第二节 交变电流的描述-2021-2022学年高中物理同步课时分层训练（人教版选择性必修第二册 ）

第二节 交变电流的描述 【基础过关】 1．(多选)关于交变电流的周期和频率，下列说法中正确的是(　　) A．交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期的一半 B．1 s内交变电流出现最大值的次数等于频率 C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍 D．50 Hz的交变电流，其周期等于0.05 s 【解析】　根据周期的定义知选项A正确，选项B错误。因为在一个周期的时间内，交变电流会出现正向和负向最大值各一次，但相邻两个峰值的时间间隔为半个周期。交变电流在一个周期内方向改变两次，即方向变化的频率为交变电流频率的2倍，所以选项C正确。由T＝ ＝ s＝0.02 s，知选项D错误。 【答案】　AC 2．(多选)矩形线框在匀强磁场内匀速转动的过程中，线框输出的交流电电压随时间变化的图象如图所示，下列说法中正确的是(　　) A．交流电电压的有效值为36 V B．交流电电压的最大值为36 V，频率为0.25 Hz C．2 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大 D．1 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快 【解析】　由图象可知，交流电电压的最大值为36 V，有效值为36 V，周期T＝4 s，则频率f＝ ＝0.25 Hz，故A错误，B正确；1 s末交流电电压达到最大值，线框平面应与磁场平行，故D错误；2 s末交流电电压为零，线框平面与磁场垂直，磁通量最大，故C正确。 【答案】　BC 3．(多选)如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是(　　) A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为3∶2 C．交流电a的瞬时值为u＝10sin5πt (V) D．交流电b的最大值为 V 【解析】　由题图可知，t＝0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，A错误；由题图可知Ta∶Tb＝2∶3，故na∶nb＝3∶2，B正确；由题图可知，C正确；交流电最大值Um＝NBSω，故Uma∶Umb＝3∶2，故Umb＝ Uma＝ V，D正确。 【答案】　BCD 4．(多选)对交变电流通过电容器的正确理解是(　　) A．交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体 B．交变电流定向移动的电荷通过电容器两板间的绝缘介质 C．交变电流能够使电容器交替进行充、放电，电路中就有了电流，表现为交变电流通过了电容器 D．交变电流通过了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外) 【解析】　电容器能让交变电流通过，实际上是通过充、放电来完成的，定向移动电荷并没有从一个极板运动到另一个极板。但凭借电容器的充、放电，就完成了交变电流通过的任务。故选C、D。 【答案】　CD 5．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化，设线圈总电阻为2Ω，则(　　) A．t=0时，线圈平面垂直于磁感线 B．线圈中产生的感应电动势最大值为0.04π(V) C．t=1.5s时，线圈中的感应电动势最大 D．一个周期内，线圈产生的热量为8π2(J) 【解析】 A．t=0时，磁通量等于零，线圈平面平行于磁感线，A错误； B．线圈中产生的感应电动势最大值为 ， ， ，解得 C．t=1.5s时，磁通量最大，线圈与磁感线垂直，四条边均不切割磁感线，线圈中的感应电动势等于零，C错误； D．感应电动势有效值为 ， ，一个周期内，线圈产生的热量为8π2(J) ， ，解得 ，D正确。故选D。 【答案】 D 6．如图甲所示，在匀强磁场中，一单匝矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙中正弦曲线所示，则在金属线框转动过程中，穿过线框的磁通量的最大值为(　　) A． B． C． D． 【解析】 由图可知，交变电动势的周期 ，线框的转速 ，产生的感应电动势的最大值 ，得 ，故选C。 【答案】 C 7．如图是一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的正弦式交变电流的 图象，由此图象可知这个交变电流的(　　) A． 时与线圈串联的理想电流表示数为零 B．交流电压瞬时值的表达式为 C． 时通过线圈的磁通量最大 D．电流的方向每秒改变100次 【解析】 A． 时的瞬时电流为零，而理想电流表的示数为电流的有效值为 ，故A错误； B．根据 图像可读得，最大电流为 ，角速度为 ，则电流的瞬时表达式为 ，故B错误； C． 时瞬时电流最大，则磁通量的变化率最大，磁通量为零，故C错误； D．交流电的频率 ，即1s线圈转50圈，而每一圈电流的方向改变两次，则电流的方向每秒改变100次，故D正确；故选D。 【答案】 D 8．一个矩形线圈在匀