3.2描述交变电流的物理量同步练习（Word版含答案）

3.2描述交变电流的物理量同步练习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15题）
1．一矩形金属线圈在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．时刻，穿过线圈平面的磁通量最大
B．时刻，穿过线圈平面的磁通量变化率最小
C．线圈在磁场中转动的角速度为
D．线圈中感应电动势的表达式为（V）
2．如图所示，、是两个完全相同的电热器，通以图甲所示的方波交变电流，通以图乙所示的正弦交变电流，则在相同时间内两电热器的消耗的电能之比等于（　　）
A． B．
C． D．
3．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴OO′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时，线框中磁通量的变化率为零
B．t = 0.01 s时，穿过线框的磁通量最大
C．线框旋转的角速度大小为50 rad/s
D．若线框的电阻为0.4 Ω，则线框的热功率为5 W
4．通过某电阻的周期性交变电流的图象如图，则该交流电的有效值I（ ）
A．4.5A B．3.5A C．4A D．3A
5．今年2、3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。居安思危，某同学利用所学知识自制发电机，交流发电机的模型示意图如图所示。磁铁产生的磁场磁感应强度B=0.5T，自制线圈匝数N=500匝，面积S=0.04m2，不计线圈内阻，额定电压为220V、20W的灯泡正常发光了1分钟，下列说法正确的是（　　）
A．图示位置感应电流为零 B．线圈的转速n= r/s
C．电压表的示数为220 V D．1分钟内该同学消耗的能量至少为1200J
6．手摇式发电机是实验室中常用的演示工具，如图甲所示，它可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过E、F与外电路连接，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电压表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（　　）
A．电压表的示数为nBSω
B．通过灯泡的电荷量为
C．电灯中产生的焦耳热为
D．流过线圈的电流的平均值为
7．如图所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈的电阻为r，在磁感应强度为B的磁场中，线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电阻为R，当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．磁通量的变化量为ΔΦ＝NBS
B．平均感应电动势为
C．电阻R所产生的焦耳热为
D．电路中产生的感应电流的平均值为
8．在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（　　）
A．时线圈平面与磁场方向平行
B．时线圈的磁通量变化率最大
C．线圈产生的交变电动势频率为
D．线圈产生的交变电动势的瞬时值为
9．在如图甲所示的电路中，小灯泡电阻为5Ω，电流表为理想交流电表，电源电流随时间的变化如图乙所示，则（　　）
A．电流表示数为
B．电流的频率为0.5Hz
C．小灯泡的功率为40W
D．电源电压的瞬时值表达式为
10．如图甲所示为一台小型旋转电枢式交流发电机的构造示意图，内阻，外电路电阻，电路中其余电阻不计。发电机的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数，转动过程中穿过每匝线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化，如图乙所示，取，则（　　）
A．时，该小型发电机的电动势为零
B．时，矩形线圈转到中性面位置
C．串联在外电路中的交流电流表的示数为2A
D．感应电动势的最大值为20V
11．如图所示是交流发电机示意图。矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，与外电路电阻R形成闭合电路时，流过电阻的交流电流的有效值为I。现将一个二极管与电阻R串联，线圈不变，线圈转动的角速度也不变，则串联二极管后流过电阻的交流电的有效值为（　　）
A． B． C． D．
12．如图所示，一圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈，铁芯与磁极的缝隙间形成了辐向均匀磁场，磁场的中心与铁芯的轴线重合．当铁芯绕轴线以角速度ω逆时针转动的过程中，线圈中的电流变化图象在以下图中哪一个是正确的？（从图位置开始计时，N、S极间缝隙的宽度不计．以a边的电流进入纸面，b边的电流出纸面为正方向）（ ）
A． B．
C． D．
13．在如图所示的电路中，、、是三盏相同的灯泡．当、两端接交流时，三盏灯的发光情况相同．若将、两端接直流时，稳定后观察到的现象是（ ）
A．三盏灯的亮度相同 B．不亮，、的亮度相同
C．不亮，比亮 D．不亮，比亮
14．关于电感对交变电流的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电感不能通直流电流，只能通交变电流
B．电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同
C．同一个电感线圈对频率低的交变电流的阻碍较小
D．同一个电感线圈对频率高的交变电流的阻碍较小
15．如图甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L为电感线圈、C为电容器、R为定值电阻.当原线圈两端接有如图乙所示的交变电流时，三只灯泡都能发光，如果加在原线圈两端的交变电流的最大值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交变电流的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是（　　）
A．副线圈两端电压的有效值均为 B．灯泡Ⅰ变亮
C．灯泡Ⅱ变亮 D．灯泡Ⅲ变亮
二、填空题（共4题）
16．某正弦式电流的图象，则此正弦式电流的周期为_______s,电流的峰值为_______A．
17．一交流电压瞬时值表达式为u＝110sin 100πt(V)，将该交流电压加在一阻值为22 Ω的电阻两端，并联在该电阻两端的交流电压表的示数为______________ V．该电阻消耗的功率为___________ W,流过电阻的电流方向每秒改变________次.
18．如图所示是我国居民生活用电的电压随时间变化的关系图像，请写出该电压瞬时值的表达式________．若将该电压加到阻值为的定值电阻两端，则在内产生的热量是________．
19．一个面积为 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）
20．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴转动，线圈共100 匝，转速为 r/min，在转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为0.03 Wb，
（1）则线圈平面转到与磁感线平行时，感应电动势为多少？
（2）当线圈平面与中性面夹角为时，感应电动势为多少？
21．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。
22．某矩形线圈，切割磁感线的边长ab=40cm，宽ad=20cm，共50匝，在磁感强度为0.5T的匀强磁场中以300r/min，绕中心轴OO 匀速转动，如图所示。
(1)求出电动势的最大值。
(2)若t=0时线圈恰在图中位置，写出感应电动势的瞬时表达式，并求出当t=0.025s时感应电动势的瞬时值。
(3)从图示位置转动90°过程中的平均感应电动势值又是多少？
23．有一个正方形线圈的匝数为10匝，边长为20cm，线圈总电阻为1Ω，线圈绕OO′轴以的角速度匀速转动，如图所示，匀强磁场的磁感应强度为0.5T，求：
(1)该线圈产生的交变电流电动势的峰值、电流的峰值分别是多少；
(2)若从图示位置（）开始计时，写出感应电动势随时间变化的表达式；并求出转过30°时，感应电动势的瞬时值；
(3)线圈转动一周产生的电热。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．D
4．D
5．D
6．C
7．D
8．A
9．D
10．D
11．C
12．C
13．C
14．C
15．D
16． 0.02 0.5
17． 110 550 100
18． 4400
19．；
20．
21．(1)50V，；(2)3.54A，31.82V；(3)
22．(1)20πV；(2)，；(3)40V
23．(1)，；(2)，；(3)
答案第1页，共2页