《2018-2019学年物理浙江专版人教版选修3-2课时跟踪检测（十） 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《2018-2019学年物理浙江专版人教版选修3-2课时跟踪检测（十） 描述交变电流的物理量 Word版含解析.pdf（5页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、课时跟踪检测（十） 描述交变电流的物理量课时跟踪检测（十） 描述交变电流的物理量 一、单项选择题一、单项选择题 1下列关于交流电的几种说法中，正确的是下列关于交流电的几种说法中，正确的是( ) A交流电气设备上所标的电压、电流值是峰值交流电气设备上所标的电压、电流值是峰值 B交流电流表和交流电压表测得的值是瞬时值交流电流表和交流电压表测得的值是瞬时值 C跟交流有相同热效应的直流的值是交流的有效值跟交流有相同热效应的直流的值是交流的有效值 D跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值 解析：选解析：选 C 交流电气设备上所标的电压、电流值都是交流电的有效
2、值， 交流电气设备上所标的电压、电流值都是交流电的有效值，A 选项错误； 交流电流表和交流电压表测的值是有效值， 选项错误； 交流电流表和交流电压表测的值是有效值，B 选项错误；根据有效值的定义，可知选项错误；根据有效值的定义，可知 C 选项 正确， 选项 正确，D 选项错误。选项错误。 2下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A交变电流在一个周期内电流方向改变两次交变电流在一个周期内电流方向改变两次 B交变电流的有效值总是最大值的交变电流的有效值总是最大值的 1 2 C因为有效值表示交变电流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同因为有效值表示交变电流产生的平均效果，所以有效值与平均值相
3、同 D若正弦式交变电流的最大值是若正弦式交变电流的最大值是 10 A，则它的最小值是，则它的最小值是10 A 解析：选解析：选 A 产生交变电流的线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一 个周期内线圈平面有两次经过中性面。对于正弦式交变电流，其有效值是最大值的，而 产生交变电流的线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一 个周期内线圈平面有两次经过中性面。对于正弦式交变电流，其有效值是最大值的，而 1 2 对于其他的交变电流不一定有这样的关系。交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定 的，与平均值不同。交变电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，正弦式交变电 流的最小值为零。
4、综上所述， 对于其他的交变电流不一定有这样的关系。交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定 的，与平均值不同。交变电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，正弦式交变电 流的最小值为零。综上所述，A 正确。正确。 3在如图所示的电路中，已知交流电源电压在如图所示的电路中，已知交流电源电压 u200sin 10t V，电阻，电阻 R10 ，则电 流表和电压表读数分别为 ，则电 流表和电压表读数分别为( ) A14.1 A,200 V B14.1 A,141 V C2 A,200 V D2 A,141 V 解析 ： 选解析 ： 选 B 由表达式可读得电压最大值 由表达式可读得电压最大值 Um20
5、0 V，在交流电路中电流表和电压表测 量的是交流电的有效值，所以电压表的示数为 ，在交流电路中电流表和电压表测 量的是交流电的有效值，所以电压表的示数为 U V141 V，电流表的示数为，电流表的示数为 I 200 2 U R A14.1 A。B 正确。正确。 200 2 10 4一个多匝闭合矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电的电动势一个多匝闭合矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电的电动势 e 随时间变 化的表达式为 随时间变 化的表达式为 e100sin 50 t V，则下列判断正确的是，则下列判断正确的是( ) A通过该矩形线圈磁通量的最大值为通过该矩形线圈磁通量的最大值为
6、100 Wb B该交变电流电动势的有效值是该交变电流电动势的有效值是 70.7 V C通过该矩形线圈磁通量变化率的最大值为通过该矩形线圈磁通量变化率的最大值为 100 Wb/s D1 s 内该交流电电流的方向变化内该交流电电流的方向变化 100 次次 解析：选解析：选 B 由表达式可知 由表达式可知 50 rad/s，NBS100 V，由于不知道，由于不知道 N，所以无法 求出该矩形线圈的最大值， ，所以无法 求出该矩形线圈的最大值，A 项错误；感应电动势的最大值为项错误；感应电动势的最大值为 100 V，根据法拉第电磁感应 定律 ，根据法拉第电磁感应 定律 En 可知，磁通量的变化率并不等于
