3.2交变电流的描述 同步练习（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 3.2交变电流的描述 同步练习（Word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-10 23:51:12 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修二 3.2 交变电流的描述
一、单选题
1．交流发电机在工作时的电动势为，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（ ）
A． B．
C． D．
2．如图所示，固定放置的长直导线中通有恒定电流，直导线右侧有一边长为l的正方形线框，直导线和线框在同一平面内，其中边与直导线平行，且与直导线的距离大于l。若线框绕某一转动轴以相同大小的角速度匀速转动，则线框中产生感应电流有效值最大的是（ ）
A．绕轴转动
B．绕轴转动
C．绕轴转动
D．绕轴转动（保证线框与直导线始终在同一平面内）
3．如图甲所示为小型旋转电枢式交流发动机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与的电阻连接，电流表和电压表均为理想电表，若在时刻，线圈平面与磁场方向垂直，穿过每匝线圈的磁通量随时间按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法正确的是（ ）
A．此交流发电机产生感应电动势的最大值为
B． 时刻，线圈处在中性面的位置
C．1min内电阻R上产生的焦耳热为60J
D．线圈从图示位置转过过程中的电荷量为0.1C
4．如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点且与磁场垂直的轴OO'以角速度ω逆时针匀速转动（沿OO'方向看）。若以线圈平面与磁场方向夹角θ=45°时（如图乙）为计时起点，并规定当电流自a流向b时方向为正，则下列所示的四幅图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．如图甲所示，标有“220V 40W”的灯泡和标有“20μF 360V”的电容器并联到交流电源上，电压表为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示。闭合开关S，下列判断正确的是（ ）
A．电容器会被击穿
B．交流电源的输出电压的有效值为220V
C．t=时刻，电压表的示数为零
D．t=时刻，通过灯泡的电流为零
6．某正弦式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
B．该交流电的频率为25Hz
C．该交流电的电压的有效值为
D．若将该交流电加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率为25W
7．一正弦交变电流的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在时电流改变方向
B．该交变电流的周期为0.25s
C．该交变电流的表达式为
D．将该交变电流通过一个的电阻，通电10s产生的热量为
8．现在市场上的调光台灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图，这是一个经过元件调节后加在电灯上的电压，在正弦交流电的每半个周期中都会截去前面的四分之一、现在加在电灯上的电压是（ ）
A．-Um B． C． D．
9．实验室中手摇发电机的原理如图所示，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为，发电机的矩形线圈绕轴以角速度匀速转动。已知线圈的匝数为，的边长为，的边长为，线圈的总电阻为，外接小灯泡的电阻为，其余电阻不计，则通过小灯泡的电流为（ ）
A． B． C． D．
10．在如图甲所示的电路中，R1、R2是两个定值电阻且R2=2R1，与R2并联的理想二极管D，其正向电阻可视为零、反向电阻为无穷大。接线柱a、b之间加一个如图乙所示的交变电压，Uab＞0时电压为正值。则R1两端电压的有效值为（ ）
A．10V B．10V C．20V D．20V
11．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
