高中物理人教选修3-2全部配套课时作业：5.2《描述交变电流的物理量》

1111.有一交变电流如图1所示，则由此图像可知()A它的周期是0.8 sB它的峰值是4 AC它的有效值是2 AD它的频率是0.8 Hz 图1解析：由图像可读得其周期T0.8 s，频率f1.25 Hz，故A对，D错；又可由图像读得Im4 A，故B对；因为电流为非正弦式电流，故有效值I2 A，C错。答案：AB2一个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tT时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交变电流的有效值为()A2 VB2 VC. V D. V解析：先用代入法求出感应电动势的最大值：由eEmsin t得2 VEmsin()，由此得Em4 V，因此有效值为2 V。选项A正确。答案：A3如图2所示的甲、乙两图分别表示两个交流电压，比较这两个交变电压，它们具有共同的()图2A有效值 B频率C最大值 D均不一样解析：由图像可知，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，故A错。答案：BC4某交变电流的电压为u6sin 314t V，则下列说法错误的是()A用此交变电流作打点计时器的电源时，打点周期为0.02 sB把耐压值为6 V的电容器接在此电源上会被击穿C此电压最大值为6 VDt s时，交流电压的瞬时值为3 V解析：由公式u6sin 314t 知，314 rad/s，故周期T0.02 s，A正确。耐压值6 V最大值6 V，故电容会被击穿，B正确。当t s时，u6sin V6 V3 V，故D错，C正确。答案：D5.如图3所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。t0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则()At0时刻线圈中的感应电动势为零B1 s内电路中的电流方向改变次C滑片P向下滑动时，电压表的读数不变D滑片P向下滑动时，电流表的读数不变 图3解析：如题图所示位置，t0，线圈的感应电动势为零，A正确；由T，得f，故1 s内电路中电流方向改变的次数为2f，B正确；由电压表的示数UR可知，滑片P向下滑动，电阻R增大，电压表示数U增大，而电表数示数I变小，C、D均错误。答案：AB6将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源的电动势随时间变化的规律如图4所示。下列说法正确的是()图4A电路中交变电流的频率为0.25 HzB通过电阻的电流为 AC电阻消耗的电功率为2.5 WD用交流电压表测得电阻两端的电压为5 V解析：由题图可知，该交变电流的周期为T4102 s，故频率为f25 Hz；通过电阻的电流最大值为Im1 A，有效值I0.707 A，电阻消耗的电功率为PI2R2.5 W。交流电压表测得的应为电阻两端的有效电压UIR V3.5 V。答案：C7一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图5甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 ，则外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图5乙所示，则()图5A电压表V的示数为220 VB电路中的电流方向每秒钟改变50次C灯泡实际消耗的功率为484 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J解析：由电动势的图像知，其最大值为220 V，故有效值为220 V，电压表测量灯泡两端电压U209 V，A错；交流电的周期T0.02 s，方向每秒改变100次，B错；灯泡消耗的功率PI2R()295 W459.8 W，C错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热QI2rt()251 J24.2 J，D对。答案：D8.如图6所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是()A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零 图6B线圈先后两次转速之比为32C交流a的有效值为5 VD交流b的最大值为5 V解析：在题图中t0时刻感应电动势均为零，所以该时刻穿过线圈的磁通量最大，线圈位于中性面，选项A错误；先后两次的周期之比为23，频率之比为32，转速之比为32，选项B正确；由图可知交流a的最大值为10 V，所以a的有效值为 V5 V，选项C正确；交流a的电动势的最大值为Em1nBS110 V，交流b的电动势的最大值为Em2nBS2，又1232，所以Em2 V，选项D错误。答案：BC9.如图7所示的电流i通过一个R1 的电阻，它不是恒定电流。图7(1)计算通电1 s内电阻R中产生的热量？(2)计算该交流电的有效值。解析：(1)电流i在1 s内产生的热量Q2IRt12IRt221210.2 J22210.3 J2.8 J(2)由I2RtQ得电流I A1.67 A，即该交变电流的有效值为1.67 A。答案：(1)2.8 J(2)1.67 A10在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n100匝，边长为20 cm，电阻为10 ，转动频率f50 Hz，磁场的磁感应强度为0.5 T，求：(1)外力驱动线圈转动的功率。(2)转至线圈平面与中性面的夹角为30时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小。(3)在线圈由中性面转至与中性面成30夹角的过程中，通过线圈横截面的电荷量。解析：(1)线圈中交变电动势的最大值EmnBS1000.5(0.2)2250 V628 V。交变电动势的有效值E314 V。外力驱动线圈转动的功率与线圈中交变电流的功率相等。即P外 W1.97104 W。(2)线圈转到与中性面成30角时，其电动势的瞬时值eEmsin 30314 V，交变电流的瞬时值i A31.4 A。(3)在线圈从中性面转过30角的过程中，线圈中的平均感应电动势n，平均感应电流n，通过导体横截面的电荷量为q，则qtn C0.027 C。答案：(1)1.97104 W(2)314 V31.4 A(3)0.027 C111