7、电动势，还与线圈匝数有关，可知，磁通量的变化率并不等于电动势，还与线圈匝数有关，C 项错误；交项错误；交 t 变电流电动势的有效值变电流电动势的有效值 E70.7 V，B 项正确；该交流电的频率是项正确；该交流电的频率是 25 Hz，故，故 1 s 内交内交 Em 2 流电电流的方向变化流电电流的方向变化 50 次，次，D 项错误。项错误。 5下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A用交流电压表测量电压时，指针来回摆动用交流电压表测量电压时，指针来回摆动 B用电器上所标电压值是交流电的最大值用电器上所标电压值是交流电的最大值 C如果交流电的最大值是如果交流电的最大值是 5 A，则最小值为，则
8、最小值为5 A D一周期内交流电的方向改变两次一周期内交流电的方向改变两次 解析：选解析：选 D 交流电压表测的是有效值，测量交流电压时指针不摆动，选项 交流电压表测的是有效值，测量交流电压时指针不摆动，选项 A 错误； 用电器上所标电压值是变流电的有效值，选项 错误； 用电器上所标电压值是变流电的有效值，选项 B 错误 ； 如果交流电的最大值是错误 ； 如果交流电的最大值是 5 A，则最小 值为 ，则最小 值为 0，选项，选项 C 错误；产生交流电的线圈转过中性面一次，感应电流方向要改变一次，则 线圈转一周，感应电流方向改变两次，选项 错误；产生交流电的线圈转过中性面一次，感应电流方向要改变
9、一次，则 线圈转一周，感应电流方向改变两次，选项 D 正确。正确。 6一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 V，则此交变电流的有效值为，则此交变电流的有效值为( ) 1 12 A2 VB2 V2 C. VD. V2 2 2 解析 ： 选解析 ： 选 A 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 eEm sin t 得得 2 VEmsin( 2 T )V，
10、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 正确。正确。 T 12 2 7.将阻值为将阻值为 5 的电阻接到内阻不计的交流电源上， 电源电动势 随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是 的电阻接到内阻不计的交流电源上， 电源电动势 随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是( ) A电路中交变电流的频率为电路中交变电流的频率为 0.25 Hz B通过电阻的电流为通过电阻的电流为 A2 C电阻消耗的电功率为电阻消耗的电功率为 2.5 W D用交流电压表测得电阻两端的电压为用交流电压表测得电阻两端的电压为 5 V 解析：选解析：选 C 由题图可知，该交变电流的
11、周期为 由题图可知，该交变电流的周期为 T410 2 s， 故频率为 ， 故频率为 f 25 Hz ； 1 T 通过电阻的电流最大值为通过电阻的电流最大值为 Im1 A， 有效值， 有效值 I0.707 A，电阻消耗的电功率 为，电阻消耗的电功率 为 P Em R Im 2 I2R2.5 W。 交流电压表测得的是电阻两端电压的有效值。 交流电压表测得的是电阻两端电压的有效值 UIR V3.5 V。 C 正确。正确。 5 2 2 二、多项选择题二、多项选择题 8.阻值为阻值为 10 的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上。 以下说 法中正确的是 的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上。 以下说
12、法中正确的是( ) A电压的有效值为电压的有效值为 10 V B通过电阻的电流有效值为通过电阻的电流有效值为 A 2 2 C电阻消耗的电功率为电阻消耗的电功率为 5 W D电阻每秒钟产生的热量为电阻每秒钟产生的热量为 10 J 解析：选解析：选 BC 根据题图可知电压最大值为 根据题图可知电压最大值为 Um10 V，有效值为，有效值为 U V，电流有效，电流有效 10 2 值为值为 I A，电阻消耗的电功率为，电阻消耗的电功率为 PI2R()210 W5 W，每秒钟产生的热量，每秒钟产生的热量 U R 2 2 2 2 为为 QPt5 J。B、C 正确。正确。 9正弦式交变电源与电阻正弦式交变电
13、源与电阻 R、交流电压表按如图甲所示的方式连接，、交流电压表按如图甲所示的方式连接，R10 ，交流 电压表的示数是 ，交流 电压表的示数是 10 V，如图乙是交变电源输出电压，如图乙是交变电源输出电压 U 随时间随时间 t 变化的图象，则变化的图象，则( ) A通过通过 R 的电流的电流 IR随时间随时间 t 变化的规律是变化的规律是 IRcos 100t A2 B通过通过 R 的电流的电流 IR随时间随时间 t 变化的规律是变化的规律是 IRcos 50t A2 CR 两端的电压两端的电压 UR随时间随时间 t 变化的规律是变化的规律是 UR10cos 100t V2 DR 两端的电压两端的
