2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：5.2　描述交变电流的物理量含答案.doc

2019-2020年高二人教版物理选修3-2练习册：5.2描述交变电流的物理量含答案知识点一交变电流的周期和频率1(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e50sin 100t(V)对此电动势，下列表述正确的有()A最大值是50 VB频率是100 HzC有效值是25 VD周期是0.02 s知识点二峰值和有效值2小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图L521所示，此线圈与一个R10 的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻下列说法正确的是()图L521A交变电流的周期为0.125 sB交变电流的频率为8 HzC交变电流的有效值为 AD交变电流的最大值为4 A3通过一阻值R100 的电阻的交变电流如图L522所示，其周期为1 s电阻两端电压的有效值为()图L522A12 VB4 VC15 V D8 V4(多选)图L523中的甲、乙两图分别表示两个交变电压，比较这两个交变电压，它们具有相同的()图L523A有效值 B频率C最大值 D均不一样5图L524是一交变电流随时间变化的图像，求此交变电流的有效值图L524知识点三交变电流的平均值和有效值的区别6如图L525所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I_线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q_图L5257下列提到的交流电，不是指有效值的是()A交流电压表的读数B使用交流的电气设备上标明的额定电压C电容器击穿电压D220 V交流电压8如图L526所示，实验室一台手摇交流发电机的内阻r1.0 ，外接R9.0 的电阻闭合开关S，当发动机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势的瞬时值表达式为e10 sin 10t(V)，则()图L526A该交变电流的频率为10 HzB该电动势的有效值为10 VC外接电阻R所消耗的电功率为10 WD电路中理想交流电流表A的示数为1.0 A9(多选)图L527甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是()图L527A图甲表示交流电，图乙表示直流电B两种电压的有效值相等C图甲所示电压的瞬时值表达式为u311sin 100t(V)D两种电压的周期相同10电阻R1、R2与交流电源按照图L528甲所示的方式连接，R110 ，R220 .合上开关S后，通过电阻R2的交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示，则()图L528A通过R1的电流有效值是1.2 ABR1两端的电压有效值是6 VC通过R2的电流最大值是 ADR2两端的电压最大值是6 V11(多选)图L529甲是小型交流发电机的示意图，两正对磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A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像如图乙所示，以下判断正确的是()图L529A电流表的示数为10 AB线圈转动的角速度为50 rad/sC0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左12(多选)如图L5210所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈的电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈绕OO轴以角速度匀速转动，OO轴垂直于磁场方向，外电阻为R，当线圈由图示位置转过90的过程中，下列说法中正确的是()图L5210A磁通量的变化量为NBSB平均感应电动势为EC电阻R所产生的热量为QD通过电阻R的电荷量为q13如图L5211所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 ，外接电阻R为9 ，匀强磁场的磁感应强度为B T，线圈以300 r/min的转速绕垂直于磁场方向的转轴匀速旋转时(1)若从线圈处于中性面时开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式(2)线圈转过 s时电动势的瞬时值多大？(3)电路中电压表和电流表的示数各是多少？(4)从中性面开始计时，经 s通过电阻R的电荷量为多少？图L52112描述交变电流的物理量1CD解析 从中性面开始计时，交变电动势的表达式为eEmsin t，因e50sin 100t(V)，所以最大值Em50 V，A错误；由2f100 rad/s得f50 Hz，B错误；有效值E25 V，C正确；T0.02 s，D正确2C解析 由et图像可知，交变电流的周期为0.25 s，故频率为4 Hz，选项A、B错误；根据欧姆定律可知交变电流的最大值为2 A，故有效值为 A，选项C正确，D错误3B解析 根据电流的热效应先计算电流的有效值由(0.1)2R0.42(0.2)2R0.12I2R12，可得流过电阻的电流的有效值I A，电阻两端电压的有效值为UIR4 V，可得B正确4BC解析 由题图可知，两个交变电压最大值均为2 V，周期均为0.4 s，可知B、C正确题图甲中电压有效值U甲，题图乙中电压有效值U乙Um，A错误55 A解析 设该交变电流的有效值为I，直流电的电流为I，让该交变电流和直流电分别通过同一电阻(阻值为R)，在一个周期(T0.2 s)内，该电阻产生的热量QIRt1IRt2(4 )2R0.1(3 )2R0.15R；在一个周期内直流电通过该电阻产生的热量QI2RT0.2I2R.由QQ得，0.2I2R5R，解得I5 A，即此交变电流的有效值II5 A.6.解析 线框中电动势的最大值EmBS，电动势的有效值E，电流的有效值I，qIttt.7C解析 电容器击穿电压指电容器两端允许加的电压的最大值8D解析 由发电机产生的感应电动势瞬时值表达式e10 sin 10t(V)可知，该交流电为正弦式交变电流，其感应电动势的瞬时值基本表达式为eEmsin t，由两式对照可知，Em10 V，10 rad/s，又由于2f，解得f5 Hz，故选项A错误；根据正弦式交变电流有效值与峰值的关系可知，该电动势的有效值为E10 V，故选项B错误；理想交流电流表测量的是电路中总电流的有效值，根据闭合电路欧姆定律有I1 A，外接电阻R所消耗的功率为PI2R9 W，故选项C错误，选项D正确9CD解析 图甲、乙都表示交流电，图甲中有效值U V，而图乙中的有效值与峰值不满足U，所以它们的有效值不相同由图甲看出T2102 s，100 rad/s，所以u311sin 100t (V)由图像可知两种电压的周期都是2102 s.10B解析 R1与R2串联，R1与R2中的电流变化情况应相同，电流有效值I1I20.6 A，电流最大值I1mI2m A，电压有效值U1I1R16 V，U2I2R212 V，电压最大值U1mU16 V，U2mU212 V综上所述，B项正确11AC解析 由题图乙可知电流的最大值是Im10 A，交流电的周期T0.02 s，电流表的示数为交流电的有效值即I10 A，选项A正确；线圈转动的角速度100 rad/s，选项B错误；0.01 s时流过线圈的感应电流达到最大，线圈中产生的感应电动势最大，磁通量的变化率最大，则穿过线圈的磁通量为0，即线圈平面与磁场方向平行，选项C正确；由楞次定律可知0.02 s时流过电阻的电流方向自左向右，选项D错误12BD解析 逐项分析如下：选项分析结论A线圈在图示位置时磁通量0，转过90后磁通量BS，该过程中磁通量的变化量为BS，与线圈匝数无关错误B该过程中所用时间t，所以平均感应电动势E正确C电路中的感应电流有效值I，所以电阻R所产生的热量QI2Rt错误D电路中的感应电流的平均值I，所以通过电阻R的电荷量qIt正确13.(1)e50sin 10t (V)(2)25 V(3)22.5 V2.5 A(4) C解析 (1)eEmsin tNBS2nsin 2nt1000.052sin(2t)(V)50sin 10t (V)(2)当t s时，e50sin(10) V25 V.(3)电动势的有效值为E V25 V，电流表示数I A2.5 A，电压表示数UIR2.5 9 V22.5 V.(4) s内线圈转过的角度t2，该过程中BSBScos BS，所以由I，I，E，得q C C.