3.2描述交变电流的物理量 课时检测(word解析版)

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名称 3.2描述交变电流的物理量 课时检测(word解析版)
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资源类型 教案
版本资源 粤教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-06 23:21:19

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文档简介

2021-2022学年粤教版(2019)选择性必修第二册
3.2描述交变电流的物理量 课时检测(解析版)
1.我国民用交流的电压为220V,频率为50Hz。关于民用交流,下列说法正确的是(  )
A.交流电压的峰值是220V
B.交流电压的有效值是220V
C.交流在1s内周期性变化50次
D.交流在1s内周期性变化100次
2.关于正弦式交变电流的周期和频率,下列说法正确的是(  )
A.周期是0.15s 电流的峰值时10A
B.周期是0.2s 电流的峰值时10A
C.频率是5 Hz 电流的有效值是10A
D.频率是0.2Hz
3.由交流发电机、定值电阻R、交流电流表组成的闭合回路如图所示。线圈ABCD逆时针方向转动,下列说法正确的是(  )
A.线圈转动过程中AD、BC边产生感应电动势
B.线圈转动到图中位置时,感应电流方向为ADCBA
C.线圈匀速转动时,交流电流表指针左右摆动
D.线圈转动到中性面的瞬间,电路中的电流最大
4.一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动。转轴位于线圈平面内并与磁场方向垂直产生的交变电流i随时间t变化关系如图所示,则(  )
A.该交变电流频率是0.4Hz
B.该交变电流最大值是0.8A
C.t=0.1s时,穿过线圈平面的磁通量最大
D.该交变电流瞬时值表达式是i=0.8sin5πt
5.在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电流i随时间t变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A.t=0.02s时,穿过线框的磁通量最大
B.t=0时,线框中磁通量的变化率为零
C.t=s时,通过线框的瞬时电流为2.5A
D.若线框的电阻为0.2Ω,则线框的热功率为5W
6.下列说法正确的是(  )
A.“交流电的有效值”使用了平均思想法
B.探究导体的电阻与导体的材料、长度、粗细的关系时,使用了控制变量法
C.电场强度是用比值法定义的,电场强度与电场力成正比,与试探电荷的电荷量成反比
D.“如果电场线与等势面不垂直,那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量,在等势面上移动电荷时电场力就要做功”,这里用到了归纳法
7.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示,则(  )
A.线圈中0时刻的感应电动势最大
B.线圈中时刻的感应电动势最大
C.线圈中0至时间内平均感应电动势为
D.线圈中至时间内感应电动势逐渐减小
8.如图所示为一正弦交变电压随时间变化的图像,由图可知(  )
A.交变电流的周期为2s
B.用电压表测量该交变电流压时,读数为311V
C.交变电压的有效值为220V
D.交变电流的频率为2HZ
9.如图,在、两端加上的交流电压,经过一个二极管(正向电阻为0,反向电阻为无穷大)与“,”的灯泡连接,则伏特表(内阻无穷大)的读数为(  )
