3.2交变电流的描述 同步练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.2交变电流的描述 同步练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 348.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-11 14:38:52 | ||
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文档简介
3.2 交变电流的描述 同步练习
一、单选题
1．许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，下列关于物理学中思想方法的叙述错误的是（ ）
A．在探究平行板电容器的电容与介电常数、板间距离、正对面积三者关系的实验中用了控制变量法
B．在建立“平均速度”、“合力与分力”、“合运动与分运动”、“总电阻”、“交流电的有效值”的概念时均用到了“等效替代”法
C．如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度就有一个沿着等势面的分量，在等势面上移动电荷时静电力就要做功，这里用的逻辑方法是假设推理法
D．卡文迪许利用扭秤实验测出引力常量，用了实验模型法
2．一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．该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin（25t）V
B．该交流电的频率为50Hz
C．该交流电的电压的有效值为100V
D．若将该交流电压加在阻值为R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W
3．如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．变压器输入电压的瞬时值表达式为u=220sinπt（V）
B．电压表的示数为220V
C．变压器原、副线圈的匝数比为11：1
D．变压器的输入功率为110W
4．如图所示，在直线MN上方空间有垂直于线框平面的匀强磁场，磁感应强度为B。顶角为60°、电阻为R、半径为L的扇形线框绕O点以角速度ω逆时针匀速转动，在连续转动过程中，线框中感应电流的有效值为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，有一个电阻R=100的电热器，接在电压u=100sin100t（V）的交流电源上．电路中的交流电表均为理想电表．由此可知
A．电压表的示数约为100V
B．电流表的示数约为0.71A
C．电热器的发热功率为100W
D．交流电的频率为100Hz
6．一小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化关系如图所示．矩形线圈与阻值为10Ω的电阻构成闭合电路，若不计线圈电阻，下列说法中正确的是（ ）．
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
B．t2时刻感应电流方向发生变化
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D．交变电流的有效值为A
7．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈电路接有交流电流表，副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表、滑动变阻器R等，所有电表都是理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定.原线圈接入的交变电流的电压变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．交流电压表V的示数约为4.52V
B．灯泡L两端电压的有效值约为22.6V
C．当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，电流表示数增大，示数减小
D．由图乙可知交流发电机转子的角速度为
8．某小型发电机产生的交流电动势为e=50sin（100πt）V。对此电动势，下列表述正确的有（ ）
A．有效值是25V B．最大值是50V
C．周期是0.02s D．频率是100Hz
9．如图所示为一交变电流的电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值是
A．1.5A B．A C．2A D．A
10．如图甲所示为一种自耦变压器的结构示意图．线圈均匀绕在圆环形铁芯上，若AB间输入如图乙所示的交变电压，转动滑动触头P到如图甲中所示位置，在BC间接一个理想交流电压表(图甲中未画出)，则
A．AB间输入的交流电的电压瞬时值表达式为u＝220sin 50πt V
B．滑动触头P顺时针旋转时，电压表读数变大
C．t＝1×10－2 s时电压表的读数为零
D．BC间输出的电功率为零
