第2章 第2节 描述交流电的物理量（课件+课时作业）-2020年【导学教程】高中同步学习讲义物理（教科版，选修3-2）

第二章　第2节　描述交流电的物理量 [限时30分钟] 1．图2－2－7中的四幅图是交变电流的图像，其中能正确反映我国居民日常生活所用交变电流的是 图2－2－7 解析　我国居民日常生活用电电压有效值为220 V，其最大值为220 V＝311 V，周期为0.02 s，因此选项C正确． 答案　C 2．一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t＝T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 A．2 V　　　　　　　　B．2 V C. V V D. 解析　先用代入法求出感应电动势的最大值，由e＝Emsin ωt得2 V＝Emsin( V，选项A正确． )，由此得Em＝4 V，因此有效值为2× 答案　A 3．标有“10 V、5 W”的白炽灯，接到正弦交流电路中能正常发光，则下列说法错误的是 A．灯泡两端交流电压的峰值为14.1 V B．灯泡两端交流电压的有效值为10 V C．通过灯泡的交流电流的有效值为0.5 A D．通过灯泡的交流电流的峰值为0.5 A 解析　白炽灯泡上标的电压值为交流电流的有效值，算出的电流也是交变电流的有效值．因是正弦交流电路，所以可以算出交变电压和交变电流的峰值分别为14.1 V和0.707 A. 答案　D 4．在如图2－2－8所示电路中，A是熔断电流I0＝2 A的保险丝，电阻可不计，R是可变电阻，S是交流电源，交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝220sin (314t) V．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于 图2－2－8 A．110 Ω B．110 Ω C．220 Ω D．220 Ω 解析　E＝220 V，Rmin＝ Ω＝110 Ω，故B正确． ＝ 答案　B 5．某交变电流的电压为u＝6sin (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 s B．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 V D．t＝ s时，交流电压的瞬时值为3 V 解析　由公式u＝6 V，故D错． V＝3× V＝6sin s时，u＝6 V，故电容会被击穿，B正确．当t＝＝0.02 s，A正确．耐压值6 V＜最大值6sin (314t) V知，ω＝314 rad/s，故周期T＝ 答案　D 6．交流发电机线圈电阻r＝1 Ω，用电器电阻R＝9 Ω，电压表示数为9 V，如图2－2－9所示，那么该交流发电机 图2－2－9 A．电动势的峰值为10 V B．电动势的有效值为9 V C．交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为10 V D．交流发电机线圈自中性面转过90°的过程中的平均感应电动势为 V 解析　电压表示数等于路端电压，电路中的电流为I＝ V，选项D对． ＝＝，由于Em＝NBSω，所以＝＝N，所以＝＝0，故e＝0，选项C错；线圈从中性面转过90°过程中，ΔΦ＝BS，Δt＝ V，故选项A、B错；线圈通过中性面时Φ最大，但E＝10 A＝1 A，所以电动势的有效值为E＝I(R＋r)＝1×(1＋9) V＝10 V，所以电动势的最大值为Em＝＝ 答案　D 7．如图2－2－10所示，正弦波(甲)和方波(乙)交流电的峰值和频率相等，这两个电流分别通过两个完全相同的电阻，则在一个周期的时间里，两个电阻产生的焦耳热之比Q甲∶Q乙等于 图2－2－10 A．1∶ B．1∶2 C．1∶4 D．1∶1 解析　当甲接在电阻R上时，Q甲＝，B项正确． ＝RT，则2RT，当乙接在电阻R上时，Q乙＝I 答案　B 8．(多选)如图2－2－11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的磁场中，线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动，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2－2－11 A．磁通量的变化量为ΔΦ＝NBS B．平均感应电动势为E＝ C．电阻R所产生的焦耳热为Q＝ D．通过电阻R的电荷量为q＝ 解析　逐项分析如下： 选项 诊断 结论 A 线圈在图示位置时磁通量Φ＝0，转过90°后磁通量Φ′＝BS，该过程中磁通量的变化量为ΔΦ＝Φ′－Φ＝BS，与线圈匝数无关 × B 该过程中所用时间Δt＝θ/ω＝π/2ω，所以平均感应电动势E＝NΔΦ/Δt＝ √ C 电路中的感应电流有效值I＝E/(R＋r)＝NBSω/(R＋r)，所以电阻R所产生的焦耳热Q＝I2RΔt＝ × 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q＝I·Δt＝＝ √ 答案　BD[来源:学科网ZXXK] 9．中国电网频率为50 Hz，然而有很多国家的电网频率为60 Hz，若一线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴转动，产生频率为50 Hz的交变电流