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1、章末检测卷 (二) (时间： 90 分钟满分： 100 分) 一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题4 分，共 24 分) 1如下图所示的四种随时间变化的电流图像，其中属于交变电流的是() 答案D 解析由图像可知，A、B、C 选项电流的大小变化，但电流的方向一直没变，由交变电 流、直流电的广义定义知该电流应为直流电D 选项中电流大小和方向都改变，故为交变电流 2图 1 甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所 示的电压是正弦函数的一部分，下列说法错误 的是 () 图 1 A图甲、图乙均表示交流电 B图甲所示电压的瞬时值表达式为u20sin (100 t) V C
2、图乙所示电压的有效值为20 V D图乙所示电压的有效值为10 V 答案C 解析根据交变电流定义，图甲、图乙均表示交流电，图甲所示电压的瞬时值表达式为u 20sin (100 t) V，选项 A、B 正确由有效值定义， 102 2 R 0.020.04 U 2 R ，解得题图乙所 示电压的有效值为10 V，选项 D 正确， C 错误 3在如图2所示的交流电路中，保持电源电压一定，当交变电流的频率增大时，各电压 表的示数将 () 图 2 AV1、V3增大， V2减小 BV1不变， V2减小， V3增大 CV1不变， V2增大， V3减小 DV1、V2、V3都不变 答案C 解析电感线圈对交流电的阻碍
3、作用随着频率的增大而增大，因此电压表V2示数增大， 电容器对交流电的阻碍作用随着频率的增大而减小，电压表V3减小，电压表V1不变，故选 C. 4在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图3甲所示，产 生的交变电动势的图像如图乙所示，则() 图 3 At0.005 s 时线框的磁通量变化率为零 Bt0.01 s 时线框平面与中性面重合 C线框产生的交变电动势有效值为311 V D线框产生的交变电动势频率为100 Hz 答案B 解析由题图乙可知， 正弦交流电电压的最大值为311 V，周期 T 0.02 s，所以该交流电 的有效值为U E 2 311 2 V 220 V，频率 f
4、 1 T50 Hz，C、D 错误；由题图乙知， t0.005 s 时电动势最大，磁通量的变化率最大，A 错误； t0.01 s 时电动势为0，磁通量变化率为0， 但磁通量最大，线框处于中性面位置，B 正确 5某电源输出的电流既有交流成分又有直流成分，而我们只需要稳定的直流，下列设计 的电路图中，能最大限度使电阻R2获得稳定直流的是() 答案A 6如图 4 所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中， 线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转 动，下列说法正确的是() 图 4 A转过 6时，线框中的电流方向为 abcda
5、 B线框中感应电流的有效值为 BS 2R C从中性面开始转过 2的过程中，通过线框横截面的电荷量为 BS R D线框转一周的过程中，产生的热量为 2 B 2S2 R 答案C 解析由楞次定律和右手定则可知，转过 6时，线框中的电流方向为 adcba，A 错误；线 框中感应电流的最大值为Imax BS R ，由于线框中的感应电流是正弦交流电，其电流有效值为 I Imax 2 2BS 2R ，B 错误；由q R 可知，从中性面开始转过 2的过程中，通过线框横截面的 电荷量为q BS R ，C 正确；线框转一周的过程中，产生的热量等于感应电流做的功，因此Q WI 2R 2 B 2S2 R ，D 错误
6、二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题5 分，共 20 分每题至少有两个选项正确，选对 得 5 分，漏选得2 分，错选得0 分) 7某小型发电机产生的交变电动势为e50sin (100 t) V，对此电动势，下列表述正确的 是() A最大值是502 V B频率是100 Hz C有效值是252 V D周期是0.02 s 答案CD 解析考查交流电的最大值、瞬时值、有效值、周期、频率等基本物理量，交变电动势 瞬时值的表达式为eEmaxsin t nBSsin t 50sin (100t) V ，故交变电动势的最大值为50 V，有效值为E Emax 2 252 V，故 A 错， C 对，由 2 f1
7、00 rad/s得频率是 f50 Hz， 周期 T 1 f 0.02 s，故 B 错， D 对 8一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图5 所示，由图可知() 图 5 A该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin (25t) V B该交流电的频率为25 Hz C该交流电的电压的有效值为1002 V D若将该交流电压加在阻值R100 的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W 答案BD 解析由图像可知正弦交流电的周期T0.04 s，则 f 1 T25 Hz， 2 f 50 rad/s ，所 以该交流电的电压瞬时值的表达式为u100sin (50 t) V，A 不正确， B 正确； 该交流电的电压
8、的有效值为 100 2 V502 V，则 C 不正确；若将该交流电压加在阻值R 100 的电阻两端， 则电阻消耗的功率为PU 2 R 502 2 100 W50 W，则 D 正确，所以正确答案为B、D. 9如图 6 甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强 磁场，为交流电流表线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图 示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是() 图 6 A电流表的示数为10 A B线圈转动的角速度为50 rad/s C0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行 D0.02 s 时电阻 R 中电流的方向
