第五章　习题课 交变电流的产生及描述-2020年高中物理人教版选修3-2习题word+ppt (2份打包)

习题课:交变电流的产生及描述 课后篇巩固提升 基础巩固 1.某正弦式交变电流i随时间t变化的图象如图所示。由图可知(　　) A.电流的最大值为10 A B.电流的有效值为10 A C.该交变电流的周期为0.03 s D.该交变电流的频率为0.02 Hz 解析由题图知此交变电流的最大值为10 A,则有效值为I= A=10 A;周期为0.02 s,则频率为f==50 Hz。 答案B 2.一根长直的通电导线中的电流按正弦规律变化,如图甲、乙所示,规定电流从左向右为正。在直导线下方有一不闭合的金属框,则相对于b点来说,a点电势最高的时刻在(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.t1时刻 B.t2时刻 C.t3时刻 D.t4时刻 解析金属框中的磁场是直线电流i产生的,在t1、t3时刻,电流i最大,但电流的变化率为零,穿过金属框的磁通量变化率为零,金属框中没有感应电动势,a、b两点间的电势差为零。在t2、t4时刻,电流i=0,但电流变化率最大,穿过金属框的磁通量变化率最大,a、b两点间的电势差最大,再根据楞次定律可得出a点相对于b点电势最高的时刻是t4。 答案D 3.面积均为S的两个电阻相同的线圈,分别放在如图甲、乙所示的磁场中,甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场,线圈在磁场中以周期T绕OO'轴匀速转动,乙图中磁场变化规律为B=B0cost,从图示位置开始计时,则(　　) A.两线圈的磁通量变化规律相同 B.两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同 C.经相同的时间t(t>T),两线圈产生的热量不同 D.从此时刻起,经过时间,通过两线圈横截面的电荷量不同 解析甲图中磁通量的变化规律为Φ甲=B0Scos t,乙图中磁通量的变化规律为Φ乙=B0Scos t。由于两线圈的磁通量变化规律相同,则两线圈中感应电动势的变化规律相同,达到最大值的时刻也相同,有效值E也相同,又因两线圈电阻相同,所以Q=t也相同,经过时间,通过两线圈横截面的电荷量q=也相同,故A正确。 答案A 4.(多选) 如图所示,A、B两输电线间的电压是u=200sin 100πt V,输电线电阻不计,把电阻R=50 Ω的用电器接在A、B两输电线上,下列说法正确的是(　　) A.电流表示数为4 A B.电压表示数为200 V C.通过R的电流方向每秒改变50次 D.用电器消耗的电功率为1.6 kW 解析由u=200sin 100πt V可知,电压最大值Um=200 V,角速度ω=100π rad/s,所以电压的有效值U==200 V,周期T==0.02 s,频率f==50 Hz,由欧姆定律得I= A=4 A,所以A、B两项正确;一周期内电流方向改变两次,而f=50 Hz,则1 s内电流方向改变100次,C项错误;电功率P=IU=4×200 W=800 W,所以D项错误。 答案AB 5.如图所示电路中,电源电压u=311sin 100πt V,A、B间接有“220 V　440 W”的电暖宝、“220 V　220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是(　　) A.交流电压表的示数为311 V B.电路要正常工作,保险丝的额定电流不能小于3 A C.电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍 D.1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J 解析由u=311sin 100πt V可知,交变电压的有效值为220 V,故交流电压表的示数为220 V,选项A错误;由两用电器的额定功率之和为660 W,根据P=UI可知,保险丝的额定电流应不小于3 A ,选项B错误;因抽油烟机220 W包括热功率及机械功率,故电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍还要多,选项C错误;根据W=Pt可得1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J,选项D正确。 答案D 6.如图所示为一交变电流的i-t图象,则此交变电流的有效值为(　　) A.5 A B.5 A C.10 A D.2.5 A 解析对于正弦式交变电流可直接应用最大值为有效值的倍这一规律,将此交变电流分为前后两部分正弦式交变电流,可直接得到这两部分正弦式交变电流的有效值,分别为I1=2.5 A和I2=7.5 A,分别取一个周期T中的前0.01 s和后0.01 s计算产生的电热Q=R×0.01 J+R×0.01 J,再利用有效值的定义得Q=I2R×0.02 J。 解得I=2.5 A。 答案D 7. 如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T,边长L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈电阻r=1 Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO'匀速转动,角速度ω=2π rad/s,外电路电阻R=4 Ω,求:(保留三位有效数字) (1)转动过程中感应电动势的最大值。 (2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时