鲁科版高中物理选择性必修第二册第3章第1节交变电流的特点同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 鲁科版高中物理选择性必修第二册第3章第1节交变电流的特点同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 223.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-17 21:37:11 | ||
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文档简介
2019鲁科版高中物理选择性必修第二册 第3章 第1节 交变电流的特点 同步练习
一、单选题
1．如图所示为某交变电流随时间变化的图象，此交变电流有效值是( )
A．A B．5 A
C． A D．A
2．某交变电流的方向在1 s内改变100次，则其周期T和频率f分别为( )
A．T＝0.01s、f＝100 Hz B．T＝0.02 s、f＝50 Hz
C．T＝0.02s、f＝100 Hz D．T＝0.01 s、f＝50 Hz
3．垂直于磁场的轴匀速转动所产生的交变电动势的图象，根据图象可知（ ）
A．此交变电动势的瞬时表达式为e=200sin 100πtV
B．此交变电动势的瞬时表达式为e=200sin 0.02tV
C．t=0.01 s时，穿过线圈的磁通量为零
D．t=0.02 s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大
4．一交流电压的瞬时值表达式为u=200sin50πt(V)，下列判断正确的是
A．该交流电压的频率为50Hz
B．t=0.01s时，该交流电压的瞬时值为50V
C．直接用电压表测该交流电压，其示数为200V
D．若将该交流电压加在阻值为2kΩ的电阻两端，则电阻的发热功率为20W
5．一质量为m，半径为R的金属圆环，圆心为O，在O点正下方处的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场，在圆环下落至图示位置（圆环刚好完全进入磁场）的过程中，金属圆环产生的焦耳热为Q，重力加速度为g。对圆环下列说法正确的是（ ）
A．圆环进入磁场过程中感应电流方向（正对纸面）是顺时针的
B．圆环所受安培力一直增大，方向竖直向上
C．圆环所受安培力大小变化和方向均无法确定
D．圆环刚完全进入磁场时的速度为
6．利用如图所示的理想变压器给用电器供电．在原线圈ab端接交流电压（V），原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数n2=50匝．下列说法正确的是
A．通过原副线圈的交流电的频率均为100Hz
B．副线圈两端电压为U2=50V
C．通过原副线圈的电流之比为I1:I2=20:1
D．闭合电键K，变压器输入功率增加
7．如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电连接在阻值为100Ω电阻两端，则（ ）
A．此交流电压有效值为 B．流过电阻的电流有效值为1A
C．电阻R消耗的电功率为56.25W D．电阻R在100秒内产生的热量为5600J
8．矩形线圈abcd，长ab＝20 cm，宽bc＝10 cm，匝数n＝200，线圈回路总电阻R＝5 Ω．整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过．若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则( )
A．线圈回路中感应电动势随时间均匀变化
B．线圈回路中产生的感应电流为0.2 A
C．当t＝0.3 s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 N
D．在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J
二、多选题
9．如图所示，边长为L=0.2m的正方形线圈abcd，其匝数为n=100、总电阻为r=2Ω，外电路的电阻为R=8Ω，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B=1T，若线圈从图示位置开始，以角速度ω=2rad/s绕OO′轴匀速转动，则以下判断中正确的是
A．在t=时刻，磁场穿过线圈的磁通量为0，故此时磁通量变化率为0
B．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=4sin2t(V)
C．从t=0时刻到t=时刻，电阻R上产生的热量为Q=0.16πJ
