3.2描述交变电流的物理量 基础巩固（word版含答案）

3.2描述交变电流的物理量基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册
一、选择题（共13题）
1．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示，下列说法中正确的是
A．每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
B．t2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D．t1时刻通过线圈的磁通量为零
2．两只阻值相同的电阻分别通以正弦式交变电流和方形交变电流，如图所示，若它们的电流最大值相等，则两只电阻产生的热功率之比为（ ）
A．1∶4 B．1∶2 C．1∶1 D．2∶1
3．一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，当时，感应电动势的瞬时值为10V，则此交流电电压的有效值为（　　）
A．
B．10V
C．
D．20V
4．一矩形线圈在匀强磁场中绕中心轴转动，产生的交流电动势e=10sin4πt（V），以下说法正确的是
A．交流电的频率是4πHz
B．当t=0时，线圈平面跟中性面垂直
C．当t=0.5s时，e有最大值
D．交流电的周期是0.5s
5．某正弦交流发电机产生的电动势波形如图所示，已知该发电机线圈匝数n=100匝，线圈面积为S=0.1 m2，线圈内阻为r=1 Ω，用一理想交流电压表接在发电机的两个输出端。由此可知（　　）
A．线圈在匀强磁场中转动的角速度为50π rad/s
B．线圈所在处的磁感应强度是B=1T
C．交流电压表的读数为220 V
D．时间内交变电动势的平均值为=200 V
6．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦式交变电流i=Imsinωt.若保持其他条件不变，使线圈的匝数和转速各增加1倍，则电流的变化规律为(　　)
A．i′=Imsinωt
B．i′=Imsin2ωt
C．i′=2Imsinωt
D．i′=2Imsin2ωt
7．阻值为的电阻接到电压波形如图所示的内阻不计的交流电源上，以下说法正确的是（　　）
A．电压的有效值为10V B．通过电阻的电流有效值为1A
C．该交流电的频率为0.25Hz D．电阻消耗的电功率为5W
8．正弦交流电经过二极管整流后的波形图如图所示，该电流有效值是
A．4 A B．4 A
C．2A D．2 A
9．如图甲所示，为某品牌电热毯的简易电路，电热丝的电阻为R=484Ω，现将其接在的正弦交流电源上，电热毯被加热到一定温度后，温控装置P使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的电阻保持不变，则保温状态下，理想交流电压表V的读数和电热毯消耗的电功率最接近下列哪一组数据（ ）
A．156V、100W B．156V、50W
C．110V、25W D．110V、200W
10．调光灯和调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的。如图所示为经一双向可控硅调节后加在电灯上的电压，即在正弦式交变电流的每个二分之一周期内，前周期被截去，调节台灯上旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯两端的电压，那么现在电灯两端的电压为（ ）
A． B． C．
D．
11．如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形单匝线圈的周期为T，转轴OO’垂直于磁场方向，线圈电阻为2．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A，那么（　　）
A．某一时刻线圈中的感应电动势为
B．某一时刻穿过线圈的磁通量为
C．线圈消耗的电功率为4W
D．线圈中感应电流的有效值为2A
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．时刻，感应电动势为最大
D．从到过程中线框的平均感应电动势为
13．如图所示，将边长为的正方形导线框放置在的匀强磁场中。已知磁场方向与水平方向成37°角，线框电阻为，则线框绕其一边从如图所示的水平位置转至竖直位置的过程中，通过导线横截面的电荷量为（，）（　　）
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
14．我国照明电路中使用的正弦交流电的周期是______s，频率是______Hz，一秒内交流电的方向改变______次．日常生活中照明电路的电压为220V，该交流电的有效值为________V，最大值为________V．
15．根据如图所示图象写出电压的瞬时值表达式________________。
16．如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝；线圈电阻为1，外电阻为9，匀强磁场的磁感应强度B=T当线圈以10rad/s的角速度匀速转动时，电压表的示数为___________，电流表的示数为___________________。
17．一个面积为 S 的矩形线圈在匀强磁场中以某一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直．线圈中感应电动势 e 与时间 t 的关系如图所示．感应电动势的峰值和周期可由图中读出．则磁感应强度 B =____________；在 t = T /12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于______________．
三、综合题（共4题）
18．如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转速n=，线圈边长L=0.2m，匝数N=100，磁感应强度B=1T，图示位置线圈平面与磁感线平行。闭合回路中线圈的电阻r=4Ω，外电阻R=12Ω。求：
(1)线圈转动过程中感应电动势的最大值；
(2)从图示位置开始计时，写出感应电流的瞬时表达式；
(3)交流电压表的示数。
19．如图所示，两条相距d的平行金属导轨位于同一水平面内，其右端接一阻值为R的电阻。质量为m的金属杆静置在导轨上，其左侧的矩形匀强磁场区域MNPQ的磁感应强度大小为B、方向竖直向下。导轨和金属杆的电阻不计，导轨光滑且足够长，杆在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。
(1)若金属杆在t=0时刻（此时在PQ边界）受外力F0作用开始以v=v0sin（πt）的速度在PQ与NM之间运动，运动的长度为QM=L，求：①从PQ到NM过程中，通过R的电量；②在Δt=1.5s时间内，F0做的功；
(2)若t=0时金属杆静止在PQ处，在外力F作用下水平向右进入磁场做直线运动，F随时间t的关系为如图所示的线性图像（F1为已知量），求金属杆出磁场MN时电阻R的电功率。
20．发电机的转子是匝数为100、边长为20cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以的角速度转动，从线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时线圈和外电路的总电阻。求：
(1)1s内交变电流的方向改变的次数；
(2)线圈中感应电动势的最大值；
(3)穿过线圈磁通量的变化率的最大值；
(4)交变电动势的瞬时值表达式；
(5)当时，线圈中感应电流的瞬时值；
(6)线圈从计时开始，转动的过程中通过线圈某一截面的电荷量。
21．图为某电器元件中的电流i随时间t变化的图象，其中每个周期的后半周期的图象为半个周期的正弦曲线，求此交变电流的电流有效值I。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．C
4．D
5．D
6．D
7．D
8．B
9．B
10．A
11．C
12．C
13．C
14． 0.02 50 100 220 220V
15．
16． 45V 5A
17．；
18．(1)400V；(2)i=25cos100t（A）；(3)V
19．(1)，；(2)
20．(1)100；(2)；(3)；(4)；(5)；(6)
21．A
答案第1页，共2页