3.2交变电流的描述同步练习（word版含答案）

3.2交变电流的描述同步练习
一、选择题（共15题）
1．某交流电源电压的瞬时值表达式为，则下列说法中正确的是(　　)
A．用交流电压表测该电源电压时，示数是6V
B．用交流电压表测该电源电压时，示数是
C．用此电源给电磁打点计时器供电时，打点的时间间隔为
D．把标有“6V，3W”的小灯泡接在该电源上时，小灯泡将被烧毁
2．2019年3月14日，中国家电及消费电子博览会在上海盛大开幕，家电展上有些国家家用电器的额定电压和我国是不同的，例如美国家用电器额定电压值为110V．已知某电源输出的交变电压的表达式为，下列说法正确的是
A．用电压表测该电源的电压，其示数为V
B．将该电压加在110Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为110W
C．交流电的频率为60Hz，电流方向每秒改变60次
D．当时电压表瞬间示数为0V
3．下列说法错误的是（　　）
A．耐压值为300V的电容器可安全接到220V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
4．一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图所示．由图可知(　　)
A．该交流电的电流瞬时值的表达式为
B．该交流电的频率是50 Hz
C．该交流电的电流有效值为2A
D．若该交流电流通过R＝10 Ω的电阻，则电阻消耗的功率是20 W
5．如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台灯接220 V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为(　　)
A．220 V B． V C．110V D． V
6．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为9：1，电表均为理想电表，R1为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，R0为定值电阻。若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交变电流，下列说法中正确的是（　　）
A．输入变压器原线圈的交变电流的电压表达式为（V）
B．t=0.02s时，穿过该发电机线圈的磁通量最小
C．R温度升高时，电流表示数变大，电压表示数变小，变压器的输入功率变大
D．t=0.01s时，电流表的示数为0
7．如图所示为小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO’沿逆时针方向以角速度匀速转动。线圈的匝数为n、电阻为r，外接电阻为R，A为交流电流表。线圈从图示位置（线圈平面平行于磁场方向）开始转过时的感应电流为I。下列说法中正确的是
A．电流表的读数为2I
B．转动过程中穿过线圈磁通量的最大值为
C．线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为
D．从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为
8．2021年2月份，美国许多地方遭到了暴风雪的袭击，暴风雪造成了德州全州大停电。某同学居安思危，利用所学知识自制交流发电机，模型如图所示。若该同学用此发电机使“220V、20W”的灯泡正常发光5分钟，下列说法正确的是（　　）
A．图示位置感应电流为零
B．图示位置感应电流方向发生改变
C．电压表的示数为
D．5分钟内该同学消耗的能量至少为6000J
9．如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列判断不正确的是（　　）
A．电压表的读数为
B．通过电阻R的电荷量为
C．电阻R所产生的焦耳热为
D．当线圈由图示位置转过30°时的电流为
10．将定值电阻R1=10Ω、R2=20Ω串联接在正弦交流电路中，通过电阻R2的电流i随时间t变化的情况如图所示，则（　　）
A．通过R1的电流有效值是1.2A
B．R1两端的电压有效值是18 V
C．通过R2的电流有效值是0.6A
D．R2两端电压的有效值是 30 V
11．物理与科技和生活密切相关，物理的思想方法已经渗透到其他领域。下列关于物理学史及物理方法的说法不正确的是（　　）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互联系的序幕
B．交流电的有效值是等效替代法的应用
C．牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运 动
D．安培提出了分子电流假说
12．如图所示，一个边长L=10 cm，匝数n=100匝的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO 匀速转动，磁感应强度B=0.50 T，角速度ω=10π rad/s，闭合回路中两只灯泡均能正常发光．下列说法正确的是
A．从图中位置开始计时，感应电动势的瞬时表达式为e =5πcos10πt（V）
B．增大线圈转动角速度ω时，感应电动势的峰值Em不变
C．抽去电感器L的铁芯时，灯泡L2变暗
D．增大电容器C两极板间的距离时，灯泡L1变亮
13．如图所示电路，接在交变电流上的灯泡正常发光，则下列措施能使灯泡变亮的是(　　)
