3.2《交变电流的描述》练习题（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.2《交变电流的描述》练习题（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 182.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-05 19:48:20 | ||
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文档简介
2 交变电流的描述
一、单项选择题
1. 如图所示是一个正弦式交变电流的图像,下列说法正确的是( )
A.周期是0.2 s,电流的峰值是10 A
B.周期是0.15 s,电流的峰值是10 A
C.频率是5 Hz,电流的有效值是10 A
D.频率是0.2 Hz,电流的有效值是7.07 A
2.下列说法中正确的是( )
A.跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值
B.交变电流的有效值总是最大值的
C.因为有效值表示交变电流产生的平均效果,所以有效值与平均值 相同
D.若正弦式交变电流的最大值是10 A,则它的最小值是0 A
3.如图所示为一交变电流的it图像,则此交变电流的有效值为( )
A.5 A
B.5 A
C.10 A
D.2.5 A
4.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(不分得电压)实现了无级调节亮度。给该台灯接220 V的正弦交变电流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.110 V
C. V D. V
5.匝数为100的线圈通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分),单匝线圈电阻r=0.02 Ω,则在 0～10 s 内线圈产生的焦耳热为( )
A.80 J B.85 J C.90 J D.125 J
6.在匀强磁场中的矩形线圈abcd,以恒定的角速度绕ab边转动,磁场方向平行于纸面并与ab边垂直,在t=0时,线圈平面与纸面重合,线圈的cd边离开纸面向外运动,若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图像是( )
7.在如图(甲)电路的M、N间加一如图(乙)所示的正弦交流电,负载电阻为100 Ω,若不考虑电表内阻对电路的影响,则交流电压表和交流电流表的读数分别为( )
A.220 V,2.20 A B.311 V,2.20 A
C.220 V,3.11 A D.311 V,3.11 A
8.一个匝数为100匝,电阻为R=0.5 Ω的闭合线圈处于某一磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,从某时刻起穿过线圈的磁通量按如图所示规律变化,则线圈中产生交变电流的有效值为( )
A.5 A B.2 A
C.6 A D.5 A
9.如图(甲)所示,一单匝矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场方向间的夹角θ=45°时[如图(乙)所示]为计时起点,并规定当电流自a流向b时,电流方向为正。则如图所示的四幅图中正确的是( )
10.如图所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,电阻为R,半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为( )
A. B.
C. D.
二、计算题
11. 图中两交变电流分别通过相同电阻R。
(1)分别写出它们的有效值、周期、频率;
(2)计算它们在R上产生的功率之比。
13.有一交流发电机模型,用示波器观察到它产生的感应电动势波形如图所示,求:
(1)电动势的最大值和有效值;
(2)当t= s时,电动势的瞬时值,并指出此时线圈相对于磁场的 位置;
(3)已知线圈面积为16 cm2,共25匝,计算匀强磁场的磁感应强度。(结果保留一位有效数字)
13.如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转动轴垂直。已知线圈匝数n=400,电阻r=0.1 Ω,长L1=0.05 m,宽L2=0.04 m,角速度ω=100 rad/s,磁场的磁感应强度B=0.25 T。 线圈两端外接电阻R=9.9 Ω的用电器和一个交流电流表(内阻不 计),求:
(1)线圈中产生的最大感应电动势;
(2)电流表的示数;
(3)电阻上消耗的电功率以及在线圈转动一周过程中产生的焦耳热(均保留三位有效数字)。
参考答案
1.A 2.D 3.D 4. C 5. B 6.C 7. A 8. B 9. D
10.D
11. 解析:(1)图(甲)为正弦式交变电流,其有效值I1==3.54 A,周期T1=0.4 s,频率f1=2.5 Hz;图(乙)为方波交流电,电流的大小不变,方向做周期性变化,由于热效应与电流方向无关,因而它的有效值I2=5 A,周期T2=0.3 s,频率f2= Hz。
(2)由公式P=I2R得P甲∶P乙=1∶2。
答案:(1)见解析 (2)1∶2
12. 解析:(1)由图像可知电动势的最大值Em=5 V,根据正弦式交变电流的最大值和有效值的关系,故有效值E=Em=3.5 V。
(2)由题图ω== rad/s=100π rad/s可知电动势的瞬时值表 达式e=Emsin ωt=5sin 100πt
当t= s时,有e=5sin 100π× V=5 V
电动势为最大值,线圈的有效切割磁感线速度最大,这时线圈平面跟磁感线平行。
(3)由于Em=NBSω,则B== T=0.4 T。
答案:(1)5 V 3.5 V (2)5 V 线圈平面跟磁感线平行 (3)0.4 T
13. 解析:(1)线圈中产生的最大感应电动势为Em=nBSω,
代入数据得Em=400×0.25×0.05×0.04×100 V=20 V。
(2)由欧姆定律Im=,代入数据得Im= A=2 A。
因为是正弦式交变电流,所以电流表读数即有效值I== A≈ 1.41 A。
