3.2 交变电流的描述（基础） 同步作业—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 3.2 交变电流的描述（基础） 同步作业—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 299.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-19 06:11:09 | ||
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文档简介
高中物理选择性必修第二册第三章交变电流
第2节 交变电流的描述（基础）
一、单项选择题
1．关于交变电流，下列说法中正确的是（ ）
A．在一个周期内交变电流的方向只改变一次
B．电风扇铭牌上标出的电压值和电流值都是指有效值
C．某正弦式交流电压的最大值为311V，则该交流电压最小值为-311V
D．用交流电流表或交流电压表测交流电流或电压时，测量的是交流电流或电压的最大值
2．某小型发电机产生的交变电动势为e=220sin100πt（V），对此电动势，下列表述正确的是（ ）
A．最大值是220falseV B．周期是0.02s
C．有效值是220V D．频率是100Hz
3．如图所示，矩形线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场。线框通过导线与电阻构成闭合电路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．线框通过图中位置瞬间，线框中的电流方向由A到B
B．线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大
C．线框通过图中位置瞬间，通过电阻的电流瞬时值最大
D．若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电阻电流的有效值变为原来的false倍
4．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，感应电动势瞬时值表达式为false，电流瞬时值表达式为false，保持其他条件不变，使发电机的线圈匝数及转速均增加1倍，电动势及电流将变为（ ）
A．false，false B．false，false
C．false，false D．false，false
5．甲、乙两矩形单匝金属线圈分别绕与磁感线垂直的轴在同一匀强磁场中匀速转动，输出交流电的感应电动势图象如图中甲、乙所示，则（ ）
A．甲的频率是乙的2倍
B．甲线圈的面积是乙的6倍
C．t=1s时，两线圈中的磁通量均为零
D．t=2s时，两线圈均与磁感线平行
6．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．false时穿过线框的磁通量最小
B．该交变电动势的有效值为false
C．该交变电动势的瞬时值表达式为false
D．电动势瞬时值为false时，线圈平面与中性面的夹角为false
7．一交流发电机，当转速为n时，其交变电动势e＝220sin(100πt) V，现有如下的说法，其中正确的是（ ）
A．在t＝0时，线圈中的磁通量为0
B．该交流发电机线圈的转速为50r/s
C．若加在标有“220V,100W”的灯泡的两端，灯泡能正常发光
D．若线圈的转速加倍，则交变电压的最大值、有效值增大一倍而频率不变
8．一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，从中性面开始计时，当false时，感应电动势的瞬时值为10V，则此交流电电压的有效值为（ ）
A．false
B．10V
C．false
D．20V
9．如图甲所示，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，产生的交变电动势的图象如图乙所示.下列说法正确的是（ ）
A．false时，通过线框的磁通量为零
B．false时，线框平面与中性面重合
C．线框匀速转动时的角速度大小为false
D．线框产生的交变电动势的有效值为false
10．如图所示是一交变电流的i－t图象，则该交流电电流的有效值为（ ）
A．false B．falseA C．4A D．false
二、多项选择题
11．在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的OO'轴匀速转动，如图甲所示，产生的瞬时电动势随时间变化的图象如图乙所示，则（ ）
A．t=0.005s时通过线圈平面磁通量最大
B．t=0.01s时线圈的磁通量变化率最小
C．线圈产生的交变电流的频率为50Hz
D．线圈产生的感应电动势有效值为311V
12．如图表示一交流电的电流随时间变化的图象，下列说法正确的是（ ）
A．该交流电的频率为50Hz
B．该交流电的频率为100Hz
C．该交流电的有效值为5A
D．该交流电的有效值为3.5A
13．如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时所产生正弦式交变电流的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦式交变电流的图象如图线b所示，下列关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是（ ）
A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为最大
B．线圈先后两次转速之比为2：3
C．交变电流a的峰值为10V
D．交变电流b的峰值为5V
14．图甲为小型交流发电机的原理图，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，从t＝0时刻开始，通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，已知线圈的匝数n＝50，线圈的电阻r＝5 Ω，线圈与外电路连接的定值电阻R＝45 Ω，电压表为理想交流电表.则下列判断正确的是（ ）
A．线圈转动的周期为6.28 s
B．t＝0时刻线圈平面与磁感线平行
C．线圈转动过程中产生的最大感应电动势为100false V
D．电压表的示数为45false V
15．一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图所，由图可知（ ）
A．该交流电的电流瞬时值的表达式为false
B．该交流电的频率是25 Hz
C．该交流电的电流有效值为false
D．若该交流电流通过R = 10 Ω的电阻，则电阻消耗的功率是20 W
三、填空题
16．我们日常生活中使用“220V 50Hz”的正弦式交变电流，这里的“220V”是指电压的_____________ (选填“峰值”、“有效值”或“瞬时值”)，该交变电流的周期为_______s。
17．如图为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的电流随时间变化的图像。由图像可知：电流的最大值为____A；有效值为____A；交流电的周期为____s；线圈转动角速度为____rad/s；电流强度的瞬时值表达式为i＝____A。
18．一交流电压瞬时值表达式为false，将该交流电压加在一阻值为22Ω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。
四、解答题
19．一台发电机产生正弦式电流，如果e＝500sin314t(V).