12．如图所示，理想变压器原线圈接电压有效值为220V的正弦式交流电源，原、副线圈的匝数比为，，理想电流表的示数为1.0A，则下列判断正确的是（ ）
A．电阻的阻值为
B．电阻和两端电压相同
C．电源的输出功率为220W
D．电阻消耗的电功率是电阻消耗电功率的2倍
二、填空题
13．正弦式交变电流和电压
电流表达式i=_________，电压表达式u=_________。其中Im、Um分别是电流和电压的_________，也叫_________。
14．一个电热器接在的直流电源上，在时间内产生的热量为，今将该电热器接在一正弦式交流电源上，它在内产生的热量为，这一交流电源的交流电压的最大值为________ 。
15．有一正弦交流电，它的电压随时间变化的图象如图所示。
则：交流电压的峰值为_______V；交变电流的周期为_______s；交变电流的频率为_______Hz；电压的瞬时表达式_______。
16．一交流电流的图像如图所示，由图可知，该交变电流周期为______，用电流表测该电流示数为______，若该交流电流通过的电阻时，电阻消耗的电功率为______。
17．把标有“，”的灯泡，接在交流电源上，若它的实际功率只有，则交流电源电压的最大值为__________（灯泡的电阻不变）。
三、解答题
18．交流电路和直流电路一样，也是由电源和各种用电器或称元件组成的。可以分为纯电阻电路、纯电感电路、纯电容电路。简单介绍这三种电路中电阻、感抗、容抗的特点。
19．如图所示，M、N为竖直放置的平行金属板，两板间所加电压为U0，S1、S2为板上正对的小孔。金属板P和Q水平放置在N板右侧，关于小孔S1、S2所在直线对称，P、Q两板的长度和两板间的距离均为d；距金属板P和Q右边缘d处固定有一荧光屏，荧光屏垂直于金属板P和Q；屏上O点与S1、S2共线。加热的阴极K发出的电子经小孔S1进入M、N两板间，通过M、N间的加速电场加速后，进入P、Q间。已知电子的质量为m，电荷量为e，单位时间内从小孔S1进入的电子个数为n，初速度可以忽略。整个装置处于真空中，忽略电子重力及电子间的相互作用，不考虑相对论效应。
（1）若在P、Q两板间加一交变电压，离开偏转电场的电子打在荧光屏上被吸收。与交变电流的周期相比，每个电子在板P和Q间运动的时间可忽略不计，不考虑电场变化产生的磁场，偏转电场可视为匀强电场。求在一个周期（即T0时间）内电子对荧光屏的平均作用力。
（2）若板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场，电子刚好经过P板的右边缘后，打在荧光屏上。求磁场的磁感应强度大小B和电子打在荧光屏上的位置坐标x。
20．如图所示的电路中，交流电的有效值不变，如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变？为什么？
21．电压u随时间t的变化情况如图所示，皆为正弦函数图象的一部分，求电压的有效值。
22．如图所示，有一单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动，边、的长度分别为和，轴分别通过和的中点，线圈的总电阻为r，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环e、f（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值为R的定值电阻连接。求：
（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；
（2）线圈平面由图示位置开始计时，写出感应电动势瞬时值的表达式；
（3）电阻R的电功率。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
根据
线框的转速提高到原来的两倍时，最大感应电动势为
则感应电动势的瞬时表达式
故D正确，ABC错误。
故选D。
2．A
【详解】
根据电流的磁效应可知，通电直导线周围的磁场为环形磁场，且距导线越远磁感应强度越弱，如图所示
D．绕轴转动，线框内的磁通量不发生变化，不会产生感应电流，电流的有效值为0，D错误；
ABC．绕轴转动时磁感应强度最大，则感应电流的有效值也最大，A正确，BC错误。
故选A。
3．B
【详解】
A．因为
此交流发电机产生感应电动势的最大值为
故A错误；
B．由图可知 时刻，线圈的磁通量最大，则线圈处在中性面的位置，故B正确；
C．因为电流最大值为
所以1min内电阻R上产生的焦耳热为
故C错误；
