第三章 1 交变电流的产生和描述（巩固 ）—2020-2021学年教科版高中物理选修3-2同步检测（含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 1 交变电流的产生和描述（巩固 ）—2020-2021学年教科版高中物理选修3-2同步检测（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 280.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-16 11:34:14 | ||
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文档简介
1 交变电流的产生和描述
【巩固题】（10min）
如图所示是电流﹣时间图象，不属于恒定电流的是（ ）
A． B． C． D．
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图所示，则（ ）
A．t1时刻线圈通过中性面
B．t2时刻线圈中磁通量最大
C．t3时刻线圈中磁通量变化率最大
D．t4时刻线圈中磁通量最大
如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则（ ）
A．两次t=0时刻线圈平面均与中性面垂直
B．曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2
C．曲线a表示的交变电动势频率为25Hz
D．曲线b表示的交变电动势有效值为10V
图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电流表为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为50π rad/s
B．电流表的示数为10A
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向垂直
D．0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右
图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（ ）
A．t=0时刻线圈平面与中性面垂直
B．每秒钟内电流方向改变100次
C．灯泡两端的电压为22V
D．0～0.01s时间内通过灯泡的电量为0
在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图象如图甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接一只电阻为9.0Ω的灯泡，则（ ）
A．电压表V的示数为20V
B．电路中的电流方向每秒改变5次
C．灯泡实际消耗的功率为36W
D．电动势随时间变化的瞬时值表达式为e=20cos5πt（V）
在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是（ ）
A．交流电压的有效值为100V
B．电流表示数为2A
C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/s
D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍
如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是（ ）
A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B．线圈先后两次转速之比为3：2
C．交流电a的瞬时值为u=10sin5πtV
D．交流电b的最大值为
1 交变电流的产生和描述
【巩固题】（10min）
如图所示是电流﹣时间图象，不属于恒定电流的是（ ）
A． B． C． D．
【解答】解：恒定电流是指电流的大小和方向均不随时间变化的电流，故只有A为恒定电流，BCD均为交流电； 本题选择不是恒定电流的；
【答案】BCD．
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图所示，则（ ）
A．t1时刻线圈通过中性面
B．t2时刻线圈中磁通量最大
C．t3时刻线圈中磁通量变化率最大
D．t4时刻线圈中磁通量最大
【解答】解：A、t1时刻感应电动势为零，磁通量最大，线圈通过中性面．故A正确．
B、t2时刻感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直，线圈中磁通量最小．故B错误．
C、t3时刻感应电动势为零，则磁通量变化率也为零．故C错误．
D、t4时刻线圈中感应电动势最大，磁通量变化率最大，磁通量最小．故D错误．
【答案】A．
如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则（ ）
A．两次t=0时刻线圈平面均与中性面垂直
B．曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2
C．曲线a表示的交变电动势频率为25Hz
D．曲线b表示的交变电动势有效值为10V
【解答】解：A、在t=0时刻，线圈一定处在中性面上；故A错误；
B、由图可知，a的周期为4×10﹣2s；b的周期为6×10﹣2s，则由n=可知，转速与周期成反比，
故转速之比为：3：2；故B正确；
C、曲线a的交变电流的频率f==25Hz；故C正确；
D、曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2，
曲线a表示的交变电动势最大值是15V，
根据Em=nBSω得曲线b表示的交变电动势最大值是10V，
则有效值为U==5V；故D错误；
【答案】BC．
图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电流表为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为50π rad/s
B．电流表的示数为10A
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向垂直
D．0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右
【解答】解：A、角速度ω==100π rad/s，故A错误；
B、题图乙可知交流电电流的最大值是Im=10A，则有效值为：I===10A；由于电流表的示数为有效值，故示数I=10A，故B错误；