D．从t=0时刻到t=时刻，通过R的电荷量q=0.2C
10．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知（ ）
A．该交流电的电压的有效值为100 V
B．该交流电的频率为25 Hz
C．该交流电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25t（V）
D．若将该交流电压加在阻值为100 Ω的电阻两端，该电阻消耗的电功率为50 W
11．图甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图象如图乙所示．发电 机线圈的内电阻r=2Ω，外接灯泡的电阻为10Ω．则（ ）
A．在t=0.01s时刻，穿过线圈的磁通量为最大
B．电压表的示数为6V
C．灯泡消耗的电功率为2.5W
D．线圈转动产生电动势的表达式e=60sin50πt（V）
12．在如图甲所示的理想变压器的原线圈输入端a、b加如图乙所示的电压，图像前半周期为正弦部分，理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，电路中电阻，，为定值电阻，开始时电键S断开，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为
B．闭合电键后，电流表的示数变大
C．闭合电键后，电压表的示数变大
D．电流表的示数为
13．下图所示的各电流不是交流电的是：（ ）
A． B． C． D．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有：
=I2RT；解得：I=A，故选C．
2．B
【解析】
【详解】
根据交流电产生的原理，每当线圈经过一次中性面电流方向改变一次，所以交流电的方向每个周期改变两次，1 s内改变100次说明频率为50 Hz，周期为0.02 s。
故选B。
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．因为
则交变电动势的瞬时表达式为
e=200sin 100πtV
选项A正确，B错误；
C．t=0.01 s时，感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，选项C错误；
D．t=0.02 s时，感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量的变化率为零，选项D错误。
故选A。
4．D
【解析】
【分析】
由表达式知识角速度，根据求解频率，根据瞬时值的表达式求解对应的瞬时值，电压表的示数为交流电的有效值，根据求解发热功率．
【详解】
由表达式知，角速度，则频率为，故A错误；当t=0.01s时，该交流电压的瞬时值为，故B错误；用电压表测该交流电压，其示数为交流电的有效值，即，故C错误；根据，解得：，故D正确，故选D．
【点睛】
本题考查交流电有效值、瞬时值、频率等知识．交流电压测量的是有效值，计算交流电的电功、电功率和焦耳热等与热效应等有关的量都用有效值．s
5．D
【解析】
【详解】
A．根据楞次定律，圆环进入磁场过程中，通过圆环的磁通量增加，感应电流产生的磁场阻碍原磁通量的变化，根据“增反减同”的规律，感应电流产生的磁场方向竖直纸面向外，则感应电流方向（正对纸面）是逆时针的，所以A错误；
BC．圆环所受安培力始为0，完全进入磁场时也为0，中间不为0，则安培力先增大后减小0，根据楞次定律的推论可判断安培力的方向总是竖直向上，所以BC错误；
D．圆环刚好完全进入磁场时的速度为v，根据能量守恒定律有
解得
所以D正确；
故选D。
6．D
【解析】
【详解】
试题分析：据题意，交流电频率一般为50Hz，则原副线圈内家变电流的频率均为50Hz，故选项A错误；副线圈两端电压为：，即，故选项B错误；通过原副线圈电流之比为：，故选项C错误；当电键闭合后副线圈电阻减小，电流增大，导致原线圈电流增加，变压器输入功率为：可知，原线圈输入电压不变情况下，电流增加导致输入功率增加，故选项D正确．
考点：本题考查变压器．
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据交流电有效值的定义，在一个周期内交流电和有效值的产热相同，则有
可解得
A错误。
B．根据欧姆定律可知
B错误。
C．电阻R消耗的电功率
C正确。
D．根据焦耳定律
D错误。
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
A.从图中可知线圈中磁感应强度的变化率
根据法拉第电磁感应定律可得回路中感应电动势为
恒定不变，A错误；
