3.2.1交变电流的描述-2022-2023学年高二物理课后对点练习（2019人教版选择性必修第二册）

3.2交变电流的描述01 一、交变电流的周期和频率 1．某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该交流电的周期为2s B．该交流电的频率为50Hz C．该交变电动势的有效值为 D．该电动势的瞬时值与时间的关系为 2．一正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　） A．该交变电流的最大值为 B．该交变电流的有效值为2A C．该交变电流的频率为5Hz D．每分钟该交变电流的方向变化240次 3．如图甲所示，边长为10cm的100匝正方形线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动，线框中的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．时刻，线圈中的电流方向发生改变 B．匀强磁场的磁感应强度大小为0.04T C．线框转动的角速度为 D．线框中感应电动势的最大值为4π V 4．（多选）在一阻值为的定值电阻中通入如图所示的电流，则（　　） A．此电流为交流电 B．此电流的频率为 C．此电流的有效值约为 D．在内电阻产生的焦耳热为 二、正弦交变电流的瞬时值及表达式 5．如图甲为交流发电机的原理图，矩形线圈匝数匝、电阻，矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动。线圈的两端经集流环和电刷与的电阻连接，电压表为理想交流电表。图乙是穿过矩形线圈的磁通量随时间t变化的图像。下列说法正确的是（　　） A．内线圈中电流方向改变50次 B．时电压表的示数为 C．R两端的电压u随时间t变化的规律是 D．内电阻R产生的热量约为 6．如图所示，ab边长为、ad边长为的N匝矩形线圈abcd处于匀强磁场中，线圈绕垂直于磁感线的OO′轴以角速度匀速转动，t＝0时线圈平面与磁感线平行。已知磁感应强度为B，线圈电阻为r，外电路电阻为R。则（　　） A．电流表的示数为 B．感应电动势的瞬时表达式 C．时，ab边所受的安培力为 D．从图示位置转过90°过程中，通过外电路电阻的电荷量为 7．（多选）如图所示，在磁感应强度为B，方向水平向右的匀强磁场中有一矩形线圈，面积为S、匝数为N、内阻为r，绕垂直磁感线的对称轴，（以角速度匀速转动），从图示位置转90°的过程中，下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电荷量 B．通过电阻R的电荷 C．从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为 D．外力做功的平均功率 8．（多选）在匀强磁场中，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图像如图甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0Ω，外接一只电阻为9.0Ω的灯泡，则（　　） A．电压表V的示数为18V B．电路中的电流方向每秒改变5次 C．灯泡实际消耗的功率为36W D．电动势随时间变化的瞬时值表达式为e=20cos5πtV 9．如图甲所示，小型交流发电机中矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系（如图乙），线图的阻值，该线圈与一个的电阻构成闭合电路。求： （1）交变电流电动势的有效值； （2）感应电动势的瞬时值表达式； （3）交流电流表、电压表的示数； （4）电阻R的热功率。 三、根据线圈位置计算交变电流的瞬时值 10．如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。下列判断正确的是（　　） A．电压表的读数为 B．当线圈由图示位置转过30°的过程中，通过电阻R的电荷量为 C．在线圈转过一周的过程中，电阻R上产生的焦耳热为 D．当线圈由图示位置转过30°时，通过电阻R的电流为 11．（多选）如图所示，磁感应强度大小为的匀强磁场中，匝数为、边长为的正方形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，其角速度为，线圈总电阻为。则（　　） A．理想电流表的示数为 B．线圈转动过程中的最大电流为 C．线圈转动一周产生的热量为 D．当线圈与中性面的夹角为时，线圈产生的瞬时电动势为 12．如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，ab边和cd边的长度，bc边和ad边的长度，匝数匝，线圈的总电阻，线圈位于磁感应强度的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过bc和ad边中点，且垂直于磁场的转轴以角速度匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。 （1）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式； （2）求线圈转动过程中电压表的示数以及电阻R的发热功率；（电压表读数保留1位小数） （3）求从线圈经过图示位置开始计时，转过周期时电动势的瞬时值。 四、有效值计算 13．如图所示是一交变电流的i-t图像，曲线部分为正弦函数的一部分，则该交变电流的有效值为（