课时作业(13)第三章 第二节　描述交变电流的物理量（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（粤教版2019）

课时作业(13)　描述交变电流的物理量 [对应学生用书P162] 1．两个相同的定值电阻1、2分别接在正弦交流电源和直流电源的两端，直流电压恒为U0.当电阻1、2的通电时间分别为t和2t时，两个电阻上产生的热量均为Q.则该正弦交流电源电压的最大值是(　　) A．U0　　　　　　　　 B．2U0 C．U0 D．U0 B　[设两电阻的阻值均为R，正弦交流电源电压的最大值为Um，则Q＝t，Q＝·2t，解得Um＝2U0，选项B正确．] 2．一台手摇交流发电机，线圈内阻1.0 Ω，产生的电动势随时间变化的规律为e＝10sin 10πt (V).发电机只与9.0 Ω的电阻组成闭合电路．则(　　) A．交变电流的频率为10 Hz B．电动势的峰值为20 V C．电路中电流的有效值为1.0 A D．一周期内外接电阻消耗电能 9.0 J C　[正弦式交流电电动势瞬时值表达式为e＝Emsin ωt，由此可知Em＝10 V，ω＝10π rad/s，电动势的有效值E＝＝10 V，由ω＝2 πf得：f＝＝5 Hz，故A错误；根据公式可知，电动势的峰值为10 V，故B错误；电路中电流的有效值：I＝＝＝1 A，故C正确；一周期的时间为：T＝＝0.2 s，一周期内外接电阻消耗电能为：E电＝I2RT＝12×9×0.2 J＝1.8 J，故D错误．] 3．电阻为R 的单匝闭合金属线框，在匀强磁场中绕着与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势的图像如图所示．下列判断正确的是(　　) A．时刻线框平面与中性面平行 B．穿过线框的磁通量最大为 C．线框转一周外力做的功为 D．从t＝到t＝的过程中，线框的平均感应电动势为 B　[由图可知t＝时刻感应电动势最大，此时线框所在平面与中性面垂直，故A错误；当感应电动势等于零时，穿过线框回路的磁通量最大，且由Em＝NBSω 得：Φm＝＝＝，故B正确；根据能量守恒可知，线框转一周外力所做的功为转动一周的发热量：Q＝T＝T＝T，故C错误；从t＝到t＝时间内的平均感应电动势为＝＝＝，故D错误．] 4．电阻R1、R2与交流电源按照图甲所示的方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω.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1.2 A D．R2两端的电压最大值是6 A B　[R1与R2串联，R1与R2中的电流变化情况应相同，电流有效值I1＝I2＝0.6 A，电流最大值I1m＝I2m＝0.6A，电压有效值U1＝I1R1＝6 V，U2＝I2R2＝12 V，电压最大值U1m＝U1＝6V，U2m＝U2＝12V．综上所述，B正确．] 5．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示．产生的感应电动势如图乙所示，则(　　) A．线框产生的交变电动势有效值为311 V B．线框产生的交变电动势频率为100 Hz C．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 D．t＝0.015 s时线框的磁通量变化率为零 C　[由图乙可知 T＝0.02 s，Em＝311 V．根据正弦式交变电流的电压有效值和峰值的关系可得，该交变电流的电压有效值为E＝＝V＝ 220 V，故A错误；据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为：f＝＝ Hz＝50 Hz，故B错误；t＝0.01 s 时，感应电动势为零，由法拉第电磁感应定律E＝n可知，磁通量的变化率是零，线框平面与中性面重合，故C正确；t＝0.015 s时，感应电动势最大，线框平面与中性面垂直，磁通量的变化率最大，故D错误．] 6．在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴OO′以角速度ω匀速转动(如图甲所示)，产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是(　　) A．从t1到t3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零 B．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为 C．t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E0 D．在0～t4时间内电阻R上产生的热量为t4 B　[t1～t3时间内，磁通量由正向BS变为负向BS，故t1到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量不为零，应为ΔΦ＝2BS，故A错误；t3～t4时间内，通过电阻的电荷量Q＝n，又E0＝nBSω、ΔΦ＝BS，所以t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量Q＝，故B正确；t4时刻感应电动势最大，为E0，则穿过线圈磁通量的变化率大小为，故C错误；在0～t4时间内整个电路产生的热量为Q′＝T＝·t4，那么电阻R上产生的热量为Q′＝t4，故D错误．] 7．如图是自行车上照明用的车头灯发电机的结构示