(练习)课时分层作业10 正弦交变电流的描述-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(教科版2019)

课时分层作业(十)　正弦交变电流的描述 题组一　交变电流有效值的计算 1．下列提到的交流电，不是指有效值的是(　　) A．交流电压表的读数 B．保险丝熔断电流 C．电容器击穿电压 D．220V交流电压 2．如图所示为一交变电流的i-t图像，则此交变电流的有效值为(　　) A．5A B．5A C．10A D．2.5A 3．如图所示，正弦波和方波交变电流的最大值相等，周期也相等，现使它们通过完全相同的电阻，则在相同的时间(远大于周期)内，两电阻发热之比等于(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A． B． C． D． 4．如图所示，实验室中有一台手摇交流发电机，内阻r＝1.0Ω，外接R＝9.0Ω的电阻。闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝10sin10πt(V)，则(　　) A．该交变电流的频率为10Hz B．该电动势的有效值为10V C．外接电阻R所消耗的电功率为10W D．电路中理想交流电流表的示数为1.0A 题组二　交变电流的四值比较 5．一正弦交流电的电压随时间变化规律如图所示，则(　　) A．交流电的频率为50Hz B．交流电压的有效值为100V C．交流电压瞬时值表达式为u＝100sin(50πt)V D．此交流电压可以直接接耐压值为80V的电容器 6．一交流电压为u＝100sin(100πt)V，由此表达式可知(　　) A．用电压表测该电压其示数为50V B．将该电压加在“100V　100W”的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100W C．该交流电压的周期为0.02s D．t＝s时，该交流电压的瞬时值为50V 7．在匀强磁场中，阻值为2Ω的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图像如图所示，现把交流电加在阻值为9Ω的电热丝上，下列说法正确的是(　　) A．线框转动的角速度100rad/s B．电热丝两端的电压为220V C．t＝0.005s时线框的磁通量变化率为零 D．线框产生的交变电流的方向每秒改变100次 8．图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直 B．每秒钟内电流方向改变100次 C．灯泡两端的电压为22V D．0～0.01s时间内通过灯泡的电荷量为0 9．如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，转动的角速度ω＝10πrad/s，线圈的匝数N＝10匝、电阻r＝1Ω，线圈所围面积S＝0.1m2。线圈的两端经滑环和电刷与阻值R＝9Ω的电阻相连，匀强磁场的磁感应强度B＝1T。在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，(π取3.14，π2取10)则： (1)从图示位置开始计时，写出通过R的电流的瞬时表达式； (2)若在R两端接一个交流电压表，它的示数为多少； (3)线圈从图示位置转过90°过程中，通过R的电荷量q为多少？ 10．(多选)一台小型发电机与计算机相连接，计算机能将发电机产生的电动势随时间变化的图像记录下来，如图甲所示，让线圈在匀强磁场中以不同的转速匀速转动，计算机记录了两次不同转速所产生正弦交流电的图像如图乙所示。下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　乙 A．发电机先后两次的转速之比na∶nb＝3∶2 B．交流电b的峰值为V C．0时刻线圈平面与磁场方向垂直 D．若改用交流电压表接在发电机的输出端，电压表显示交流电a的值为10V 11．如图甲所示，标有“220V　40W”的灯泡和标有“20μF　300V”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示。闭合开关，下列判断正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　　　　　　乙 A．t＝0时刻，的示数为零 B．灯泡恰好正常发光 C．电容器不可能被击穿 D．的示数保持110V不变 12．有一种儿童滑板车，轮子一转就闪闪发光。车轮里有磁体、线圈组成的简易发电系统，可对发光二极管供电。该发电系统简化为以下模型：一电阻为R、边长为L的单匝正方形均匀线圈abcd，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。现对线圈施加一外力F，使线圈以角速度ω绕bc边匀速转动，产生正弦交流电。已知线圈质量为m，重力加速度为g，求： (1)线圈在图示竖直位置时，产生的感应电动势大小E0及ad边受到的安培力大小FA； (2)线圈从图示竖直位置转过90°的过程中，通过线圈截面的电荷量q； (3)在(2)的情况下，线框中产生的热量Q及外力F对线框做的功W。 13．如图甲所示为手机无线充电工作原理的示意图，由送电线圈和受电线圈