11．某交流发电机正常工作时的电动势变化规律为e=Emsinωt，如果将此发电机的转速提高一倍，线圈的匝数同时增加一倍，其它条件不变，则电动势的变化规律为（ ）
A．
B．
C．
D．
12．将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源的电动势随时间变化的规律如图所示.下列说法正确的是（ ）
A．电路中交变电流的频率为25Hz B．通过电阻的电流为A
C．电阻消耗的电功率为25W D．用交流电压表测得电阻两端的电压为5V
13．某交流发电机产生正弦式交变电流的图像如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．交变电流的频率为 100Hz
B．交变电流的表达式为 i=5cos50πt（A）
C．在 t=0.02s 时，交流发电机线圈位于中性面位置
D．1s 内电流改变方向 100 次
二、解答题
14．如图所示，单匝矩形线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴转动，若线圈的两个边长分别是和，线圈匀速转动的角速度为。试证明：在图示位置时，线圈中产生的感应电动势，式中为线圈面积。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．在探究平行板电容器的电容与介电常数、板间距离、正对面积三者关系的实验中用了控制变量法，故A正确；
B．在建立“平均速度”、 “合力与分力”、 “合运动与分运动”、 “总电阻”、 “交流电的有效值”的概念时，均用到了“等效替代法”，故B正确；
C． 如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度就有一个沿着等势面的分量，在等势面上移动电荷时静电力就要做功，这里用的逻辑方法是假设推理法，故C正确；
D． 卡文迪许利用扭秤实验测出引力常量，实验采用了微小量放大法，故D错误；
本题选择错误的，故选D。
2．D
【解析】
【详解】
A．由图可知
故
所以其表达式为
故AB错误；
C．由图像可知交流电的最大值为100V，因此其有效值为
所以R消耗的功率为
故C错误，D正确。
故选D。
3．C
【解析】
【详解】
A．由图像可知
线圈电压的最大值为V，变压器输入电压的瞬时值表达式为
V
故A错误；
B．原线圈输入电压为220V，电压表示数为灯泡的额定电压
故B错误；
C．由B分析，结合变压比公式得
故C正确；
D．变压器的输入功率与输出功率相等，为10W，故D错误。
故选C。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
线圈进入磁场或出离磁场时都会产生感应电流，大小为
线圈转动一周有感应电流的时间占，则由有效值的概念可知
解得
故选D。
5．B
【解析】
【详解】
试题分析：交流电表测量的是有效值，求出电压的有效值，由欧姆定律求出电流的有效值，即可得到两个电表的读数．由ω=2πf求频率．根据有效值，求电热器的发热功率．
电表显示的都为交流电的有效值，故电压表示数为，电流表示数为，A错误B正确；电热器的发热功率为，C错误；交流电的频率为，D错误
6．D
【解析】
【详解】
试题分析：t1时刻电动势为零，磁通量最大，故A错误；t2时刻感应电流方向也没有改变，故B错误；t3时刻电动势为零，通过线圈的磁通量变化率为零，故C错误；电压的有效值为，所以交变电流的有效值为，故D正确．故选D．
考点：交流电的产生及变化规律
【名师点睛】解题时要知道：磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大，有效值等于最大值除以；本题考查了对交流电图象的认识，要具备从图象中获得有用信息的能力．
7．B
【解析】
【详解】
A．由题图乙可知，原线圈输入电压的有效值为440V，根据
可得副线圈两端电压的有效值为32V，交流电压表V的示数为32V，故A错误；
B．设灯泡L两端电压的有效值为，灯泡的阻值为r，交变电流的周期为T，根据交变电流有效值的定义有
解得
故B正确；
C．当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，由欧姆定律可知，电流表示数变大，由
可知，电流表示数也变大，故C错误；
D．交流发电机转子的角速度为
故D错误。
故选B。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．有效值为
A错误；
B．最大值是50V，B错误；
C．周期是
C正确；
D．频率是
D错误。
故选C。
9．B
【解析】
【详解】
根据有效值的定义知，代入数据可得，解得，故选项B正确，A、C、D错误．
10．D
【解析】
【详解】
因 ，则AB间输入的交流电的电压瞬时值表达式为u＝220sin 100πt V，选项A错误；滑动触头P顺时针旋转时，次级线圈匝数减小，则次级电压减小，电压表读数变小，选项B错误；电压表读数为交流电的有效值，故t＝1×10－2 s时电压表的读数不为零，选项C错误；因理想电压表内阻很大，则BC间输出的电流为零，电功率为零，选项D正确；故选D.