D．线圈从图甲所示的位置转过的过程中通过电阻R的电荷量为
故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
若线圈平面与磁场方向夹角为45°开始计时，由楞次定律可判断，零时刻电流方向为b到a，即零时刻电流方向为负，则电流的瞬时值表达式为
故选D。
5．D
【详解】
A．由题图乙可知交流电源的输出电压的最大值为220V≈311V，小于电容器的击穿电压，故电容器不会被击穿，故A错误；
B．由题图乙可知，交流电源的输出电压的有效值为V=220V，故B错误；
C．交流电压表的示数为有效值，则t=时刻，电压表的示数为220V，故C错误；
D．t=时刻，灯泡两端电压的瞬时值为0，通过灯泡的电流的瞬时值为0，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
B．从图像中可知该交流电的周期，所以频率
B正确；
AC．角速度
从图像中可知交流电最大值，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为
该交流电的电压有效值
AC错误；
D．若将该交流电加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功
D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．由图可知t0.1s时电流为负方向最大，电流方向没有发生变化，故A错误；
B．由图可知，该交变电流的周期为T=0.2s，故B错误；
C．由图可知，电流的最大值为，角速度为
故该交变电流的表达式为
故C正确；
D．该交变电流的有效值为
将该交变电流通过一个的电阻，通电10s产生的热量为
故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
设交流电的有效值为U，将交流电与直流电分别通过相同电阻R，分析一个周期内所产生的热量，利用有效值的定义得
解得
U=
ABC错误，D正确。
故选D。
9．D
【详解】
线圈中感应电动势的最大值为
电动势有效值
电流
故选D。
10．A
【详解】
因为a、b加的是正弦交流电压，故有两种情况，当a点电位高于b点电位，R2被短路，则R1的电压为电源电压
当a点低于b点则R1与R2串联
30=I（R1+R2）
R1两端电压为
U2=IR1
解得
U2=10V
根据电流的热效应，来计算R1在0-T时间内电压有效值为
解得
故选A。
11．C
【详解】
A．线圈转动产生的感应电动势的最大值为
Emax=nBSω
线圈由平行于磁场方向位置转过90°，经过个周期，则此段时间内电动势有效值为
E=
所以电流有效值为
I=
电压表示数为
U=IR=
故A错误；
B．通过灯泡的电荷量为
q=
故B错误；
C．电流的有效值为
I=
这一过程的时间为
t=×
则电灯中产生的焦耳热为
Q=I2Rt=
故C正确；
D．通过灯泡的电荷量等于通过线圈的电荷量，故流过线圈的电流的平均值为
故D错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．设电流表的读数为I，通过原线圈的电流为，由变压比公式可得
由电流关系可得
将两式联立并代入数据求解可得
A错误；
B．由以上分析可得流过电阻的电流大小为
电阻两端的电压为
电阻两端的电压为
B错误；
C．电源的输出功率为
C正确；
D．电阻消耗的电功率为
电阻消耗的电功率为
故
D错误。
故选C。
13． Imsinωt Umsinωt 最大值 峰值
略
14．
【详解】
根据交变电流有效值的定义有
解得这一交流电源的交流电压的有效值为
这一交流电源的交流电压的最大值为
15． 539 0.02 50
【详解】
[1]．交流电压的峰值为539V；
[2]．交变电流的周期为0.02s；
[3]．交变电流的频率为50Hz；
[4]．
电压的瞬时表达式
。
16． 0.01 10 1000
【详解】
[1] 交变电流周期为0.01s
[2]电流表示数为
[3] 电阻消耗的电功率为
17．36
【详解】
因灯泡的电阻不变，由，可得灯泡的电阻
灯泡的实际功率是20W时，交流电的等效电压
交流电源电压的最大值
18．三者都表示对电流的阻碍效果：电阻是无论直流和交流一样阻碍，感抗是导体对电流变化的阻碍，电流不变没有感抗，电流变化越快感抗就越大，容抗是电容器对变化电流的阻碍，电流变化越快容抗越小。三者转化电能效果不同：电阻是将电能转化为焦耳热，感抗是转化为磁场能，容抗是转化为两极板间的电场能。
