第三章 交变电流 章末训练-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 ）

第三章 交变电流 章末训练 【基础过关】 1．(2020-2021学年荆州中学高二(上)期末)一个小型电热器若接在输出电压为10v的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为．如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为( ) A．5V B．5V C．10V D．10V 【解析】 设电热器的电阻为R，t时间内产生的热量为Q，则：Q=，此热量是接交流电源上产生的热功率的2倍，所以Q′=Q=，所以：=，解得：，所以最大值为，故选C 【答案】 C 2．如图所示，表示一交变电流的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周。则该交变电流的电流有效值为(　　) A．10A B．5A C．15A D．8.7 【解析】 该交变电流的电流有效值为，解得 。故选D。 【答案】 D 3．(2020-2021学年瑞安中学高二(上)期末)(多选)如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为r=0.1m、匝数n=20的线圈位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)，线圈所在位置的磁感应强度的大小均为B=T，线圈电阻为R1=0.5Ω，它的引出线接有R2=9.5Ω的小电珠L，外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示(摩擦等损耗不计)，则(　　) A．小电珠中电流的峰值为0.16A B．小电珠中电流的有效值为0.16A C．电压表的示数约为1.5V D．t=0.1s时外力的大小为0.128N 【解析】 AB．由题意及法拉第电磁感应定律知道，线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的峰值为Em＝nBlv＝nB·2πrvm，故小电珠中电流的峰值为，选项A正确，B错误； C．电压表示数为U＝·R2≈1．07V，选项C错误； D．当t＝0．1s也就是时，外力的大小为F＝nB·2πrIm＝0．128N，选项D正确．故选AD。 【答案】 AD 4．如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开关，则下列说法正确的是(　　) A．从正前方看去，该线框将会逆时针转动 B．若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变 C．转动过程中线圈中电流方向变化，流过R的电流方向不变 D．线框转过时，穿过线框平面的磁通量最大，且为nBS 【解析】 A．根据电源正负极可知，从上往下看，电流为逆时针电流，根据左手安培定则可知，ab导体棒受力向上，cd导体棒受力向下，所以从正面看线框会顺时针转动，A错误。 B．同时调转电极和磁极方向，相当于同时改变磁场和电流方向，根据左手安培定则可知，线框受力方向不变，所以转动方向不会发生改变，B错误。 C．下面的电路为直流电流，电流的方向不发生改变，C正确。 D．根据磁通量的公式，可知，在计算磁通量的时候，不应该出现匝数，所以D错误。故选C。 【答案】 C 5．一台发电机的结构示意图如图所示，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场。若从图所示位置开始计时，此时电动势为正值，图中能正确反映线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律的是(　　) A． B． C． D． 【解析】 由于磁场为沿半径的辐向磁场，可以认为磁感应强度的大小不变，线圈始终垂直切割磁感线，所以产生的感应电动势大小不变，由于每个周期磁场方向要改变两次，所以产生的感应电动势的方向也要改变两次。故选D。 【答案】 D 6．(2020-2021学年西安中学高二(上)期末)(多选)如图所示，某电路上接有保险丝、交流电压表、“220V900W”的电饭锅及“220V　200W”的抽油烟机。现接入u＝311sin100πt(V)的交流电，下列说法正确的是(　　) A．交流电压表的示数为311V B．1s内流过保险丝的电流方向改变100次 C．电饭锅的热功率是抽油烟机热功率的4.5倍 D．为保证电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于5A 【解析】 A．由u＝311sin100πt(V)知，电压最大值Um＝311V，电压有效值为U＝＝220V，而交流电压表示数为有效电压，故A错误； B．由u＝311sin100πt(V)知，f＝Hz＝50Hz，1s内电流方向改变100次，故B正确； C．电饭锅的功率为抽油烟机功率的4.5倍，但抽油烟机不是纯电阻元件，其热功率小于200W，故C错误； D．电路正常工作时的总功率P＝900W＋200W＝1100W，