A．将电容器两极板间距离增大一些
B．将电容器两极板正对面积减小一些
C．把电介质插入电容器两极间
D．把交变电流频率降低一些
14．在匀强磁场中，匝数N=100的矩形线圈绕垂直磁感线的转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势随时间变化规律如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．s时，线圈平面与中性面重合 B．s时，线圈中磁通量变化率最大
C．穿过每一匝线圈的最大磁通量为Wb D．线圈转动的角速度为50π rad/s
15．在如图所示的电路中，L1、L2、L3是三盏相同的灯泡．当a、b两端接交流6V时，三盏灯的发光情况相同．若将a、b两端接直流6V时，稳定后观察到的现象是（　　）
A．三盏灯的亮度相同 B．L1不亮，L2比L3亮
C．L1不亮，L2、L3的亮度相同 D．L1不亮，L3比L2亮
二、填空题（共4题）
16．一面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以一边为轴匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中的感应电动势如图所示，感应电动势的峰值和周期可由图中读出，则磁感应强度B=___。在时刻，线圈平面与磁场的方向夹角为___。
17．一正弦交流电的电动势随时间变化的规律如图所示，由图可知该交流电的频率为_________Hz，电动势的有效值为__________V．
18．正弦式电流在一个周期内出现_____次峰值；电流方向发生____次改变．我国民用电网交变电流电压的有效值是_______频率是________在一秒内共出现______次峰值．
19．利用DIS(数字化信息处理系统)探究手摇发电机(如图所示)的线圈产生的交变电流．
实验步骤如下：
①将电压传感器接入数据采集器；
②电压传感器的测量夹与发电机的输出端并联；
③点击“数据采集设置”设定“采样点时间间隔”；
④缓慢摇动发电机的手柄，观察工作界面上的信号．
(1)屏上出现的电压波形如图所示，从图中可以看出，手摇发电机产生的电压波形不是正弦波，其原因可能有________
A、转子不是在匀强磁场中转动
B、手摇动发电机的转速不均匀
C、线圈的电阻不稳定
(2)研究交变电流的波形，发现在用手摇动发电机手柄的2 min内屏上出现了61个向上的“尖峰”，则交变电流的平均周期为____________．如果发电机手摇大轮的半径是转子小轮半径的2倍，则手摇大轮转动的平均角速度为__________．
三、综合题（共4题）
20．一只“220V100W”灯泡接在u=311sin314tV的交变电源上，试完成下列问题：
（1）写出通过灯泡瞬时电流的表达式;
（2）灯泡能否正常发光;
（3）与灯泡并联的电压表、串联的电流表的读数各是多少？
21．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO'匀速转动，角速度ω=2πrad/s，外电路电阻R=4Ω，求：
(1)求交流电压表的示数；
(2)求由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60°角时的瞬时感应电动势的值；
(3)取π2=10，求线圈转动一周电路中产生的总热量；
(4)由图示位置开始，求线圈转过周期内通过R的电荷量是多少？
22．如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，转动的角速度=10πrad/s，线圈的匝数N=10匝、电阻r=1Ω，线圈所围面积S=0.1m2。线圈的两端经滑环和电刷与阻值R=9Ω的电阻相连，匀强磁场的磁感应强度B=1T。在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则：
(1)从图示位置开始计时，写出通过R的电流的瞬时表达式；
(2)若在R两端接一个交流电压表，它的示数为多少；
(3)线圈转动一周过程中，R上产生电热Q为多少；
(4)线圈从图示位置转过30°过程中，通过R的电荷量q为多少。
23．如图所示，在磁感应强度B=0.2T的水平匀强磁场中，有一边长为L=10cm，匝数N=100匝，电阻r=1Ω的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动，转速n=r/s，有一电阻R=9Ω，通过电刷与两滑环接触，R两端接有一理想电压表，求：
（1）若从线圈通过中性面时开始计时，写出电动势瞬时植表达式；
（2）求从中性面开始转过T时的感应电动势与电压表的示数；
（3）在1分钟内外力驱动线圈转动所作的功．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．A
4．D
5．B
6．C
7．B
8．D
9．B
10．C
11．C
12．A
13．C
14．C
15．B
16．
17． 50 200
18． 2 2 220V 50Hz 100
19． 转子不是在匀强磁场中转动（或发电机的转速不均匀） 2 0.5π
20．（1）（A）
（2）交流有效值,能正常发光
（3）分别为220V，0.45A
21．（1） （2） （3） （4）
22．(1)i=3.14cos31.4tA；(2)U=20V；(3)Q=9J；(4)q=0.05C
23．（1）e=40sin200t （V）（2）V， 18V（3）4800J
答案第1页，共2页