(1)电动势的峰值是多少；
(2)线圈匀速转动的角速度是多少；
(3)如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2kΩ，写出电流瞬时值的表达式．
20．交流发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，置于磁感应强度false的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π（rad/s）的角速度转动。当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，已知线圈的电阻r=1Ω，外电路电阻R=99Ω。试求：
（1）电动势的最大值Em；
（2）交变电流的有效值I；
（3）外电阻R上消耗的功率PR。
21．如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为1.0 Ω，外接灯泡的电阻为9.0 Ω。求：
(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；
(2)转动过程中穿过线圈的最大磁通量(结果保留两位有效数字)。
参考答案
一、单项选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
B
C
B
B
D
B
C
B
B
二、多项选择题
11
12
13
14
15
AC
AC
AC
BD
BD
三、填空题
16．有效值 0.02s
17．5 false 0.1 false false
18．110 550
四、解答题
19．(1)500 (2)314 (3)falseV
【解析】
（1）交流电表达式为false，对比可得false
（2）对比公式可得false，故false
（3）电流的最大值false
故电流瞬时值的表达式为falseA
20．(1)400V；(2) false；(3)792W
【解析】
(1)电动势的最大值false
(2)电动势的有效值false
根据闭合电路欧姆定律，有false
(3) 外电阻R上消耗的功率false
21．(1)i＝falsesin 100πt (A)；(2)2.7×10－2Wb
【解析】
(1)由题图得e＝Emsin ωt＝6falsesin100πt (V)
则流经灯泡的电流i＝false＝falsesin 100πt (A)
(2)电动势最大值Em＝BSω
其中Em＝6falseV，ω＝100π rad/s
解得Φ＝BS＝false＝falseWb＝2.7×10－2 Wb
第2节 交变电流的描述（基础）
一、单项选择题
1．关于交变电流，下列说法中正确的是（ ）
A．在一个周期内交变电流的方向只改变一次
B．电风扇铭牌上标出的电压值和电流值都是指有效值
C．某正弦式交流电压的最大值为311V，则该交流电压最小值为-311V
D．用交流电流表或交流电压表测交流电流或电压时，测量的是交流电流或电压的最大值
2．某小型发电机产生的交变电动势为e=220sin100πt（V），对此电动势，下列表述正确的是（ ）
A．最大值是220falseV B．周期是0.02s
C．有效值是220V D．频率是100Hz
3．如图所示，矩形线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场。线框通过导线与电阻构成闭合电路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴逆时针匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．线框通过图中位置瞬间，线框中的电流方向由A到B
B．线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大
C．线框通过图中位置瞬间，通过电阻的电流瞬时值最大
D．若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电阻电流的有效值变为原来的false倍
4．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，感应电动势瞬时值表达式为false，电流瞬时值表达式为false，保持其他条件不变，使发电机的线圈匝数及转速均增加1倍，电动势及电流将变为（ ）
A．false，false B．false，false
C．false，false D．false，false
5．甲、乙两矩形单匝金属线圈分别绕与磁感线垂直的轴在同一匀强磁场中匀速转动，输出交流电的感应电动势图象如图中甲、乙所示，则（ ）
A．甲的频率是乙的2倍
B．甲线圈的面积是乙的6倍
C．t=1s时，两线圈中的磁通量均为零
D．t=2s时，两线圈均与磁感线平行
6．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．false时穿过线框的磁通量最小
B．该交变电动势的有效值为false
C．该交变电动势的瞬时值表达式为false
D．电动势瞬时值为false时，线圈平面与中性面的夹角为false
7．一交流发电机，当转速为n时，其交变电动势e＝220sin(100πt) V，现有如下的说法，其中正确的是（ ）
A．在t＝0时，线圈中的磁通量为0
B．该交流发电机线圈的转速为50r/s
C．若加在标有“220V,100W”的灯泡的两端，灯泡能正常发光
D．若线圈的转速加倍，则交变电压的最大值、有效值增大一倍而频率不变
8．一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，从中性面开始计时，当false时，感应电动势的瞬时值为10V，则此交流电电压的有效值为（ ）
A．false
B．10V
C．false
D．20V
9．如图甲所示，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，产生的交变电动势的图象如图乙所示.下列说法正确的是（ ）
A．false时，通过线框的磁通量为零
B．false时，线框平面与中性面重合
C．线框匀速转动时的角速度大小为false
