人教版 高二物理 选修3-2 第五章 交变电流 练习题（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版 高二物理 选修3-2 第五章 交变电流 练习题（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 164.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-17 20:48:06 | ||
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文档简介
交变电流单元练习题
一、交变电流的产生及变化规律
1.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断（ ）
A.在A和C时刻线圈处于中性面位置
B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C.从A～D时刻线圈转过的角度为2 π
D.若从O～D时刻历时0.02 s,则在1 s内交变电流的方向改变100次
答案 D
2.如图所示,一个匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为T.若把万用电表的选择开关拨到交流电压挡,测得a、b两点间的电压为20.0 V,则可知:从中性面开始计时,当t=T/8时,穿过线圈的磁通量的变化率约为 （ ）
A.1.41 Wb/s B.2.0 Wb/s C.14.1 Wb/s D.20.0 Wb/s
答案 B
3.如图所示为演示用的手摇发电机模型,匀强磁场磁感应强度B=0.5 T,线圈匝数n=50,每匝线圈面积0.48 m2,转速150 r/min,在匀速转动过程中,从图示位置线圈转过90°开始计时.
（1）写出交变感应电动势瞬时值的表达式.
（2）画出e-t图线.
答案 （1）e=188sin 5πt V
（2）见下图
4.如图所示,矩形线框匝数n=250匝,ab=12 cm,ad=10 cm,线框置于B= T的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO′以120 r/min的转速匀速转动,线框通过滑环与外电路相连,外电路接有R=12Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12 V的氖泡L.求:
（1）当S接e时,电流表读数为多少?R的热功率为多大?10 min内外力对线框做功多少?
（2）当S接f时,氖泡闪光频率为多大?通电10 min,氖泡发光总时间为多少?（线框电阻不计）
答案 （1）1.41 A 24 W 1.44×104 J （2）4 Hz 400 s
二、描述交流电的物理量
5、如图所示,交流发电机转子有n匝线圈,每匝线圈所围面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匀速转动的角速度为ω,线圈内阻为r,外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中,求:
（1）通过R的电荷量q为多少？
（2）R上产生的电热QR为多少？
（3）外力做的功W为多少？
答案 （1） （2） （3）
6、一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36Ω.磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为 （ ）
A.×10-5 A B.×10-5 A C.×10-5 A D. ×10-5 A
答案 B
7、如图所示的交变电流,最大值为Im,周期为T,则下列有关该交变电流的有效值I,判断正确的是（ ）
A.I= B.I＜ C.I ＞
D.以上均不正确
答案 B
三、交流电图象的应用
8、如图所示,为某交变电动势随时间变化的图象,从图象中可知交变电动势的峰值为 V,周期T是 s,交变电动势变化最快的时刻是 ,穿过产生此电动势的线圈的磁通量变化最快的时刻是 ,若此交流线圈共100匝,则穿过此线圈的最大磁通量是 Wb.
答案 310 2×10-2 （n=1,2,3…） （n=0,1,2,3…） 1×10-2
四、变压器
9、如图所示为由一个原线圈n1和两个副线圈n2、n3组成的理想变压器,已知n1∶n2∶n3=4∶2∶1,电阻R=3Ω,副线圈n2接2个“6 V, 6 W”灯泡,副线圈n3接4个3 W的灯泡,所有灯泡均正常发光,求电源的输出功率.
答案 36 W
10、如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2∶n3=44∶3∶1,原线圈两端输入电压U1=220 V,在变压器输出端如何连接可使“20 V,10 W”灯泡L1正常发光？如何连接可使“10 V,5 W”灯泡L2正常发光？通过计算,分别画出连接图.
答案 见下图
11、钳形电流表的外形和结构如图（a）所示.电流表的读数为1.2 A.图（b）中用同一电缆线绕了3匝,则（ ）
A.这种电流表能测直流电流,图（b）的读数为2.4 A
B.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为0.4 A
C.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为3.6 A
D.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图（b）的读数为3.6 A
答案 C
12、如图甲所示,在变压器的输入端串接上一只整流二极管D,在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1=Um1sint,设t=0时刻为a“+”、b“-”,则副线圈输出的电压的波形（设c端电势高于d端电势时的电压为正）是图中的（ ）
答案 B
13、如图所示,原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分别为n2和n3.四只完全相同的灯泡分别接在理想变压器的原、副线圈的回路中,当原线圈回路中a、b接入交流电压U0时,四只灯泡均正常发光,则三组线圈的匝数比n1∶n2∶n3等于多少?灯泡的额定电压U额等于多少?