【详解】
电阻就是电流在电路运行过程中遇到的阻力，亦或是说物体对电流的阻碍。一般情况下，电流遇到的电阻越大，电流就会越小。电路中电阻可以通过与其它用电器不同的接法达到限流、分流、分压的作用，电流通过纯电阻时，会把电能全部转化为内能。
感抗是反应电感对电流的阻碍作用的物理量，感抗越大对电流阻碍越大。由感抗产生的原因知：电感线圈对直流电流没有阻碍作用，即“通直流，阻交流”；由感抗的表达式XL= 2πfL知：自感系数大的电感线圈，对频率小的交变电流就会有明显的感抗，这种电感线圈叫低频扼流圈“通直流，阻交流” ；自感系数小的电感线圈叫高频扼流圈，“通低频，阻高频”。
容抗指电容器极板上所带电荷对定向移动的电荷的阻碍作用，容抗越大阻碍越大，与电容器极板属性有关。容抗XC=1/(2πfC)，电容具有“阻直流，通交流”的特性，电容大的电容器还有“通高频、阻低频”的特点。电流通过电容器时，电能会有一部分转化为两极板间的电场能；
19．（1）；（2）；
【详解】
（1）在加速电场中，根据动能定理有
解得
设电子在偏转电场PQ中的运动时间为t，PQ间的电压为u时恰好打在极板边缘，根据平抛运动规律有
此过程中电子的加速度大小
解得
当偏转电压在之间时，射入P、Q间的电子可打在荧光屏上。
当有
解得
即一个周期内电子能从P、Q电场射出的时间
所以一个周期内打在荧光屏上的电子数
离开偏转电场的电子打在荧光屏上被吸收，在一个周期（即T0时间）内，根据动量定理有
即
解得在一个周期（即T0时间）内电子对荧光屏的平均作用力
（2）电子在磁场中做匀速圆周运动，设圆运动半径为R，在磁场中运动轨迹如图：
由几何关系有
解得
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
设圆弧所对圆心为α，有
则有
电子离开磁场后做匀速运动，根据几何关系有
解得电子打在荧光屏上的位置坐标
20．见解析
【详解】
当交变电流的频率增大时，线圈对交变电流的阻碍作用增大，通过灯泡L1的电流将减小，所以灯泡L1的亮度将变暗；而电容器对交变电流的阻碍作用随交变电流频率的增大而减小，即流过灯泡L2的电流增大，所以灯泡L2的亮度将变亮；由于电阻的大小与交变电流的频率无关，流过灯泡L3的电流不变，因此其亮度不变。
21．55V
【详解】
由有效值的定义式得
解得
22．（1） ；（2） ；（3）
【详解】
（1）根据正弦式交变电流的产生规律可知，线圈感应电动势最大值
（2）则线圈平面由如图所示位置开始计时，t时刻感应电动势瞬时值的表达式
（3）电动势的有效值为
根据欧姆定律，电流为
电阻R的功率
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．交流发电机在工作时的电动势为，若将其线框的转速提高到原来的两倍，其他条件不变，则其电动势变为（ ）
A． B．
C． D．
2．如图所示，固定放置的长直导线中通有恒定电流，直导线右侧有一边长为l的正方形线框，直导线和线框在同一平面内，其中边与直导线平行，且与直导线的距离大于l。若线框绕某一转动轴以相同大小的角速度匀速转动，则线框中产生感应电流有效值最大的是（ ）
A．绕轴转动
B．绕轴转动
C．绕轴转动
D．绕轴转动（保证线框与直导线始终在同一平面内）
3．如图甲所示为小型旋转电枢式交流发动机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与的电阻连接，电流表和电压表均为理想电表，若在时刻，线圈平面与磁场方向垂直，穿过每匝线圈的磁通量随时间按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法正确的是（ ）
A．此交流发电机产生感应电动势的最大值为
B． 时刻，线圈处在中性面的位置
C．1min内电阻R上产生的焦耳热为60J
D．线圈从图示位置转过过程中的电荷量为0.1C
4．如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点且与磁场垂直的轴OO'以角速度ω逆时针匀速转动（沿OO'方向看）。若以线圈平面与磁场方向夹角θ=45°时（如图乙）为计时起点，并规定当电流自a流向b时方向为正，则下列所示的四幅图中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．如图甲所示，标有“220V 40W”的灯泡和标有“20μF 360V”的电容器并联到交流电源上，电压表为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示。闭合开关S，下列判断正确的是（ ）