C、0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，故C错误；
D、由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，故D正确．
【答案】D．
图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（ ）
A．t=0时刻线圈平面与中性面垂直
B．每秒钟内电流方向改变100次
C．灯泡两端的电压为22V
D．0～0.01s时间内通过灯泡的电量为0
【解答】解：A、由图象乙可知t=0时感应电动势为零，处于中性面上，故A错误；
B、由题图乙可知周期T=0.02s，线框每转一周，电流方向改变两次，每秒电流方向改变100次，故B正确；
C、由题图乙可知交流电电动势的最大值是Em=31.1v，有效值为：，根据闭合电路的分压特点得电压表的示数为：，故C错误；
D、根据得：0～0.01s时间内通过灯泡的电量为 ① ②代入数据 ①②联立得：q=0.00198c，故D错误；
【答案】B．
在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图象如图甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接一只电阻为9.0Ω的灯泡，则（ ）
A．电压表V的示数为20V
B．电路中的电流方向每秒改变5次
C．灯泡实际消耗的功率为36W
D．电动势随时间变化的瞬时值表达式为e=20cos5πt（V）
【解答】解：由甲图知电压峰值为20V，周期0.2s，所以有效值为20V，角速度ω==10π．
A、电压表测的是路端电压U==18V，A错误；
B、交流电的频率为5Hz，每一周期电流改变两次，所以每秒改变10次，B错误；
C、灯泡实际消耗的功率为P=W=36W，C正确；
D、线框在如图乙位置时，穿过线框的磁通量为零，线框的感应电动势最大，电动势随时间变化的瞬时值表达式为e=20cos10πt（V），D错误；
【答案】C．
在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是（ ）
A．交流电压的有效值为100V
B．电流表示数为2A
C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/s
D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍
【解答】解：A、正弦式交变电流，峰值为V，故有效值为100V，故A正确；
B、电流表测量的是有效值，故，故B正确；
C、周期为T=0.02s，故角速度为：ω=，故C错误；
D、根据电动势表达式e=Emsinωt=NBSωsinωt，当转速提高一倍后，角速度变为2倍，故峰值变为2倍，有效值也变为2倍，故电流表读数变为2倍，故D正确；
【答案】ABD．
如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是（ ）
A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B．线圈先后两次转速之比为3：2
C．交流电a的瞬时值为u=10sin5πtV
D．交流电b的最大值为
【解答】解：A、由图可知，t=0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，所以A错误；
B、由图象可知TA：TB=2：3，故nA：nB=3：2，所以B正确，
C、由图象可知，交流电a的最大值为10V，角速度为ω===5π，所以交流电a的瞬时值为u=10sin5πtV，所以C正确；
D、交流电最大值Um=NBSω，故Uma：Umb=3：2，故，D正确．
【答案】A．
【巩固题】（10min）
如图所示是电流﹣时间图象，不属于恒定电流的是（ ）
A． B． C． D．
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图所示，则（ ）
A．t1时刻线圈通过中性面
B．t2时刻线圈中磁通量最大
C．t3时刻线圈中磁通量变化率最大
D．t4时刻线圈中磁通量最大
如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则（ ）
A．两次t=0时刻线圈平面均与中性面垂直
B．曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2
C．曲线a表示的交变电动势频率为25Hz
D．曲线b表示的交变电动势有效值为10V
图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电流表为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为50π rad/s
B．电流表的示数为10A
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向垂直
D．0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右
图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（ ）
A．t=0时刻线圈平面与中性面垂直
B．每秒钟内电流方向改变100次
C．灯泡两端的电压为22V
D．0～0.01s时间内通过灯泡的电量为0
在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图象如图甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接一只电阻为9.0Ω的灯泡，则（ ）
A．电压表V的示数为20V
B．电路中的电流方向每秒改变5次
C．灯泡实际消耗的功率为36W
D．电动势随时间变化的瞬时值表达式为e=20cos5πt（V）
在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是（ ）
A．交流电压的有效值为100V
B．电流表示数为2A
C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/s
D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍
如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是（ ）
A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B．线圈先后两次转速之比为3：2
C．交流电a的瞬时值为u=10sin5πtV