答案 3∶2∶1 U0
14、如图两电路中,当a、b两端与e、f两端分别加上220 V的交流电压时,测得c、d间与g、h间的电压均为110 V.若分别在c、d两端与g、h两端加上110 V的交流电压,则a、b间与e、f间的电压分别为（ ）
A.220 V,220 V B.220 V,110 V
C.110 V,110 V D.220 V,0 V
答案 B
五、交变电流综合问题
15、如图所示,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,电容器两极板水平放置.在两极板间,不计重力的带正电粒子Q在t=0时由静止释放,若两板间距足够宽,则下列运动可能的是（ ）
A.若t=0时,线圈平面与磁场垂直,粒子一定能到达极板
B.若t=0时,线圈平面与磁场平行,粒子在两极间往复运动
C.若t=0时,线圈平面与磁场垂直,粒子在两极间往复运动
D.若t=0时,线圈平面与磁场平行,粒子一定能到达极板
答案 AB
16、如图是示波管的示意图.竖直偏转电极的极板长l=4 cm,板间距离d=1 cm,板右端距荧光屏L=18 cm.（水平偏转电极上不加电压,没有画出）电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是1.6×107 m/s.电子的电荷量e=1.60×10-19 C,质量m=0.91×10-30 kg.若在偏转电极上加u=220sin 100πt V的交变电压,在荧光屏的竖直坐标轴上能观测到多长的线段?
答案 10 cm
17、如图所示,在真空中速度v0=6.4×103 m/s的电子束连续射入两平行板之间,板长L=12 cm,板间距离d=0.5 cm,两板不带电时,电子束将沿两板之间的中线做直线运动.在两板之间加一交变电压u=91sin100πt V,若不计电子间的相互作用,电子电荷量e=1.6×10-19 C,电子质量m=9.1×10-31 kg,不计电子打在极板上对两极电压的影响.
（1）在图中画出电子束可能出现的区域.（画斜线表示,要求有推理和计算过程）
（2）如果以两极板刚加上交变电压时开始计时（t=0）,则何时进入交变电场的电子打在极板上具有最大的动能?
答案 （1）见右图
（2）（0.005+0.01n）s（n=0,1,2,…）
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一、交变电流的产生及变化规律
1.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断（ ）
A.在A和C时刻线圈处于中性面位置
B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C.从A～D时刻线圈转过的角度为2 π
D.若从O～D时刻历时0.02 s,则在1 s内交变电流的方向改变100次
答案 D
2.如图所示,一个匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为T.若把万用电表的选择开关拨到交流电压挡,测得a、b两点间的电压为20.0 V,则可知:从中性面开始计时,当t=T/8时,穿过线圈的磁通量的变化率约为 （ ）
A.1.41 Wb/s B.2.0 Wb/s C.14.1 Wb/s D.20.0 Wb/s
答案 B
3.如图所示为演示用的手摇发电机模型,匀强磁场磁感应强度B=0.5 T,线圈匝数n=50,每匝线圈面积0.48 m2,转速150 r/min,在匀速转动过程中,从图示位置线圈转过90°开始计时.
（1）写出交变感应电动势瞬时值的表达式.
（2）画出e-t图线.
答案 （1）e=188sin 5πt V
（2）见下图
4.如图所示,矩形线框匝数n=250匝,ab=12 cm,ad=10 cm,线框置于B= T的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO′以120 r/min的转速匀速转动,线框通过滑环与外电路相连,外电路接有R=12Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12 V的氖泡L.求:
（1）当S接e时,电流表读数为多少?R的热功率为多大?10 min内外力对线框做功多少?
（2）当S接f时,氖泡闪光频率为多大?通电10 min,氖泡发光总时间为多少?（线框电阻不计）
答案 （1）1.41 A 24 W 1.44×104 J （2）4 Hz 400 s
二、描述交流电的物理量
5、如图所示,交流发电机转子有n匝线圈,每匝线圈所围面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匀速转动的角速度为ω,线圈内阻为r,外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中,求:
（1）通过R的电荷量q为多少？
（2）R上产生的电热QR为多少？
（3）外力做的功W为多少？
答案 （1） （2） （3）
6、一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36Ω.磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为 （ ）
A.×10-5 A B.×10-5 A C.×10-5 A D. ×10-5 A
答案 B
7、如图所示的交变电流,最大值为Im,周期为T,则下列有关该交变电流的有效值I,判断正确的是（ ）
A.I= B.I＜ C.I ＞
D.以上均不正确
答案 B
三、交流电图象的应用
8、如图所示,为某交变电动势随时间变化的图象,从图象中可知交变电动势的峰值为 V,周期T是 s,交变电动势变化最快的时刻是 ,穿过产生此电动势的线圈的磁通量变化最快的时刻是 ,若此交流线圈共100匝,则穿过此线圈的最大磁通量是 Wb.