A．电容器会被击穿
B．交流电源的输出电压的有效值为220V
C．t=时刻，电压表的示数为零
D．t=时刻，通过灯泡的电流为零
6．某正弦式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
B．该交流电的频率为25Hz
C．该交流电的电压的有效值为
D．若将该交流电加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率为25W
7．一正弦交变电流的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在时电流改变方向
B．该交变电流的周期为0.25s
C．该交变电流的表达式为
D．将该交变电流通过一个的电阻，通电10s产生的热量为
8．现在市场上的调光台灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图，这是一个经过元件调节后加在电灯上的电压，在正弦交流电的每半个周期中都会截去前面的四分之一、现在加在电灯上的电压是（ ）
A．-Um B． C． D．
9．实验室中手摇发电机的原理如图所示，两磁体间的磁场视为匀强磁场，磁感应强度大小为，发电机的矩形线圈绕轴以角速度匀速转动。已知线圈的匝数为，的边长为，的边长为，线圈的总电阻为，外接小灯泡的电阻为，其余电阻不计，则通过小灯泡的电流为（ ）
A． B． C． D．
10．在如图甲所示的电路中，R1、R2是两个定值电阻且R2=2R1，与R2并联的理想二极管D，其正向电阻可视为零、反向电阻为无穷大。接线柱a、b之间加一个如图乙所示的交变电压，Uab＞0时电压为正值。则R1两端电压的有效值为（ ）
A．10V B．10V C．20V D．20V
11．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
12．如图所示，理想变压器原线圈接电压有效值为220V的正弦式交流电源，原、副线圈的匝数比为，，理想电流表的示数为1.0A，则下列判断正确的是（ ）
A．电阻的阻值为
B．电阻和两端电压相同
C．电源的输出功率为220W
D．电阻消耗的电功率是电阻消耗电功率的2倍
二、填空题
13．正弦式交变电流和电压
电流表达式i=_________，电压表达式u=_________。其中Im、Um分别是电流和电压的_________，也叫_________。
14．一个电热器接在的直流电源上，在时间内产生的热量为，今将该电热器接在一正弦式交流电源上，它在内产生的热量为，这一交流电源的交流电压的最大值为________ 。
15．有一正弦交流电，它的电压随时间变化的图象如图所示。
则：交流电压的峰值为_______V；交变电流的周期为_______s；交变电流的频率为_______Hz；电压的瞬时表达式_______。
16．一交流电流的图像如图所示，由图可知，该交变电流周期为______，用电流表测该电流示数为______，若该交流电流通过的电阻时，电阻消耗的电功率为______。
17．把标有“，”的灯泡，接在交流电源上，若它的实际功率只有，则交流电源电压的最大值为__________（灯泡的电阻不变）。
三、解答题
18．交流电路和直流电路一样，也是由电源和各种用电器或称元件组成的。可以分为纯电阻电路、纯电感电路、纯电容电路。简单介绍这三种电路中电阻、感抗、容抗的特点。
19．如图所示，M、N为竖直放置的平行金属板，两板间所加电压为U0，S1、S2为板上正对的小孔。金属板P和Q水平放置在N板右侧，关于小孔S1、S2所在直线对称，P、Q两板的长度和两板间的距离均为d；距金属板P和Q右边缘d处固定有一荧光屏，荧光屏垂直于金属板P和Q；屏上O点与S1、S2共线。加热的阴极K发出的电子经小孔S1进入M、N两板间，通过M、N间的加速电场加速后，进入P、Q间。已知电子的质量为m，电荷量为e，单位时间内从小孔S1进入的电子个数为n，初速度可以忽略。整个装置处于真空中，忽略电子重力及电子间的相互作用，不考虑相对论效应。
（1）若在P、Q两板间加一交变电压，离开偏转电场的电子打在荧光屏上被吸收。与交变电流的周期相比，每个电子在板P和Q间运动的时间可忽略不计，不考虑电场变化产生的磁场，偏转电场可视为匀强电场。求在一个周期（即T0时间）内电子对荧光屏的平均作用力。