D．交流电b的最大值为
1 交变电流的产生和描述
【巩固题】（10min）
如图所示是电流﹣时间图象，不属于恒定电流的是（ ）
A． B． C． D．
【解答】解：恒定电流是指电流的大小和方向均不随时间变化的电流，故只有A为恒定电流，BCD均为交流电； 本题选择不是恒定电流的；
【答案】BCD．
矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图所示，则（ ）
A．t1时刻线圈通过中性面
B．t2时刻线圈中磁通量最大
C．t3时刻线圈中磁通量变化率最大
D．t4时刻线圈中磁通量最大
【解答】解：A、t1时刻感应电动势为零，磁通量最大，线圈通过中性面．故A正确．
B、t2时刻感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直，线圈中磁通量最小．故B错误．
C、t3时刻感应电动势为零，则磁通量变化率也为零．故C错误．
D、t4时刻线圈中感应电动势最大，磁通量变化率最大，磁通量最小．故D错误．
【答案】A．
如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则（ ）
A．两次t=0时刻线圈平面均与中性面垂直
B．曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2
C．曲线a表示的交变电动势频率为25Hz
D．曲线b表示的交变电动势有效值为10V
【解答】解：A、在t=0时刻，线圈一定处在中性面上；故A错误；
B、由图可知，a的周期为4×10﹣2s；b的周期为6×10﹣2s，则由n=可知，转速与周期成反比，
故转速之比为：3：2；故B正确；
C、曲线a的交变电流的频率f==25Hz；故C正确；
D、曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2，
曲线a表示的交变电动势最大值是15V，
根据Em=nBSω得曲线b表示的交变电动势最大值是10V，
则有效值为U==5V；故D错误；
【答案】BC．
图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电流表为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为50π rad/s
B．电流表的示数为10A
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向垂直
D．0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右
【解答】解：A、角速度ω==100π rad/s，故A错误；
B、题图乙可知交流电电流的最大值是Im=10A，则有效值为：I===10A；由于电流表的示数为有效值，故示数I=10A，故B错误；
C、0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，故C错误；
D、由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，故D正确．
【答案】D．
图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（ ）
A．t=0时刻线圈平面与中性面垂直
B．每秒钟内电流方向改变100次
C．灯泡两端的电压为22V
D．0～0.01s时间内通过灯泡的电量为0
【解答】解：A、由图象乙可知t=0时感应电动势为零，处于中性面上，故A错误；
B、由题图乙可知周期T=0.02s，线框每转一周，电流方向改变两次，每秒电流方向改变100次，故B正确；
C、由题图乙可知交流电电动势的最大值是Em=31.1v，有效值为：，根据闭合电路的分压特点得电压表的示数为：，故C错误；
D、根据得：0～0.01s时间内通过灯泡的电量为 ① ②代入数据 ①②联立得：q=0.00198c，故D错误；
【答案】B．
在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图象如图甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接一只电阻为9.0Ω的灯泡，则（ ）
A．电压表V的示数为20V
B．电路中的电流方向每秒改变5次
C．灯泡实际消耗的功率为36W
D．电动势随时间变化的瞬时值表达式为e=20cos5πt（V）
【解答】解：由甲图知电压峰值为20V，周期0.2s，所以有效值为20V，角速度ω==10π．
A、电压表测的是路端电压U==18V，A错误；
B、交流电的频率为5Hz，每一周期电流改变两次，所以每秒改变10次，B错误；
C、灯泡实际消耗的功率为P=W=36W，C正确；
D、线框在如图乙位置时，穿过线框的磁通量为零，线框的感应电动势最大，电动势随时间变化的瞬时值表达式为e=20cos10πt（V），D错误；
【答案】C．
在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是（ ）
A．交流电压的有效值为100V
B．电流表示数为2A
C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/s
D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍
【解答】解：A、正弦式交变电流，峰值为V，故有效值为100V，故A正确；
B、电流表测量的是有效值，故，故B正确；
C、周期为T=0.02s，故角速度为：ω=，故C错误；
D、根据电动势表达式e=Emsinωt=NBSωsinωt，当转速提高一倍后，角速度变为2倍，故峰值变为2倍，有效值也变为2倍，故电流表读数变为2倍，故D正确；
【答案】ABD．
如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是（ ）
A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零
B．线圈先后两次转速之比为3：2
C．交流电a的瞬时值为u=10sin5πtV
D．交流电b的最大值为
【解答】解：A、由图可知，t=0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，所以A错误；
B、由图象可知TA：TB=2：3，故nA：nB=3：2，所以B正确，
C、由图象可知，交流电a的最大值为10V，角速度为ω===5π，所以交流电a的瞬时值为u=10sin5πtV，所以C正确；
D、交流电最大值Um=NBSω，故Uma：Umb=3：2，故，D正确．
【答案】A．