B.回路中感应电流的大小为
B错误；
C.当时，磁感应强度B=0.2T，则安培力为
C错误；
D.1min内线圈回路产生的焦耳热为
D正确．
9．BCD
【解析】
【分析】
根据题中“磁场的…线圈从图示位置开始，以角速度ω=2rad/s绕OO′轴匀速转动”可知，本题考查交流电的产生问题，应用法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、感应电量、有效值等知识分析计算．
【详解】
A：在时刻，线圈从图示位置转过90°，磁场穿过线圈的磁通量为0，线圈中磁通量变化率最大．故A项错误．
B：线圈中产生感应电动势的最大值，开始计时时，线圈中磁通量最大，感应电动势为0，则闭合电路中感应电动势的瞬时表达式．故B项正确．
C：线圈转动的周期，回路中感应电流的最大值，回路中电流的有效值，从t=0时刻到时刻，电阻R上产生的热量．故C项正确．
D：从t=0时刻到时刻，电路中的平均感应电动势，电路中的平均电流，线框中磁通量的变化量，通过R的电荷量，解得：．故D项正确．
10．BD
【解析】
【详解】
AB．根据题图可知该交变电流电压的最大值为100 V，有效值为；周期为4×10－2s，所以频率为25Hz，选项A错误，B正确；
C．而
ω＝2πf＝50πrad/s
所以
u＝100sin50πtV
选项C错误；
D．若将该交流电压加在阻值为100 Ω的电阻两端，该电阻消耗的电功率为
选项D正确。
故选BD。
11．AC
【解析】
【详解】
在t=0.01s的时刻，电动势为0，则为中性面，穿过线圈磁通量最大，A正确；电动势的最大值为，周期为0.02s，则瞬时电动势的表达式为；电压表的示数为交流电的有效值，并且测量外电路电压，故，BD错误；灯泡消耗的功率，C正确．
12．AB
【解析】
【详解】
由于变压器只能输送交流电，因此只有乙图中的正向电压能进行输送，由图可知，正向交流电的最大值为，故前半个周期内的有效值为220V，设输入电压的有效值为，则，解得：，由，A正确；闭合电键后，电压表的示数不变，总电阻减小，输出功率增大，输入功率增大，电流增大，电流表的示数增大，B正确，C错误；电键断开时，副线圈电路中的电流为，由，解得：，D错误，选AB.
【点睛】根据电流的热效应求出输入电压的有效值，再根据变压器原副线圈电压之比等于线圈匝数比求出电压表示数，电键S闭合后，副线圈电阻变小，根据欧姆定律判断电流表示数的变化，根据变压器原副线圈电流之比等于线圈匝数的倒数比求出电流表示数变化情况．
13．BD
【解析】
【分析】
大小方向均随时间做周期性变化的电流为交流电；而方向不变的电流为直流电．
【详解】
由图可知，AC中的电流的大小和方向都不断变化，故电流为交流电；B中的电流的大小时刻在变，但是电流的方向不变，故电流为直流电；D中的电流的大小和方向都不变，故电流也为直流电；故选BD.．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图所示为某交变电流随时间变化的图象，此交变电流有效值是( )
A．A B．5 A
C． A D．A
2．某交变电流的方向在1 s内改变100次，则其周期T和频率f分别为( )
A．T＝0.01s、f＝100 Hz B．T＝0.02 s、f＝50 Hz
C．T＝0.02s、f＝100 Hz D．T＝0.01 s、f＝50 Hz
3．垂直于磁场的轴匀速转动所产生的交变电动势的图象，根据图象可知（ ）
A．此交变电动势的瞬时表达式为e=200sin 100πtV
B．此交变电动势的瞬时表达式为e=200sin 0.02tV
C．t=0.01 s时，穿过线圈的磁通量为零
D．t=0.02 s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大
4．一交流电压的瞬时值表达式为u=200sin50πt(V)，下列判断正确的是
A．该交流电压的频率为50Hz
B．t=0.01s时，该交流电压的瞬时值为50V
C．直接用电压表测该交流电压，其示数为200V
D．若将该交流电压加在阻值为2kΩ的电阻两端，则电阻的发热功率为20W
5．一质量为m，半径为R的金属圆环，圆心为O，在O点正下方处的下方有一磁感应强度为B的匀强磁场，在圆环下落至图示位置（圆环刚好完全进入磁场）的过程中，金属圆环产生的焦耳热为Q，重力加速度为g。对圆环下列说法正确的是（ ）
A．圆环进入磁场过程中感应电流方向（正对纸面）是顺时针的
B．圆环所受安培力一直增大，方向竖直向上
C．圆环所受安培力大小变化和方向均无法确定
D．圆环刚完全进入磁场时的速度为
6．利用如图所示的理想变压器给用电器供电．在原线圈ab端接交流电压（V），原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数n2=50匝．下列说法正确的是