（2）若板P、Q间只存在垂直于纸面向外的匀强磁场，电子刚好经过P板的右边缘后，打在荧光屏上。求磁场的磁感应强度大小B和电子打在荧光屏上的位置坐标x。
20．如图所示的电路中，交流电的有效值不变，如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变？为什么？
21．电压u随时间t的变化情况如图所示，皆为正弦函数图象的一部分，求电压的有效值。
22．如图所示，有一单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动，边、的长度分别为和，轴分别通过和的中点，线圈的总电阻为r，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环e、f（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值为R的定值电阻连接。求：
（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；
（2）线圈平面由图示位置开始计时，写出感应电动势瞬时值的表达式；
（3）电阻R的电功率。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
根据
线框的转速提高到原来的两倍时，最大感应电动势为
则感应电动势的瞬时表达式
故D正确，ABC错误。
故选D。
2．A
【详解】
根据电流的磁效应可知，通电直导线周围的磁场为环形磁场，且距导线越远磁感应强度越弱，如图所示
D．绕轴转动，线框内的磁通量不发生变化，不会产生感应电流，电流的有效值为0，D错误；
ABC．绕轴转动时磁感应强度最大，则感应电流的有效值也最大，A正确，BC错误。
故选A。
3．B
【详解】
A．因为
此交流发电机产生感应电动势的最大值为
故A错误；
B．由图可知 时刻，线圈的磁通量最大，则线圈处在中性面的位置，故B正确；
C．因为电流最大值为
所以1min内电阻R上产生的焦耳热为
故C错误；
D．线圈从图甲所示的位置转过的过程中通过电阻R的电荷量为
故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
若线圈平面与磁场方向夹角为45°开始计时，由楞次定律可判断，零时刻电流方向为b到a，即零时刻电流方向为负，则电流的瞬时值表达式为
故选D。
5．D
【详解】
A．由题图乙可知交流电源的输出电压的最大值为220V≈311V，小于电容器的击穿电压，故电容器不会被击穿，故A错误；
B．由题图乙可知，交流电源的输出电压的有效值为V=220V，故B错误；
C．交流电压表的示数为有效值，则t=时刻，电压表的示数为220V，故C错误；
D．t=时刻，灯泡两端电压的瞬时值为0，通过灯泡的电流的瞬时值为0，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
B．从图像中可知该交流电的周期，所以频率
B正确；
AC．角速度
从图像中可知交流电最大值，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为
该交流电的电压有效值
AC错误；
D．若将该交流电加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功
D错误。
故选B。
7．C
【详解】
A．由图可知t0.1s时电流为负方向最大，电流方向没有发生变化，故A错误；
B．由图可知，该交变电流的周期为T=0.2s，故B错误；
C．由图可知，电流的最大值为，角速度为
故该交变电流的表达式为
故C正确；
D．该交变电流的有效值为
将该交变电流通过一个的电阻，通电10s产生的热量为
故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
设交流电的有效值为U，将交流电与直流电分别通过相同电阻R，分析一个周期内所产生的热量，利用有效值的定义得
解得
U=
ABC错误，D正确。
故选D。
9．D
【详解】
线圈中感应电动势的最大值为
电动势有效值
电流
故选D。
10．A
【详解】
因为a、b加的是正弦交流电压，故有两种情况，当a点电位高于b点电位，R2被短路，则R1的电压为电源电压
当a点低于b点则R1与R2串联
30=I（R1+R2）
R1两端电压为
U2=IR1
解得
U2=10V
根据电流的热效应，来计算R1在0-T时间内电压有效值为
解得
故选A。
11．C
【详解】
A．线圈转动产生的感应电动势的最大值为