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
交流发电机工作时的电动势最大值表达式Em=NBSω，发电机转子转速提高一倍，线圈匝数同时也提高一倍，电动势最大值表达式为：Em′=2NBS2ω=4NBSω=4Em，角速度为：ω′=2ω，则其电动势变为：e=4Emsin2ωt．故选B．
12．A
【解析】
【详解】
A．由图可知
故A正确；
D．该电源电动势的有效值为
电压表的示数为有效值为5V，故D错误；
B．电路中的电流
故B错误；
C．电阻消耗功率为
故C错误。
故选A。
13．D
【解析】
【详解】
A．由图象可知，交流电的周期为
频率为
故A错误；
B．交流电的角频率为
根据图象可得，交变电流的瞬时表达式为
故B错误；
C．在时，感应电流最大，所以此时穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，所以交流发电机线圈垂直于中性面，故C错误；
D．交流电频率为， 1s 内电流改变方向 100 次，故D正确。
故选D。
14．见解析
【解析】
【详解】
线圈切割磁感线的有效长度是L2，在图示位置时该边切割磁感线的速度为
则感应电动势
式中为线圈面积。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法，下列关于物理学中思想方法的叙述错误的是（ ）
A．在探究平行板电容器的电容与介电常数、板间距离、正对面积三者关系的实验中用了控制变量法
B．在建立“平均速度”、“合力与分力”、“合运动与分运动”、“总电阻”、“交流电的有效值”的概念时均用到了“等效替代”法
C．如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度就有一个沿着等势面的分量，在等势面上移动电荷时静电力就要做功，这里用的逻辑方法是假设推理法
D．卡文迪许利用扭秤实验测出引力常量，用了实验模型法
2．一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．该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin（25t）V
B．该交流电的频率为50Hz
C．该交流电的电压的有效值为100V
D．若将该交流电压加在阻值为R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W
3．如图甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率10W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Ω，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．变压器输入电压的瞬时值表达式为u=220sinπt（V）
B．电压表的示数为220V
C．变压器原、副线圈的匝数比为11：1
D．变压器的输入功率为110W
4．如图所示，在直线MN上方空间有垂直于线框平面的匀强磁场，磁感应强度为B。顶角为60°、电阻为R、半径为L的扇形线框绕O点以角速度ω逆时针匀速转动，在连续转动过程中，线框中感应电流的有效值为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，有一个电阻R=100的电热器，接在电压u=100sin100t（V）的交流电源上．电路中的交流电表均为理想电表．由此可知
A．电压表的示数约为100V
B．电流表的示数约为0.71A
C．电热器的发热功率为100W
D．交流电的频率为100Hz
6．一小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化关系如图所示．矩形线圈与阻值为10Ω的电阻构成闭合电路，若不计线圈电阻，下列说法中正确的是（ ）．
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
B．t2时刻感应电流方向发生变化
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D．交变电流的有效值为A
7．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈电路接有交流电流表，副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表、滑动变阻器R等，所有电表都是理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定.原线圈接入的交变电流的电压变化规律如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．交流电压表V的示数约为4.52V
B．灯泡L两端电压的有效值约为22.6V
C．当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，电流表示数增大，示数减小
D．由图乙可知交流发电机转子的角速度为
8．某小型发电机产生的交流电动势为e=50sin（100πt）V。对此电动势，下列表述正确的有（ ）
A．有效值是25V B．最大值是50V
C．周期是0.02s D．频率是100Hz
9．如图所示为一交变电流的电流随时间变化的图像，此交变电流的有效值是
A．1.5A B．A C．2A D．A
10．如图甲所示为一种自耦变压器的结构示意图．线圈均匀绕在圆环形铁芯上，若AB间输入如图乙所示的交变电压，转动滑动触头P到如图甲中所示位置，在BC间接一个理想交流电压表(图甲中未画出)，则
A．AB间输入的交流电的电压瞬时值表达式为u＝220sin 50πt V
B．滑动触头P顺时针旋转时，电压表读数变大
C．t＝1×10－2 s时电压表的读数为零
D．BC间输出的电功率为零
11．某交流发电机正常工作时的电动势变化规律为e=Emsinωt，如果将此发电机的转速提高一倍，线圈的匝数同时增加一倍，其它条件不变，则电动势的变化规律为（ ）
A．
B．
C．
D．