A．通过原副线圈的交流电的频率均为100Hz
B．副线圈两端电压为U2=50V
C．通过原副线圈的电流之比为I1:I2=20:1
D．闭合电键K，变压器输入功率增加
7．如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电连接在阻值为100Ω电阻两端，则（ ）
A．此交流电压有效值为 B．流过电阻的电流有效值为1A
C．电阻R消耗的电功率为56.25W D．电阻R在100秒内产生的热量为5600J
8．矩形线圈abcd，长ab＝20 cm，宽bc＝10 cm，匝数n＝200，线圈回路总电阻R＝5 Ω．整个线圈平面内均有垂直于线圈平面的匀强磁场穿过．若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图所示，则( )
A．线圈回路中感应电动势随时间均匀变化
B．线圈回路中产生的感应电流为0.2 A
C．当t＝0.3 s时，线圈的ab边所受的安培力大小为0.016 N
D．在1 min内线圈回路产生的焦耳热为48 J
二、多选题
9．如图所示，边长为L=0.2m的正方形线圈abcd，其匝数为n=100、总电阻为r=2Ω，外电路的电阻为R=8Ω，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B=1T，若线圈从图示位置开始，以角速度ω=2rad/s绕OO′轴匀速转动，则以下判断中正确的是
A．在t=时刻，磁场穿过线圈的磁通量为0，故此时磁通量变化率为0
B．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=4sin2t(V)
C．从t=0时刻到t=时刻，电阻R上产生的热量为Q=0.16πJ
D．从t=0时刻到t=时刻，通过R的电荷量q=0.2C
10．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知（ ）
A．该交流电的电压的有效值为100 V
B．该交流电的频率为25 Hz
C．该交流电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25t（V）
D．若将该交流电压加在阻值为100 Ω的电阻两端，该电阻消耗的电功率为50 W
11．图甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图象如图乙所示．发电 机线圈的内电阻r=2Ω，外接灯泡的电阻为10Ω．则（ ）
A．在t=0.01s时刻，穿过线圈的磁通量为最大
B．电压表的示数为6V
C．灯泡消耗的电功率为2.5W
D．线圈转动产生电动势的表达式e=60sin50πt（V）
12．在如图甲所示的理想变压器的原线圈输入端a、b加如图乙所示的电压，图像前半周期为正弦部分，理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，电路中电阻，，为定值电阻，开始时电键S断开，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为
B．闭合电键后，电流表的示数变大
C．闭合电键后，电压表的示数变大
D．电流表的示数为
13．下图所示的各电流不是交流电的是：（ ）
A． B． C． D．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有：
=I2RT；解得：I=A，故选C．
2．B
【解析】
【详解】
根据交流电产生的原理，每当线圈经过一次中性面电流方向改变一次，所以交流电的方向每个周期改变两次，1 s内改变100次说明频率为50 Hz，周期为0.02 s。
故选B。
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
AB．因为
则交变电动势的瞬时表达式为
e=200sin 100πtV
选项A正确，B错误；
C．t=0.01 s时，感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，选项C错误；
D．t=0.02 s时，感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量的变化率为零，选项D错误。
故选A。
4．D
【解析】
【分析】
由表达式知识角速度，根据求解频率，根据瞬时值的表达式求解对应的瞬时值，电压表的示数为交流电的有效值，根据求解发热功率．
【详解】
由表达式知，角速度，则频率为，故A错误；当t=0.01s时，该交流电压的瞬时值为，故B错误；用电压表测该交流电压，其示数为交流电的有效值，即，故C错误；根据，解得：，故D正确，故选D．