Emax=nBSω
线圈由平行于磁场方向位置转过90°，经过个周期，则此段时间内电动势有效值为
E=
所以电流有效值为
I=
电压表示数为
U=IR=
故A错误；
B．通过灯泡的电荷量为
q=
故B错误；
C．电流的有效值为
I=
这一过程的时间为
t=×
则电灯中产生的焦耳热为
Q=I2Rt=
故C正确；
D．通过灯泡的电荷量等于通过线圈的电荷量，故流过线圈的电流的平均值为
故D错误。
故选C。
12．C
【详解】
A．设电流表的读数为I，通过原线圈的电流为，由变压比公式可得
由电流关系可得
将两式联立并代入数据求解可得
A错误；
B．由以上分析可得流过电阻的电流大小为
电阻两端的电压为
电阻两端的电压为
B错误；
C．电源的输出功率为
C正确；
D．电阻消耗的电功率为
电阻消耗的电功率为
故
D错误。
故选C。
13． Imsinωt Umsinωt 最大值 峰值
略
14．
【详解】
根据交变电流有效值的定义有
解得这一交流电源的交流电压的有效值为
这一交流电源的交流电压的最大值为
15． 539 0.02 50
【详解】
[1]．交流电压的峰值为539V；
[2]．交变电流的周期为0.02s；
[3]．交变电流的频率为50Hz；
[4]．
电压的瞬时表达式
。
16． 0.01 10 1000
【详解】
[1] 交变电流周期为0.01s
[2]电流表示数为
[3] 电阻消耗的电功率为
17．36
【详解】
因灯泡的电阻不变，由，可得灯泡的电阻
灯泡的实际功率是20W时，交流电的等效电压
交流电源电压的最大值
18．三者都表示对电流的阻碍效果：电阻是无论直流和交流一样阻碍，感抗是导体对电流变化的阻碍，电流不变没有感抗，电流变化越快感抗就越大，容抗是电容器对变化电流的阻碍，电流变化越快容抗越小。三者转化电能效果不同：电阻是将电能转化为焦耳热，感抗是转化为磁场能，容抗是转化为两极板间的电场能。
【详解】
电阻就是电流在电路运行过程中遇到的阻力，亦或是说物体对电流的阻碍。一般情况下，电流遇到的电阻越大，电流就会越小。电路中电阻可以通过与其它用电器不同的接法达到限流、分流、分压的作用，电流通过纯电阻时，会把电能全部转化为内能。
感抗是反应电感对电流的阻碍作用的物理量，感抗越大对电流阻碍越大。由感抗产生的原因知：电感线圈对直流电流没有阻碍作用，即“通直流，阻交流”；由感抗的表达式XL= 2πfL知：自感系数大的电感线圈，对频率小的交变电流就会有明显的感抗，这种电感线圈叫低频扼流圈“通直流，阻交流” ；自感系数小的电感线圈叫高频扼流圈，“通低频，阻高频”。
容抗指电容器极板上所带电荷对定向移动的电荷的阻碍作用，容抗越大阻碍越大，与电容器极板属性有关。容抗XC=1/(2πfC)，电容具有“阻直流，通交流”的特性，电容大的电容器还有“通高频、阻低频”的特点。电流通过电容器时，电能会有一部分转化为两极板间的电场能；
19．（1）；（2）；
【详解】
（1）在加速电场中，根据动能定理有
解得
设电子在偏转电场PQ中的运动时间为t，PQ间的电压为u时恰好打在极板边缘，根据平抛运动规律有
此过程中电子的加速度大小
解得
当偏转电压在之间时，射入P、Q间的电子可打在荧光屏上。
当有
解得
即一个周期内电子能从P、Q电场射出的时间
所以一个周期内打在荧光屏上的电子数
离开偏转电场的电子打在荧光屏上被吸收，在一个周期（即T0时间）内，根据动量定理有
即
解得在一个周期（即T0时间）内电子对荧光屏的平均作用力
（2）电子在磁场中做匀速圆周运动，设圆运动半径为R，在磁场中运动轨迹如图：
由几何关系有
解得
根据洛伦兹力提供向心力有
解得
设圆弧所对圆心为α，有
则有
电子离开磁场后做匀速运动，根据几何关系有
解得电子打在荧光屏上的位置坐标
20．见解析
【详解】
当交变电流的频率增大时，线圈对交变电流的阻碍作用增大，通过灯泡L1的电流将减小，所以灯泡L1的亮度将变暗；而电容器对交变电流的阻碍作用随交变电流频率的增大而减小，即流过灯泡L2的电流增大，所以灯泡L2的亮度将变亮；由于电阻的大小与交变电流的频率无关，流过灯泡L3的电流不变，因此其亮度不变。
21．55V
【详解】
由有效值的定义式得
解得
22．（1） ；（2） ；（3）
【详解】
（1）根据正弦式交变电流的产生规律可知，线圈感应电动势最大值
（2）则线圈平面由如图所示位置开始计时，t时刻感应电动势瞬时值的表达式
（3）电动势的有效值为
根据欧姆定律，电流为
电阻R的功率
答案第1页，共2页
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