课时5.2 描述交变电流的物理量（练习） 2020-2021学年高二物理同步备课一体化资源（人教版选修3-2）

课时5.2 描述交变电流的物理量 一、单选题 1．某交流发电机中，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的关系如图所示．如果此线圈和一个R＝100 Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列叙述正确的是 (　　) A．交变电流的周期为0.02 s B．交变电流的最大值为1 A C．交变电流的有效值为1 A D．电阻R两端的最大电压为141 V 【答案】B 【解析】由图线可知，交变电流的周期为0.04 s，选项A错误；交变电压的最大值为100V，则电流的最大值，选项B正确；交变电流的有效值为,选项C错误；电阻R两端的最大电压为100 V，选项D错误；故选B. 2．如图所示是一交变电流的i－t图象，则该交流电电流的有效值为（　　） A． B．A C．4A D． 【答案】B 【解析】设交流电电流的有效值为I，电阻为R，周期为，则有 解得 故选B。 3．如图甲所示，一个匝数N=200、电阻r=2Ω的矩形线圈置于磁感应强度B=1T的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电流通过滑环与电刷输送到外电路．电路中的交流电压表为理想电表，可变电阻R接入电路的阻值为18Ω．穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图乙所示则下列说法正确的是（ ） A．线圈的面积为0.03m2 B．线圈内产生的感应电动势的峰值为300V C．理想交流电压表的读数约为255V D．通过可变电阻的电流的瞬时值表达式为 【答案】C 【解析】流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω，根据Φ-t图线得出周期T以及角速度．从而求出感应电动势的最大值；交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω，交流电压表显示的是路端电压有效值． 由图乙可知而，所以线圈的面积为，A错误；由图乙可知，所以，则线圈内产生的感应电动势的峰值为，B错误；理想交流电压表的读数为有效值，，C正确；通过可变电阻的电流的峰值为，由图乙可知电流按余弦规律变化，所以电流的瞬时值表达式为i=20cos100tA，D错误． 4．电阻R1、R2与交流电源按如图甲方式连接，R1＝10Ω，R2＝20Ω。合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则(　　) A．通过R1的电流有效值是1.2 A B．R1两端的电压有效值是6 V C．通过R2的电流最大值是 D．R2两端的电压最大值是 【答案】B 【解析】AB．由i－t图可知，电流的最大值A，所以有效值 ＝0.6 A 因与串联，则 ， 故A错误、B正确； CD．通过R2的电流最大值、R2两端的电压分别为 A， 故C、D错。 故选B。 5．图甲所示为交流发电机的原理图，其矩形线圈绕垂直于磁场的固定轴OO′匀速转动，匀强磁场的方向水平向右，图乙是穿过矩形线圈的磁通量φ随时间t变化的图象，矩形线圈的内阻r=1Ω，定值电阻R=1Ω，理想交流电压表V的示数1V，下列说法正确的是（　　） A．在0.01s时刻，电路中电流的瞬时值为2A B．在0.015s时刻，R两端电压的瞬时值为0 C．电阻R消耗的热功率为2W D．发电机电动势e随时间t变化的规律e=2sin100πt（V） 【答案】B 【解析】A、在0.01s时刻，磁通量为零，线圈平面处于中性面垂直的平面，电路中的电流为最大值，电流的有效值为I=，电流的瞬时值为Im=A，故A错误； B、在0.015s时刻，磁通量最大，线圈平面处于中性面上，R两端的电压瞬时值为零，故B正确， C、电阻R上的热功率P=，故C错误； D、电源电动势最大为，t=0时刻感应电动势最大，，所以e=，故D错误 故选B 6．如图所示是某种交变电流的电流随时间变化的图线，i＞0部分的图线是一个正弦曲线的正半周，i＜0部分的图线是另一个正弦曲线的负半周，其最大值如图中所示，则这种交变电流的有效值为 A．I0 B．I0 C．I0 D．I0 【答案】C 【解析】【解析】设电流的有效值为I，则 ， 解得 ， 选项C正确。 故选C。 7．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则 (　　) A．电压表的示数为220 V B．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 W D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J 【答案】D 【解析】A．线框有内阻，所以电压表示数小于220V，A错误； B．交流电频率50Hz，则电路中的电流方向每秒钟改变100次，B错误； C．灯泡实际消耗的功率为： =459.8W，小于484W，C错误； D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为=24.2 J，D正确． 二、多选题 8．在一阻值为R=10Ω的定值电阻中通入如图所示的交流电，则（ ） A．此交流电的频率为