12．将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源的电动势随时间变化的规律如图所示.下列说法正确的是（ ）
A．电路中交变电流的频率为25Hz B．通过电阻的电流为A
C．电阻消耗的电功率为25W D．用交流电压表测得电阻两端的电压为5V
13．某交流发电机产生正弦式交变电流的图像如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．交变电流的频率为 100Hz
B．交变电流的表达式为 i=5cos50πt（A）
C．在 t=0.02s 时，交流发电机线圈位于中性面位置
D．1s 内电流改变方向 100 次
二、解答题
14．如图所示，单匝矩形线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴转动，若线圈的两个边长分别是和，线圈匀速转动的角速度为。试证明：在图示位置时，线圈中产生的感应电动势，式中为线圈面积。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．在探究平行板电容器的电容与介电常数、板间距离、正对面积三者关系的实验中用了控制变量法，故A正确；
B．在建立“平均速度”、 “合力与分力”、 “合运动与分运动”、 “总电阻”、 “交流电的有效值”的概念时，均用到了“等效替代法”，故B正确；
C． 如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度就有一个沿着等势面的分量，在等势面上移动电荷时静电力就要做功，这里用的逻辑方法是假设推理法，故C正确；
D． 卡文迪许利用扭秤实验测出引力常量，实验采用了微小量放大法，故D错误；
本题选择错误的，故选D。
2．D
【解析】
【详解】
A．由图可知
故
所以其表达式为
故AB错误；
C．由图像可知交流电的最大值为100V，因此其有效值为
所以R消耗的功率为
故C错误，D正确。
故选D。
3．C
【解析】
【详解】
A．由图像可知
线圈电压的最大值为V，变压器输入电压的瞬时值表达式为
V
故A错误；
B．原线圈输入电压为220V，电压表示数为灯泡的额定电压
故B错误；
C．由B分析，结合变压比公式得
故C正确；
D．变压器的输入功率与输出功率相等，为10W，故D错误。
故选C。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
线圈进入磁场或出离磁场时都会产生感应电流，大小为
线圈转动一周有感应电流的时间占，则由有效值的概念可知
解得
故选D。
5．B
【解析】
【详解】
试题分析：交流电表测量的是有效值，求出电压的有效值，由欧姆定律求出电流的有效值，即可得到两个电表的读数．由ω=2πf求频率．根据有效值，求电热器的发热功率．
电表显示的都为交流电的有效值，故电压表示数为，电流表示数为，A错误B正确；电热器的发热功率为，C错误；交流电的频率为，D错误
6．D
【解析】
【详解】
试题分析：t1时刻电动势为零，磁通量最大，故A错误；t2时刻感应电流方向也没有改变，故B错误；t3时刻电动势为零，通过线圈的磁通量变化率为零，故C错误；电压的有效值为，所以交变电流的有效值为，故D正确．故选D．
考点：交流电的产生及变化规律
【名师点睛】解题时要知道：磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大，有效值等于最大值除以；本题考查了对交流电图象的认识，要具备从图象中获得有用信息的能力．
7．B
【解析】
【详解】
A．由题图乙可知，原线圈输入电压的有效值为440V，根据
可得副线圈两端电压的有效值为32V，交流电压表V的示数为32V，故A错误；
B．设灯泡L两端电压的有效值为，灯泡的阻值为r，交变电流的周期为T，根据交变电流有效值的定义有
解得
故B正确；
C．当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，由欧姆定律可知，电流表示数变大，由
可知，电流表示数也变大，故C错误；
D．交流发电机转子的角速度为
故D错误。
故选B。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．有效值为
A错误；
B．最大值是50V，B错误；
C．周期是
C正确；
D．频率是
D错误。
故选C。
9．B
【解析】
【详解】
根据有效值的定义知，代入数据可得，解得，故选项B正确，A、C、D错误．
10．D
【解析】
【详解】
因 ，则AB间输入的交流电的电压瞬时值表达式为u＝220sin 100πt V，选项A错误；滑动触头P顺时针旋转时，次级线圈匝数减小，则次级电压减小，电压表读数变小，选项B错误；电压表读数为交流电的有效值，故t＝1×10－2 s时电压表的读数不为零，选项C错误；因理想电压表内阻很大，则BC间输出的电流为零，电功率为零，选项D正确；故选D.
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
交流发电机工作时的电动势最大值表达式Em=NBSω，发电机转子转速提高一倍，线圈匝数同时也提高一倍，电动势最大值表达式为：Em′=2NBS2ω=4NBSω=4Em，角速度为：ω′=2ω，则其电动势变为：e=4Emsin2ωt．故选B．
12．A
【解析】
【详解】
A．由图可知
故A正确；
D．该电源电动势的有效值为
电压表的示数为有效值为5V，故D错误；
B．电路中的电流
故B错误；
C．电阻消耗功率为
故C错误。
故选A。
13．D
【解析】
【详解】
A．由图象可知，交流电的周期为
频率为
故A错误；
B．交流电的角频率为
根据图象可得，交变电流的瞬时表达式为
故B错误；
C．在时，感应电流最大，所以此时穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，所以交流发电机线圈垂直于中性面，故C错误；
D．交流电频率为， 1s 内电流改变方向 100 次，故D正确。
故选D。
14．见解析
【解析】
【详解】
线圈切割磁感线的有效长度是L2，在图示位置时该边切割磁感线的速度为
则感应电动势
式中为线圈面积。
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