(3)电阻上的电功率P=I2R=()2×9.9 W=19.8 W。
由T=,得T= s,所以线圈转动一周在电阻上产生的焦耳热Q=PT≈1.24 J。
答案:(1)20 V (2)1.41 A (3)19.8 W 1.24 J
一、单项选择题
1. 如图所示是一个正弦式交变电流的图像,下列说法正确的是( )
A.周期是0.2 s,电流的峰值是10 A
B.周期是0.15 s,电流的峰值是10 A
C.频率是5 Hz,电流的有效值是10 A
D.频率是0.2 Hz,电流的有效值是7.07 A
2.下列说法中正确的是( )
A.跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值
B.交变电流的有效值总是最大值的
C.因为有效值表示交变电流产生的平均效果,所以有效值与平均值 相同
D.若正弦式交变电流的最大值是10 A,则它的最小值是0 A
3.如图所示为一交变电流的it图像,则此交变电流的有效值为( )
A.5 A
B.5 A
C.10 A
D.2.5 A
4.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(不分得电压)实现了无级调节亮度。给该台灯接220 V的正弦交变电流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.110 V
C. V D. V
5.匝数为100的线圈通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分),单匝线圈电阻r=0.02 Ω,则在 0～10 s 内线圈产生的焦耳热为( )
A.80 J B.85 J C.90 J D.125 J
6.在匀强磁场中的矩形线圈abcd,以恒定的角速度绕ab边转动,磁场方向平行于纸面并与ab边垂直,在t=0时,线圈平面与纸面重合,线圈的cd边离开纸面向外运动,若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正,则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图像是( )
7.在如图(甲)电路的M、N间加一如图(乙)所示的正弦交流电,负载电阻为100 Ω,若不考虑电表内阻对电路的影响,则交流电压表和交流电流表的读数分别为( )
A.220 V,2.20 A B.311 V,2.20 A
C.220 V,3.11 A D.311 V,3.11 A
8.一个匝数为100匝,电阻为R=0.5 Ω的闭合线圈处于某一磁场中,磁场方向垂直于线圈平面,从某时刻起穿过线圈的磁通量按如图所示规律变化,则线圈中产生交变电流的有效值为( )
A.5 A B.2 A
C.6 A D.5 A
9.如图(甲)所示,一单匝矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场方向间的夹角θ=45°时[如图(乙)所示]为计时起点,并规定当电流自a流向b时,电流方向为正。则如图所示的四幅图中正确的是( )
10.如图所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,电阻为R,半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为( )
A. B.
C. D.
二、计算题
11. 图中两交变电流分别通过相同电阻R。
(1)分别写出它们的有效值、周期、频率;
(2)计算它们在R上产生的功率之比。
13.有一交流发电机模型,用示波器观察到它产生的感应电动势波形如图所示,求:
(1)电动势的最大值和有效值;
(2)当t= s时,电动势的瞬时值,并指出此时线圈相对于磁场的 位置;
(3)已知线圈面积为16 cm2,共25匝,计算匀强磁场的磁感应强度。(结果保留一位有效数字)
13.如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动,磁场方向与转动轴垂直。已知线圈匝数n=400,电阻r=0.1 Ω,长L1=0.05 m,宽L2=0.04 m,角速度ω=100 rad/s,磁场的磁感应强度B=0.25 T。 线圈两端外接电阻R=9.9 Ω的用电器和一个交流电流表(内阻不 计),求:
(1)线圈中产生的最大感应电动势;
(2)电流表的示数;
(3)电阻上消耗的电功率以及在线圈转动一周过程中产生的焦耳热(均保留三位有效数字)。
参考答案
1.A 2.D 3.D 4. C 5. B 6.C 7. A 8. B 9. D
10.D
11. 解析:(1)图(甲)为正弦式交变电流,其有效值I1==3.54 A,周期T1=0.4 s,频率f1=2.5 Hz;图(乙)为方波交流电,电流的大小不变,方向做周期性变化,由于热效应与电流方向无关,因而它的有效值I2=5 A,周期T2=0.3 s,频率f2= Hz。
(2)由公式P=I2R得P甲∶P乙=1∶2。
答案:(1)见解析 (2)1∶2
12. 解析:(1)由图像可知电动势的最大值Em=5 V,根据正弦式交变电流的最大值和有效值的关系,故有效值E=Em=3.5 V。
(2)由题图ω== rad/s=100π rad/s可知电动势的瞬时值表 达式e=Emsin ωt=5sin 100πt
当t= s时,有e=5sin 100π× V=5 V
电动势为最大值,线圈的有效切割磁感线速度最大,这时线圈平面跟磁感线平行。
(3)由于Em=NBSω,则B== T=0.4 T。
答案:(1)5 V 3.5 V (2)5 V 线圈平面跟磁感线平行 (3)0.4 T
13. 解析:(1)线圈中产生的最大感应电动势为Em=nBSω,
代入数据得Em=400×0.25×0.05×0.04×100 V=20 V。
(2)由欧姆定律Im=,代入数据得Im= A=2 A。
因为是正弦式交变电流,所以电流表读数即有效值I== A≈ 1.41 A。
(3)电阻上的电功率P=I2R=()2×9.9 W=19.8 W。
由T=,得T= s,所以线圈转动一周在电阻上产生的焦耳热Q=PT≈1.24 J。
答案:(1)20 V (2)1.41 A (3)19.8 W 1.24 J