【推荐】第21周+描述交变电流的物理量-试题君之周末培优君2017-2018学年高二物理人教版 10页

第21周 描述交变电流的物理量 ‎（测试时间：30分钟，总分：60分）‎ 班级：____________ 姓名：____________ 座号：____________ 得分：____________‎ 一、选择题（共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7和8题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1．图为某种交变电流的波形，每半个周期按各自的正弦规律变化，其有效值为 A．7 A B．5 A C．32 A D．42 A ‎【答案】B ‎2．有一交变电流如图所示，则由此图象可知 A．它的周期是0.4 s B．它的峰值是4 A C．它的有效值是 A D．它的频率是0.8 Hz ‎【答案】B ‎【解析】分析图像知：周期为0.8 s，所以频率为周期的倒数1.25 Hz，电流的峰值为4 A，若该交流电是正弦交流电，则根据正弦交流电的有效值计算公式，可得有效值为，但是该交流电不是正弦交流电，故其有效值不等于，故B正确。‎ ‎3．如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的 A．周期是0.01 s B．最大值是311 V C．有效值是311 V D．表达式为u=220sin100πt V ‎【答案】B ‎4．一个矩开线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e=220sin100πt（V）。关于这个交变电流，下列说法中正确的是 A．交变电流的频率为100 Hz B．电动势的有效值为220 V C．t=0时，穿过线圈的磁通量为零 D．t=0时，线圈平面与中性面平行 ‎【答案】B ‎【解析】该交变电流的频率为，故A项错误。电动势的有效值为，故B项正确。t=0时，瞬时电动势为零，所以线圈平面与磁场垂直，此时线圈平面处在中性面上，故CD错误。‎ ‎5．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是 A．电流做周期性变化，是交流电 B．电流的周期是0.02 s D．电流的有效值是0.2 A C．电流的最大值是0.2 A ‎【答案】C ‎【点睛】交流电是指大小和方向随时间做周期性的变化。而直流是方向不变，大小可变也可不变，当电流的方向和大小都不变时，电流为恒定直流。‎ ‎6．电阻R1、R2与交流电源按照图1方式连接， R1=10 Ω，R2=20 Ω。闭合开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则 ‎ ‎ 图1 图2‎ A．通过R1的电流有效值是1.0 A B．通过R2的电流最大值是A C．R1两端的电压有效值是5 V D．R2两端的电压最大值是V ‎【答案】C ‎【解析】据电路图可知两电阻串联，即电流相同；从图2可以看出，通过R1和R2电流最大值是，故B错误；据正弦交流电峰值与有效值的关系可知，R1电流的有效值为，故A错误；据欧姆定律可知，R1和R2电端电压的最大值为和；据正弦交流电峰值与有效值的关系可知，R1电压的有效值为，故C正确，D错误。‎ ‎【点睛】根据图象可知流过电阻R1的电流最大值、有效值的大小，根据电阻的串联可进一步求得流过R2的电流和电压大小。‎ ‎7．如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R=10 Ω连接，t=0时线圈以T=0.02 s的周期从图中位置开始转动，转动时理想交流电压表示数为10 V。则 A．电阻R上的电功率为20 W B．R两端的电压u随时间变化的规律是u=10cos100πt（V）‎ C．0.02 s时R两端的电压瞬时值为零 D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i=cos50πt（A）‎ ‎【答案】AB 电动势最大，故C错误；，则通过R的电流i随时间t变化的规律是i=cos100πt（A），故D错误。‎ ‎8．两矩形线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化关系分别如图中甲、乙所示，则下列说法正确的是 A．两交变电流的频率之比f甲:f乙=1:2‎ B．两交变电流的电动势有效值之比E甲:E乙=1:3‎ C．t=1 s时，两线圈中的磁通量的变化率均为零 D．t=1 s时，两线圈均处在与中性面垂直的位置上 ‎【答案】BC 二、填空题（共2小题，共10分）‎ ‎9．（4分）如图甲所示电路，电阻R的阻值为50 Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则交流电压的瞬时表达式_________V，电流表示数为__________ A。‎ ‎【答案】u=100sin100πt（2分） 2 A（2分）‎ ‎【解析】由图知：，周期为0.02 s，则瞬时表达式：，电压的有效值： ，电流表的示数为：。‎ ‎10．（6分）有一正弦交流电，它的电压随时间变化的情况如图所示，则电压的峰值为________V；有效值为________V；交流电的；频率为________Hz。‎ ‎【答案】10 V（2分） 7.07 V（2分） 2.5 Hz（2分）‎ ‎【解析】由图像可知电压的峰值为10 V；有效值为；交流电的周期为T=0.4 s，频率为。‎ 三、计算题（共3小题，共18分）‎ ‎11．（4分）如图所示，线圈的面积是0.1 m2，共50匝，线圈电阻为r=1 Ω，外接电阻R=9 Ω，匀强磁场的磁感应强度，当线圈以的转速匀速旋转时，求：‎ ‎（1）若从中性面开始计时，写出线圈感应电动势的瞬时表达式。‎ ‎（2）电路中电压表示数是多少？‎ ‎【答案】（1）e=100sin10πt（V） （2）‎ ‎（2）电动势的有效值为：‎ 电压表的示数为（2分）‎ ‎12．（6分）如图，匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T，边长为L=10 cm的正方形线圈abcd共N=100匝，线圈电阻r=1 Ω。线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，转动的角速度ω=2π rad/s，外电路电阻R=4 Ω。‎ ‎（1）求感应电动势的最大值；由图示位置转过60°角时的感应电动势的值。‎ ‎（2）取，求线圈转过一周电流产生的总热量。‎ ‎（3）由图示位置开始，求在线圈转过周期的时间内通过电阻R的电荷量。‎ ‎【答案】（1）3.14 V 1.57 V （2）Q=1 J （3）q=0.1 C ‎（2）周期，线圈转动一周电流产生的热量（1分）‎ 联立解得Q=1 J（1分）‎ ‎（3）时间内通过电阻R的电荷量 ‎，，（1分）‎ 联立解得q=0.1 C（1分）‎ ‎13．（8分）如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场，已知线圈的匝数n=100匝，总电阻r=1.0 Ω，所围成矩形的面积S=0.040 m2，小灯泡的电阻R=9.0 Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，求：‎ ‎（1）线圈中产生感应电动势的最大值；‎ ‎（2）小灯泡消耗的电功率；‎ ‎（3）在磁感应强度变化的0~时间内，通过小灯泡的电荷量。‎ ‎【答案】（1）Em=8.0 V （2）P=2.88 W （3）Q=4.0×10–3 C ‎（2）电流的最大值（1分）‎ 有效值（1分）‎ 则小灯泡消耗的电功率P=I2R=2.88 W（1分）‎ ‎（3）在0~时间内，根据法拉第电磁感应定律得，电动势的平均值 平均电流（1分）‎ 流过灯泡的电荷量（1分）‎ 代入解得Q=4.0×10–3 C（1分）‎ ‎ ‎ ‎ ‎