9、自右向左 答案AC 10如图7 所示，发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形铁心之间的径向磁场中，两半边间 的过渡区域宽度很小，可忽略不计线圈的总匝数为N、总电阻为r，每匝线圈的面积为S， 线圈所在位置的磁感应强度大小为B.当线圈以角速度匀速转动时，额定电压为U、电阻为 R 的小灯泡在电路中恰能正常发光，则发电机产生的感应电动势的有效值是() 图 7 ANBSB. 2 2 NBS CUD(1 r R)U 答案AD 解析根据题述线圈处于磁铁和圆柱形铁心之间的径向磁场中，当线圈以角速度 匀速 转动时，产生的交变电流为矩形波，发电机产生的感应电动势的有效值是NBS ， 选项 A 正确， B 错误由闭合电路欧
10、姆定律，E U Ur R (1 r R)U，选项 C 错误， D 正确 三、填空题 (本题共 2 小题，共8 分) 11. (4 分)一交流电压随时间变化的图像如图8 所示若将该电压加在10 F的电容器上， 则电容器的耐压值应小于_ V；若将该电压加在一阻值为1 k 的纯电阻用电器上，用电 器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝额定电流不能低于_ A. 图 8 答案2000.14 解析电容器的耐压值应小于交流电的最大值，即小于200 V；保险丝的额定电流为有效 值，所以I Umax 2 R 200 2 1 000 A 0.14 A. 12(4 分)有一个电子元件，当它两端的电压的瞬
11、时值高于e1102 V 时则导电，低于 e110 2 V 时不导电，若把这个电子元件接到有效值为220 V 、频率为50 Hz 的正弦交流电 的两端，则它在1 s 内导电 _次，每个周期内的导电时间为_ 答案100 1 75 s 解析由题意知，加在电子元件两端电压随时间变化的图像如图所示，表达式为 u2202sin t 其中 2 f，f50 Hz， T1 f 0.02 s，得 u2202sin (100 t) V 把 u110 2 V 代入上述表达式得到 t1 1 600 s，t2 5 600 s 所以每个周期内的通电时间为 t2(t2t1) 4 300 s 1 75 s 由所画的ut 图像知
12、，一个周期内导电两次，所以1 s内导电的次数为n2 t T100. 四、计算题 (本题共 4 小题，共48 分) 13(8 分)一台微波炉说明书所列的部分技术参数如下表，请回答： 型号WD800(MG 5579MT) 输入电源220 V,50 Hz 输出功率800 W 微波频率2 450 MHz 输入功率1 250 W (1)这台微波炉使用的是哪一种电源？ (2)这台微波炉输入电流的有效值是多大？输入电流的峰值是多大？ 答案(1)交流电源(2)5.68 A8.03 A 解析(1)由表数据可知其是交流电源 (2)输入电流有效值I P U 1 250 220 A5.68 A 输入电流的峰值Imax
13、2I25.68 A8.03 A. 14(10 分)某电路两端交流电压uUmaxsin (100 t) V ，在 t0.005 s时刻， 电压 u 为 10 V， 求接在此电路两端的电压表示数如将阻值为R 的电阻接在此交流电压上时功率为P，而改接 在电压为U0的直流电压上时功率为P/2，求 U0的值 答案7.07 V5 V 解析根据 uUmaxsin (100 t) V，代入 t0.005 s 时的电压值， 10Umaxsin (0.5 ) V 得 Umax10 V 而电压表的示数指的是有效值 故 U 1 2U max7.07 V 由功率关系P U 2 R 和 1 2P U 2 0 R 得 所求
14、直流电压的值U0 1 2 U1 2 Umax5 V. 15(12 分)如图 9 所示，间距为l 的光滑平行金属导轨，水平放置在竖直向下的磁感应强 度为 B 的匀强磁场中，右端接阻值为R 的电阻一电阻为r、质量为m 的导体棒放置在导轨 上，在外力F 作用下从t0 时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为vvmaxsin t .不计导 轨电阻，求： 图 9 (1)从 t0 到 t2 时间内电阻 R 产生的热量； (2)从 t0 到 t 2 时间内外力F 所做的功 答案(1) RB 2l2v2 max Rr 2 (2)1 2mv 2 max B 2l2v2 max 4Rr 解析导体切割磁感线产生的电动
15、势为 eBlvBlvmaxsin tEmaxsin t 可见它是一个正弦交变电流，所以其有效值为E Emax 2 Blvmax 2 电流的有效值为I E Rr (1)时间 t 2 T 所以这段时间内产生的热量为QI 2Rt RB 2l2v2 max R r 2. (2)t 2 T 4 在四分之一周期内产生的热量为QI 2 (Rr) T 4 E 2 Rr 2 (Rr) 2 B 2l2 v 2 max 4Rr 由功能关系得：W外 1 2mv 2 max Q W 外 1 2mv 2 max B 2l2v2 max 4Rr . 16(18 分)如图 10 所示，线圈面积为0.05 m 2，共 100
16、匝，线圈总电阻为 1 ，与外电阻 R 9 相连当线圈在B 2 T 的匀强磁场中绕 OO以转速n 300 r/min 匀速转动时，求： 图 10 (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时值表达式； (2)两电表、的示数； (3)线圈转过 1 60 s时，电动势的瞬时值； (4)线圈转过 1 30 s的过程中，通过电阻R 的电荷量； (5)线圈匀速转一周外力做的功 答案(1)100sin ( 10 t) V(2)52 A452 V (3)50 V(4) 1 2 C(5)100 J 解析(1)因为 Emax NBS ， 2 n，其中 n300 r/min 5 r/s，代入数据可得 10 r
17、ad/s，Emax100 V 若从线圈处于中性面时开始计时，则eEmaxsin t ，所以电动势的瞬时值表达式为e 100sin (10t) V. (2)两电表的示数为交流电的有效值：I E Rr Emax 2 Rr 52 A，URIR452 V. (3)当线圈转过 1 60 s 时，电动势的瞬时值e100sin(10 1 60) V50 V. (4)线圈转过 t 1 30 s 的过程中，通过电阻 R 的电荷量为q I t E Rr t N t R r t N Rr ， 解得 qN Rr 1 2C. (5)线圈匀速转动一周，外力做功与电流做功相等，计算电功时必须运用交流电的有效值，即 W E 2 RrT100 J