D．线框产生的交变电动势的有效值为false
10．如图所示是一交变电流的i－t图象，则该交流电电流的有效值为（ ）
A．false B．falseA C．4A D．false
二、多项选择题
11．在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的OO'轴匀速转动，如图甲所示，产生的瞬时电动势随时间变化的图象如图乙所示，则（ ）
A．t=0.005s时通过线圈平面磁通量最大
B．t=0.01s时线圈的磁通量变化率最小
C．线圈产生的交变电流的频率为50Hz
D．线圈产生的感应电动势有效值为311V
12．如图表示一交流电的电流随时间变化的图象，下列说法正确的是（ ）
A．该交流电的频率为50Hz
B．该交流电的频率为100Hz
C．该交流电的有效值为5A
D．该交流电的有效值为3.5A
13．如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时所产生正弦式交变电流的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦式交变电流的图象如图线b所示，下列关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是（ ）
A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为最大
B．线圈先后两次转速之比为2：3
C．交变电流a的峰值为10V
D．交变电流b的峰值为5V
14．图甲为小型交流发电机的原理图，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，从t＝0时刻开始，通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，已知线圈的匝数n＝50，线圈的电阻r＝5 Ω，线圈与外电路连接的定值电阻R＝45 Ω，电压表为理想交流电表.则下列判断正确的是（ ）
A．线圈转动的周期为6.28 s
B．t＝0时刻线圈平面与磁感线平行
C．线圈转动过程中产生的最大感应电动势为100false V
D．电压表的示数为45false V
15．一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图所，由图可知（ ）
A．该交流电的电流瞬时值的表达式为false
B．该交流电的频率是25 Hz
C．该交流电的电流有效值为false
D．若该交流电流通过R = 10 Ω的电阻，则电阻消耗的功率是20 W
三、填空题
16．我们日常生活中使用“220V 50Hz”的正弦式交变电流，这里的“220V”是指电压的_____________ (选填“峰值”、“有效值”或“瞬时值”)，该交变电流的周期为_______s。
17．如图为矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的电流随时间变化的图像。由图像可知：电流的最大值为____A；有效值为____A；交流电的周期为____s；线圈转动角速度为____rad/s；电流强度的瞬时值表达式为i＝____A。
18．一交流电压瞬时值表达式为false，将该交流电压加在一阻值为22Ω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。
四、解答题
19．一台发电机产生正弦式电流，如果e＝500sin314t(V).
(1)电动势的峰值是多少；
(2)线圈匀速转动的角速度是多少；
(3)如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2kΩ，写出电流瞬时值的表达式．
20．交流发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，置于磁感应强度false的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π（rad/s）的角速度转动。当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，已知线圈的电阻r=1Ω，外电路电阻R=99Ω。试求：
（1）电动势的最大值Em；
（2）交变电流的有效值I；
（3）外电阻R上消耗的功率PR。
21．如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为1.0 Ω，外接灯泡的电阻为9.0 Ω。求：
(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；
(2)转动过程中穿过线圈的最大磁通量(结果保留两位有效数字)。
参考答案
一、单项选择题
1
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6
7
8
9
10
B
B
C
B
B
D
B
C
B
B
二、多项选择题
11
12
13
14
15
AC
AC
AC
BD
BD
三、填空题
16．有效值 0.02s
17．5 false 0.1 false false
18．110 550
四、解答题
19．(1)500 (2)314 (3)falseV
【解析】
（1）交流电表达式为false，对比可得false
（2）对比公式可得false，故false
（3）电流的最大值false
故电流瞬时值的表达式为falseA
20．(1)400V；(2) false；(3)792W
【解析】
(1)电动势的最大值false
(2)电动势的有效值false
根据闭合电路欧姆定律，有false
(3) 外电阻R上消耗的功率false
21．(1)i＝falsesin 100πt (A)；(2)2.7×10－2Wb
【解析】
(1)由题图得e＝Emsin ωt＝6falsesin100πt (V)
则流经灯泡的电流i＝false＝falsesin 100πt (A)
(2)电动势最大值Em＝BSω
其中Em＝6falseV，ω＝100π rad/s
解得Φ＝BS＝false＝falseWb＝2.7×10－2 Wb