A. B. C. D.
10.如图甲,10匝完全相同的线圈abcd整体在匀强磁场中绕MN轴匀速转动,单匝线图上产生的电动势随时间变化规律如图乙所示,单匝线圈内阻r=0.1Ω。定值电阻R=9Ω。下列说法正确的是(  )
A.0. 05s时穿过线圈的磁通量最大,磁通量变化最慢
B.图甲中交流电压表的示数是9V
C.此交变电流的周期是0.2s,线圈转动的角速度是 rad/s
D.线圈从图示位置转过45°,电压表的示数为10V
11.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图所示,则(  )
A.t1、t3时刻线圈中磁通量为零
B.t2、t4时刻线圈中磁通量最大
C.t1、t3时刻线圈中磁通量变化率最大
D.t2、t4时刻线圈平面与中性面垂直
12.单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量与时间t的关系图象如图(正弦式)所示。下列说法正确的是(  )
A.时刻线框平面与中性面垂直
B.线框的感应电动势有效值为
C.线框转一周外力所做的功为
D.从到过程中线框的平均感应电动势为
13.下列提到的交流电,哪些指的是交流电的有效值(   )
A.电容器的击穿电压 B.保险丝的熔断电流
C.交流电压表的读数 D.电动机铭牌上的额定电压
14.如图所示,用一根电阻为R的导线做成一个面积为S的单匝正方形线框abcd,把线框的右半部分放于垂直纸面的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小B随时间的变化规律为B=B0sinωt(T),线框始终处于静止状态,则下列说法正确的是(  )
A.t=时通过线框的电流为0
B.通过线框电流的有效值为
C.t=时,穿过线框的磁通量为
D.线框ab边的电功率为
15.电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动,线圈的电动势随时间变化的图象如图所示。现把线圈的电动势加在电阻为9Ω的电热丝上,则下列说法正确的是(  )
A.线圈转动的角速度为31.4rad/s
B.如果线圈转速提高一倍,则电流发生改变
C.电热丝两端的电压U=100V
D.电热丝的发热功率P=1800W
16.如图所示,线圈abcd的面积是0.05m2,共100匝,线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度为B=T,当线圈以5r/s的转速匀速转动时,求:
(1)转动中感应电动势的最大值和有效值;
(2)电路中交流电压表和电流表的示数;
(3)线圈从图示位置转过的过程中通过电阻R的电量。
17.如图甲所示为一台小型发电机的示意图,单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时,产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为1.0 Ω,外接灯泡的电阻为9.0 Ω。求:
(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式;
(2)转动过程中穿过线圈的最大磁通量(结果保留两位有效数字)。
参考答案
1.C
【详解】
AB.我国民用交流电压的有效值为220V,峰值为,故AB错误;
CD.我国民用交流在1s内周期性变化50次,故C正确,D错误。
故选C。
2.B
【详解】
由图象知周期是T=0.2s,频率是
电流的峰值是Im=10A,电流有效值为
故选B。
3.B
【详解】
A.线圈转动过程中AD、BC边没有切割磁感线,故它们不产生感应电动势,选项A错误;
B.对于DC边,利用右手定则可知,线圈转动到图中位置时,DC边向上运动,故感应电流方向为由D到C,所以整个线圈的感应电流为ADCBA,选项B正确;
C.线圈匀速转动时,线圈产生的是交流电,而交流电流表测量的是其有效值,有效值是不变的,故其指针稳定,不会左右摆动,选项C错误;
D.线圈转动到中性面的瞬间,AB和DC边不切割磁感线,故电路中的电流最小,选项D错误。
故选B。
4.B
【详解】
A.该交变电流周期为
则频率是
A错误;
B.该交变电流最大值是0.8A,B正确;
C.t=0.1s时,感应电流最大,则此时穿过线圈平面的磁通量最小,选项C错误;
D.因
该交变电流瞬时值表达式是
D错误;
故选B。
5.C
【详解】
A.t=0.02s时,产生的感应电流最大,线框平面与磁场平行,穿过线框的磁通量为零,A错误;
B.t=0时,产生的感应电流最大,感应电动势最大,故线框中磁通量的变化率最大,B错误;