【点睛】
本题考查交流电有效值、瞬时值、频率等知识．交流电压测量的是有效值，计算交流电的电功、电功率和焦耳热等与热效应等有关的量都用有效值．s
5．D
【解析】
【详解】
A．根据楞次定律，圆环进入磁场过程中，通过圆环的磁通量增加，感应电流产生的磁场阻碍原磁通量的变化，根据“增反减同”的规律，感应电流产生的磁场方向竖直纸面向外，则感应电流方向（正对纸面）是逆时针的，所以A错误；
BC．圆环所受安培力始为0，完全进入磁场时也为0，中间不为0，则安培力先增大后减小0，根据楞次定律的推论可判断安培力的方向总是竖直向上，所以BC错误；
D．圆环刚好完全进入磁场时的速度为v，根据能量守恒定律有
解得
所以D正确；
故选D。
6．D
【解析】
【详解】
试题分析：据题意，交流电频率一般为50Hz，则原副线圈内家变电流的频率均为50Hz，故选项A错误；副线圈两端电压为：，即，故选项B错误；通过原副线圈电流之比为：，故选项C错误；当电键闭合后副线圈电阻减小，电流增大，导致原线圈电流增加，变压器输入功率为：可知，原线圈输入电压不变情况下，电流增加导致输入功率增加，故选项D正确．
考点：本题考查变压器．
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据交流电有效值的定义，在一个周期内交流电和有效值的产热相同，则有
可解得
A错误。
B．根据欧姆定律可知
B错误。
C．电阻R消耗的电功率
C正确。
D．根据焦耳定律
D错误。
故选C。
8．D
【解析】
【详解】
A.从图中可知线圈中磁感应强度的变化率
根据法拉第电磁感应定律可得回路中感应电动势为
恒定不变，A错误；
B.回路中感应电流的大小为
B错误；
C.当时，磁感应强度B=0.2T，则安培力为
C错误；
D.1min内线圈回路产生的焦耳热为
D正确．
9．BCD
【解析】
【分析】
根据题中“磁场的…线圈从图示位置开始，以角速度ω=2rad/s绕OO′轴匀速转动”可知，本题考查交流电的产生问题，应用法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、感应电量、有效值等知识分析计算．
【详解】
A：在时刻，线圈从图示位置转过90°，磁场穿过线圈的磁通量为0，线圈中磁通量变化率最大．故A项错误．
B：线圈中产生感应电动势的最大值，开始计时时，线圈中磁通量最大，感应电动势为0，则闭合电路中感应电动势的瞬时表达式．故B项正确．
C：线圈转动的周期，回路中感应电流的最大值，回路中电流的有效值，从t=0时刻到时刻，电阻R上产生的热量．故C项正确．
D：从t=0时刻到时刻，电路中的平均感应电动势，电路中的平均电流，线框中磁通量的变化量，通过R的电荷量，解得：．故D项正确．
10．BD
【解析】
【详解】
AB．根据题图可知该交变电流电压的最大值为100 V，有效值为；周期为4×10－2s，所以频率为25Hz，选项A错误，B正确；
C．而
ω＝2πf＝50πrad/s
所以
u＝100sin50πtV
选项C错误；
D．若将该交流电压加在阻值为100 Ω的电阻两端，该电阻消耗的电功率为
选项D正确。
故选BD。
11．AC
【解析】
【详解】
在t=0.01s的时刻，电动势为0，则为中性面，穿过线圈磁通量最大，A正确；电动势的最大值为，周期为0.02s，则瞬时电动势的表达式为；电压表的示数为交流电的有效值，并且测量外电路电压，故，BD错误；灯泡消耗的功率，C正确．
12．AB
【解析】
【详解】
由于变压器只能输送交流电，因此只有乙图中的正向电压能进行输送，由图可知，正向交流电的最大值为，故前半个周期内的有效值为220V，设输入电压的有效值为，则，解得：，由，A正确；闭合电键后，电压表的示数不变，总电阻减小，输出功率增大，输入功率增大，电流增大，电流表的示数增大，B正确，C错误；电键断开时，副线圈电路中的电流为，由，解得：，D错误，选AB.
【点睛】根据电流的热效应求出输入电压的有效值，再根据变压器原副线圈电压之比等于线圈匝数比求出电压表示数，电键S闭合后，副线圈电阻变小，根据欧姆定律判断电流表示数的变化，根据变压器原副线圈电流之比等于线圈匝数的倒数比求出电流表示数变化情况．
13．BD
【解析】
【分析】
大小方向均随时间做周期性变化的电流为交流电；而方向不变的电流为直流电．
【详解】
由图可知，AC中的电流的大小和方向都不断变化，故电流为交流电；B中的电流的大小时刻在变，但是电流的方向不变，故电流为直流电；D中的电流的大小和方向都不变，故电流也为直流电；故选BD.．
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