答案 310 2×10-2 （n=1,2,3…） （n=0,1,2,3…） 1×10-2
四、变压器
9、如图所示为由一个原线圈n1和两个副线圈n2、n3组成的理想变压器,已知n1∶n2∶n3=4∶2∶1,电阻R=3Ω,副线圈n2接2个“6 V, 6 W”灯泡,副线圈n3接4个3 W的灯泡,所有灯泡均正常发光,求电源的输出功率.
答案 36 W
10、如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2∶n3=44∶3∶1,原线圈两端输入电压U1=220 V,在变压器输出端如何连接可使“20 V,10 W”灯泡L1正常发光？如何连接可使“10 V,5 W”灯泡L2正常发光？通过计算,分别画出连接图.
答案 见下图
11、钳形电流表的外形和结构如图（a）所示.电流表的读数为1.2 A.图（b）中用同一电缆线绕了3匝,则（ ）
A.这种电流表能测直流电流,图（b）的读数为2.4 A
B.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为0.4 A
C.这种电流表能测交流电流,图（b）的读数为3.6 A
D.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图（b）的读数为3.6 A
答案 C
12、如图甲所示,在变压器的输入端串接上一只整流二极管D,在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1=Um1sint,设t=0时刻为a“+”、b“-”,则副线圈输出的电压的波形（设c端电势高于d端电势时的电压为正）是图中的（ ）
答案 B
13、如图所示,原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分别为n2和n3.四只完全相同的灯泡分别接在理想变压器的原、副线圈的回路中,当原线圈回路中a、b接入交流电压U0时,四只灯泡均正常发光,则三组线圈的匝数比n1∶n2∶n3等于多少?灯泡的额定电压U额等于多少?
答案 3∶2∶1 U0
14、如图两电路中,当a、b两端与e、f两端分别加上220 V的交流电压时,测得c、d间与g、h间的电压均为110 V.若分别在c、d两端与g、h两端加上110 V的交流电压,则a、b间与e、f间的电压分别为（ ）
A.220 V,220 V B.220 V,110 V
C.110 V,110 V D.220 V,0 V
答案 B
五、交变电流综合问题
15、如图所示,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,电容器两极板水平放置.在两极板间,不计重力的带正电粒子Q在t=0时由静止释放,若两板间距足够宽,则下列运动可能的是（ ）
A.若t=0时,线圈平面与磁场垂直,粒子一定能到达极板
B.若t=0时,线圈平面与磁场平行,粒子在两极间往复运动
C.若t=0时,线圈平面与磁场垂直,粒子在两极间往复运动
D.若t=0时,线圈平面与磁场平行,粒子一定能到达极板
答案 AB
16、如图是示波管的示意图.竖直偏转电极的极板长l=4 cm,板间距离d=1 cm,板右端距荧光屏L=18 cm.（水平偏转电极上不加电压,没有画出）电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是1.6×107 m/s.电子的电荷量e=1.60×10-19 C,质量m=0.91×10-30 kg.若在偏转电极上加u=220sin 100πt V的交变电压,在荧光屏的竖直坐标轴上能观测到多长的线段?
答案 10 cm
17、如图所示,在真空中速度v0=6.4×103 m/s的电子束连续射入两平行板之间,板长L=12 cm,板间距离d=0.5 cm,两板不带电时,电子束将沿两板之间的中线做直线运动.在两板之间加一交变电压u=91sin100πt V,若不计电子间的相互作用,电子电荷量e=1.6×10-19 C,电子质量m=9.1×10-31 kg,不计电子打在极板上对两极电压的影响.
（1）在图中画出电子束可能出现的区域.（画斜线表示,要求有推理和计算过程）
（2）如果以两极板刚加上交变电压时开始计时（t=0）,则何时进入交变电场的电子打在极板上具有最大的动能?
答案 （1）见右图
（2）（0.005+0.01n）s（n=0,1,2,…）
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