C.由乙图可得,该交变电流的表达式为
当t=s时,代入可得通过线框的瞬时电流为2.5A,C正确;
D.若线框的电阻R=0.2Ω,则线框的热功率为
D错误。
故选C。
6.B
【详解】
A.“交流电的有效值”使用了等效替代法,故A错误;
B.探究导体的电阻与导体的材料、长度、粗细的关系,用的是控制变量法,故B正确;
C.电场强度是用比值法定义的,但电场强度与电场力、试探电荷的电荷量都无关,故C错误;
D.“如果电场线与等势面不垂直,那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量,在等势面上移动电荷时电场力就要做功”用的是反证法,故D错误。
故选B。
7.AC
【详解】
A.由法拉第电磁感应定律
可知,图像的斜率表示感应电动势,所以线圈中0时刻的感应电动势最大,则A正确;
B.线圈中时刻的感应电动势最小为0,所以B错误;
C.线圈中0至时间内平均感应电动势为
所以C正确;
D.线圈中至时间内感应电动势逐渐增大,所以D错误;
故选AC。
8.C
【详解】
A. 交变电流的周期为0.02s,A错误;
BC. 用电压表测量该交变电流压时,读数为有效值
B错误;C正确;
D. 交变电流的频率为
D错误。
故选C。
9.D
【详解】
灯泡的电阻为R,交流电压的有效值为220V,因为电路中有二极管,电路中只有半个周期有电流,伏特表测的是电路中的有效值,根据有效值的定义可得
带入数据解得
故D正确,ABC错误。
故选D。
10.B
【详解】
A.0. 05s时线圈产生的感应电动势最大,故此时线圈位于与中性面垂直位置,故此时穿过线圈的磁通量为0,磁通量变化最快,故A错误;
BC.由图乙可知,周期为0.2s,则线圈转动的角速度
10匝线圈产生的电动势最大为,由闭合电路欧姆定律可得路端电压的最大值为
交流电压表测的是电压的有效值,所以电压表示数为
故B正确,C错误;
D .交流电压表测的是电压的有效值,所以还是为9V,故D错误。
故选B。
11.D
【详解】
AC.t1、t3时刻感应电动势为零,磁通量变化率为零,磁通量最大,线圈平面在中性面,故AC错误;
B.t2、t4时刻感应电动势最大,磁通量为零,线圈平面与中性面垂直,故B错误,D正确。
故选D。
12.B
【详解】
A.由图可知在时刻,线框的磁通量最大,所以线框平面处在中性面,故A错误;
B.由图可得磁通量的最大值为,周期为T,所以角速度为,可知线框感应电动势的最大值为
由于此线框在磁场绕轴转动时产生的电流为正弦交流电,故其动势的有效值为
故B正确;
C.由于线框匀速转动一周,根据能量守恒定律可知外力做的功等于线框产生的焦耳热,则有
故C错误;
D.从t=0到的过程中,磁通量减小了
根据,可得平均电动势为
故D错误;
故选B。
13.BCD
【详解】
A、电容器的击穿电压,是指交流电的最大值,故选项A错误;
B、保险丝的熔断电流,是指交流电的有效值,故选项B正确;
C、交流电压表的读数,是指交流电的有效值,故选项C正确;
D、电动机铭牌上的额定电压,是指交流电的有效值,故选项D正确.
14.BC
【详解】
A. 磁场的磁感应强度大小B随时间的变化规律为B=B0sinωt(T),根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势,根据欧姆定律可知,感应电流
t=时通过线框的电流为,故A错误;
B. 通过线框电流的最大值为,有效值,故B正确;
C.穿过线框的磁通量,t=时,穿过线框的磁通量,故C正确;
D.根据题意可知
故D错误。
故选BC。
15.BD
【详解】
A.从图中可知T=0.02 s
ω==314 rad/s
故选项A错误;
B.其他条件不变,如果线圈转速提高一倍,角速度ω变为原来的两倍,则电动势最大值Em=NBSω变为原来的两倍,电压的有效值为原来的两倍,根据欧姆定律可知电流发生改变,故选项B正确;
C.该交流电压的最大值为200 V,所以有效值为100V
故选项C错误;
D.根据P=得
选项D正确.
故选BD。
16.(1)50V,;(2)3.54A,31.82V;(3)
【详解】
(1)根据转动中感应电动势的最大值表达式,则有
有效值为
(2)回路中电流
电压表示数
(3)从图示位置转过的过程中有,又因为,解得
17.(1)i=sin 100πt (A);(2)2.7×10-2Wb
【详解】
(1)由题图得
e=Emsin ωt=6sin100πt (V)
则流经灯泡的电流
i==sin 100πt (A)
(2)电动势最大值
Em=BSω
其中Em=6V,ω=100π rad/s
解得
Φ=BS==Wb=2.7×10-2 Wb