14、电压 UR随时间随时间 t 变化的规律是变化的规律是 UR5cos 50t V2 解析：选解析：选 AC 交流电压表测的是有效值 交流电压表测的是有效值 U10 V，电压的最大值，电压的最大值 Um10 V 。2 由题图乙可得电阻由题图乙可得电阻 R 两端交流电压的瞬时值两端交流电压的瞬时值 UR10cos 100t V， 通过， 通过 R 上的电流有效上的电流有效2 值值 I A1 A，则最大值，则最大值 Im A，其瞬时值为，其瞬时值为 IRcos 100t A。故。故 A、C U R 10 10 22 正确。正确。 10如图所示，交流发电机的矩形线圈边长如图所示，交流发电机的矩形线圈边长
15、 abcd0.4 m，adbc0.2 m，线圈匝数，线圈匝数 N100， 电阻 ， 电阻 r1 ，线圈在磁感应强度，线圈在磁感应强度 B0.2 T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以 100 rad/s 的角速度匀速转动，外接电阻的角速度匀速转动，外接电阻 R9 ，以图示时刻开始计时，则，以图示时刻开始计时，则( ) A电动势瞬时值为电动势瞬时值为 160sin 100t V Bt0 时线圈中磁通量变化率最大时线圈中磁通量变化率最大 Ct s 时线圈中感应电动势最大时线圈中感应电动势最大 1 2 D交变电流的有效值是交变电流的有效值是 8 A2 解析：选解析：选 BC
16、D 电动势的瞬时值 电动势的瞬时值 eNBS cos t1000.20.40.2100cos 100t V160cos 100t V，A 错误；图示时刻即错误；图示时刻即 t0 时，时，0，但最大，但最大，B 正确；正确；t t 1 2 s 时，时，eEm，C 正确；交变电流的有效值是正确；交变电流的有效值是 8 A，D 正确。正确。2 三、非选择题三、非选择题 11一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度 绕垂直于磁场方向的 固定轴转动，线圈的匝数 绕垂直于磁场方向的 固定轴转动，线圈的匝数 N100，穿过线圈的磁通量，穿过线圈的磁
17、通量 随时间随时间 t 的变化关系如图甲所示， 发电机线圈的电阻 的变化关系如图甲所示， 发电机线圈的电阻 r5 ，外电路电阻，外电路电阻 R95 。求串联在外电路中的交流电流表的读数。求串联在外电路中的交流电流表的读数。 解析：感应电动势的最大值：解析：感应电动势的最大值：EmNBSNm 设线圈在磁场中转动的周期为设线圈在磁场中转动的周期为 T，则有，则有 2 T 根据欧姆定律，电路中的电流的最大值为：根据欧姆定律，电路中的电流的最大值为： Im Em R r 有效值为有效值为 IIm 2 2 由题中给定的由题中给定的 t 图象可得：图象可得： m1.010 2 Wb， ，T3.1410 2
18、 s 解以上各式，并代入数据，得解以上各式，并代入数据，得 I1.41 A。 答案：答案：1.41 A 12.如图所示，在匀强磁场中有一个内阻如图所示，在匀强磁场中有一个内阻 r3 、面积、面积 S0.02 m2的 半圆形单匝导线框可绕 的 半圆形单匝导线框可绕 OO轴旋转。已知匀强磁场的磁感应强度轴旋转。已知匀强磁场的磁感应强度 B T。 若线框以。 若线框以 100 rad/s 的角速度匀速转动，且通过电刷给的角速度匀速转动，且通过电刷给“6 52 V,12 W”的小灯泡供电，则：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；若从图示位置开始计时，求线框
19、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？ 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？由已知条件， 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：解析：(1)线框转动时产生感应电动势的最大值线框转动时产生感应电动势的最大值 EmBS0.02100 V10 V 52 2 因线框转动从平行于磁感线位置开始计时，则感应电动势的瞬时值表
20、达式因线框转动从平行于磁感线位置开始计时，则感应电动势的瞬时值表达式 eEmcos t10cos 100t V。2 (2)线框转过线框转过 90的过程中，产生的平均感应电动势的过程中，产生的平均感应电动势 。E t 流过导线横截面的电荷量流过导线横截面的电荷量 q t，I BS R r 又灯泡电阻又灯泡电阻 R 3 。 U02 P0 62 12 故故 q C C，与线框转动的快慢无关。，与线框转动的快慢无关。 BS R r 52 0.02 3 3 2 60 (3)线框产生的感应电动势的有效值线框产生的感应电动势的有效值 E10 V，灯泡两端电压，灯泡两端电压 UR5 V。 Em 2 E R r 因因 U6 V， 故灯泡不能正常发光。故灯泡不能正常发光。 其实际功率其实际功率 P W W。 U2 R 52 3 25 3 答案：答案：(1)e10cos 100t V (2) C 无关 无关2 2 60 (3)不能 不能 W 25 3