2019-2020学年高中物理 第二章 2 描述交流电的物理量练习(含解析)教科版选修3-2
10页1、2.描述交流电的物理量基础巩固1.小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示.此线圈与一个R=10 的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是()A.交变电流的周期为0.125 sB.交变电流的频率为8 HzC.交变电流的有效值为2 AD.交变电流的最大值为4 A解析:由题图可知,交变电流的周期T=0.250s,频率f=1T=4Hz,故选项A、B错误;交变电流的有效值 I=Um2R=20210A=2A,故选项C正确;交变电流的最大值Im=UmR=2A,故选项D错误.答案:C2.下列说法错误的是() A.耐压值为300 V的电容器两端可安全接到220 V的交流电源上B.交流电气设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值C.计算交流电的电功、电功率及电热时电压、电流必须用交流电的有效值D.没有特别说明时交流电的数值均指有效值解析:有效值为220V的交流电电压的最大值为311V,高于电容器的耐压值300V,选项A错误;交流电气设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值,选项B正确;计算交流电的电功、电功率及电热时电
2、压、电流必须用交流电的有效值,选项C正确;没有特别说明时交流电的数值均指有效值,选项D正确.答案:A3.(多选)一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示,下列说法正确的有() A.t1时刻线圈位于中性面B.t2时刻通过线圈的磁通量最大C.电动势的有效值为Em2D.一个周期内交变电流的方向改变一次解析:矩形线圈中产生正弦交变电流,当线圈通过中性面时,磁通量最大,感应电动势为零,电动势方向发生改变.而当线圈与磁场平行时,磁通量为零,感应电动势最大,磁通量的变化率最大.一个周期内交变电流的方向改变两次.t1时刻感应电动势为零,线圈通过中性面,磁通量最大,线圈位于中性面,故A正确;由图t2时刻,感应电动势为最大值,通过线圈的磁通量为零,故B错误;电动势的有效值为Em2,故C正确;一个周期内交变电流的方向改变两次,故D错误.答案:AC4.(多选)阻值为10 的电阻接在电压波形如图所示的交流电源上,以下说法正确的是() A.电压的有效值为10 VB.通过电阻的电流的有效值为22 AC.电阻消耗的电功率为5 WD.电阻每秒产生的热量为10 J解析:
3、由电压波形图可知电压的峰值为10V,有效值为52V,通过电阻的电流的有效值为I=UR=22A,选项A错误,选项B正确;电阻消耗的电功率为P=I2R=5W,选项C正确;电阻每秒产生的热量为Q=Pt=5J,选项D错误.答案:BC5.如图所示的坐标图是一交变电流的i-t图像,其中01 s等时间段的图像为正弦曲线的一部分,则该交变电流的有效值为()A.4 AB.22 AC.83 AD.2303 A解析:设该交变电流的有效值为I,由有效值的定义得Im22Rt1+Im2Rt2=I2Rt.而t=t1+t2,代入数据解得 I=2303A,故选项D正确.答案:D6.某交变电压为u=62sin314t V,则()A.用此交变电流作打点计时器的电源时,打点周期为2 sB.把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上,小灯泡正常发光C.把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上,小灯泡将烧毁D.耐压6 V的电容器可以直接用在此电源上解析:由表达式可知电压的最大值是62V,角速度是100rad/s,所以电压的有效值是6V,周期是0.02s,所以B正确,A、C、D错误.答案:B7.交流电源电压u=20sin 100t V,
4、电路中电阻R=10 ,如图所示,电路中电流表和电压表的读数分别为()A.1.41 A,14.1 VB.1.41 A,20 VC.2 A,20 VD.2 A,14.1 V解析:电流表和电压表测量的是交变电流的有效值,由u=20sin100tV 知Um=20V,故U=Um2=102V14.1V,电流表的读数I=UR=1.41A,故选项A正确.答案:A8.(多选)图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,A为交流电流表,线圈绕垂直于磁场的水平轴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()A.电流表的示数为10 AB.线圈转动的角速度为50 rad/sC.0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D.0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左解析:题图乙可知交流电电流的最大值是Im=102A,则有效值为I=Im2=1022A=10A;由于电流表的示数为有效值,故示数I=10A,故A正确;角速度=2T=100rad/s,故B错误;0.01s时线圈中的感应电流达到最大,感应电动势最大,则穿过线圈的磁通量变化最
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