02 s， B 4 正确；其相位差 为定值，C 正确，D 错误。 3 4 12 5如图甲是阻
4、值为 5 的线圈与阻值为 15 的电阻R构成的回路。线圈在匀强磁场中 绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。则( ) A电压表的示数为 14.14 V B通过电阻R的电流为 0.707 A C电阻R上消耗的功率为 3.75 W D通过电阻R的电流方向每秒变化 100 次 解析 ： 选 B 由图像可得Em20 V， 则有效值E10 V， 电压表示数UR10.6 V， A2 E Rr 错误；通过电阻R的电流I 0.707 A，B 正确；R上消耗的功率PI2R U R 7.5 W，C 错误；T0.04 s，f25 Hz，电流方向每秒变化 50 次，D 错误。 6 电阻
5、R1、R2和交流电源按照图甲所示方式连接，R110 ，R220 。 合上开关 S 后， 通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t的变化情况如图乙所示。则( ) A通过R1的电流的有效值是 1.2 A BR1两端的电压有效值是 6 V C通过R2的电流的有效值是 1.2 A2 DR2两端的电压有效值是 6 V2 解析 ： 选B 通过R1和R2的电流的有效值都是0.6 A，故A、C错 ；R1两端的电压有效值U1IR16 V，故 B 正确；R2两端的电压有效值U2IR212 V，故 D 错。 7 两个相同的定值电阻 1、 2 分别接在正弦交流电源和直流电源的两端， 直流电压恒为U0。 当电阻 1、2
6、的通电时间分别为t和 2t时，两个电阻上产生的热量均为Q。则该正弦交流电源 电压的最大值是( ) A.U0 B2U02 C.U0 D.U0 2 2 1 2 解析：选 B 设两电阻的阻值均为R，正弦交流电源电压的最大值为Um， 则 QError!t，Q2t，解得Um2U0，选项 B 正确。 U02 R 8 多选如图所示，N匝矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的 匀强磁场中绕轴OO匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计， 外电路接有电阻R、 理想电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性，即 A 正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是( ) A交流电流表的示数为NBS 2R B一个周
7、期内通过R的电荷量为2NBS R CR两端电压的有效值为 NBS 2 D图示位置电流表的示数为 0 解析 ： 选 AB 设回路中电流的有效值为I，由电流的热效应可知， 2RTI2RT，I 1 2( NBS 2R) ，A 正确，D 错误。在一个周期内只有半周期的时间有电流通过R，其中 2BS，则 NBS 2R 通过R的电荷量q，B 正确。电阻R两端电压UIR，C 错误。 N R 2NBS R NBS 2 9.如图所示是某小型交流发电机的示意图，其矩形线圈abcd的面积 为S0.03 m2，共有 10 匝，线圈总电阻为r1 ， 线圈处于磁感应强度大小 为 T 的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定
8、对称轴OO转动， 2 2 线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻R9 的连接。 在外力作用下线圈以恒 定的角速度10 rad/s 绕轴OO匀速转动时，下列说法正确的是 ( ) A电阻R的发热功率是 3.6 W B理想交流电流表的示数是 0.6 A C用该交流发电机给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔一定为 0.02 s D如果将电阻R换成标有“6 V 3 W”字样的小灯泡，小灯泡能正常工作 解析 ： 选 B 线圈中的感应电动势最大值为EmnBS6 V，所以电动势有效值为E6 2 V，电流表的示数I0.6 A，电阻R的发热功率PI2R3.24 W，所以选项 A 错误，选 E Rr 项
9、B 正确；T0.2 s，故用该电源给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔是 0.2 s， 2 因此选项 C 错误；电动势有效值是 6 V，但由于线圈有电阻，所以“6 V 3 W”的小灯泡不能 正常工作，选项 D 错误。 10多选(2016全国卷)如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的 扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的 水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t0 时从图示位置开始， 分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则( ) A两导线框中均会产生正弦交流电 B两导线框中
10、感应电流的周期都等于T C在t 时，两导线框中产生的感应电动势相等 T 8 D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等 解析：选 BC 两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变，选项 A 错误； 导线框的转动周期为T，则感应电流的周期也为T，选项 B 正确；在t 时，切割磁感线的有 T 8 效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项 C 正确 ；M导线框中一直有感应电流，N 导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值不相 等，选项 D 错误。 11.如图所示，在匀强磁场中有一个内阻r3 、面积S0.02 m2的 半圆形导线框可绕O
11、O轴旋转。 已知匀强磁场的磁感应强度B T。 若 5 2 线框以100 rad/s 的角速度匀速转动，且通过电刷给 “6 V 12 W”的 小灯泡供电，则： (1)若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的瞬时值表达式； (2)从图示位置开始，线框转过 90的过程中，流过导线横截面的电荷量是多少？该电荷 量与线框转动的快慢是否有关？ (3)由题所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，则小灯泡实际功率为 多大？ 解析：(1)线框转动时产生感应电动势的最大值EmBS10 V，2 则感应电动势的瞬时值表达式eEmcos t10cos 100t(V)。2 (2)线框转过 90的过程中，产生
12、的平均电动势 ，E t 2BS 灯泡电阻R3 ， U02 P0 故流过的电荷量qT C； E Rr 1 4 BS Rr 2 60 与线框转动的快慢无关。 (3)线框产生的电动势的有效值E10 V， Em 2 灯泡两端电压UR5 V6 V， E Rr 故灯泡不能正常发光，其实际功率 P W。 U2 R 25 3 答案：(1)e10cos 100t(V) (2) C 无关 (3)不能 W2 2 60 25 3 12.如图所示， 边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n， 线圈电阻为r， 外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的 边界上，磁感应强度为B，现在线圈以OO为轴，
13、以角速度匀速转 动，求： (1)闭合电路中电流瞬时值的表达式； (2)线圈从图示位置转过 90的过程中电阻R上产生的热量； (3)线圈从图示位置转过 90的过程中电阻R上通过的电荷量； (4)电阻R上的最大电压。 解析 ： (1)线圈转动时，总有一条边切割磁感线，且ad边和bc边转动的线速度大小相等， 当线圈平行于磁场时，产生的感应电动势最大，为 EmnBLvnBLLnBL2。 1 2 1 2 由闭合电路欧姆定律可知Im，当以图示位置为计时起点时， nBL2 2Rr 流过R的电流表达式为iImsin tsin t。 nBL2 2Rr (2)在线圈由图示位置匀速转动 90的过程中，用有效值来计算电阻R产生的热量， QI2R，其中I ，T，即 T 4 Im 2 nBL2 2 2Rr 2 QI2R。 T 4 n2B2L4R 16Rr2 (3)在转过 90的过程中感应电动势的平均值为 n，E t 1 2nBL 2 2 nBL2 流过R的平均电流 ，I E Rr nBL2 Rr 所以流过R的电荷量q 。I T 4 nBL2 2Rr (4)由部分电路欧姆定律可知电阻R上的最大电压 UmImR。 nBL2R 2Rr 答案：(1)isin t (2) (3) (4) nBL2 2Rr n2B2L4R 16Rr2 nBL2 2Rr nBL2R 2Rr