第3章 第2节 交变电流的描述-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册五维课堂Word课时作业（人教版2019）

对应课时作业P22

 

[基础达标]

1．在阻值为70 Ω的电阻中通以正弦交变电流，测得在10 min内放出的热量为2.1×104 J，则此交变电流的最大值为(　　)

A．0.24 A　　　　　　　　 B．0.5 A

C．0.707 A  D．1 A

解析：D　[根据Q＝I2Rt得I＝A，所以Im＝I＝1 A．]

2．将阻值为3 Ω的纯电阻接入一正弦交流电，其电流随时间变化的规律如图所示，在t＝0.01 s时，其瞬时值的大小为 A，则该电阻的电功率为(　　)

A. W  B．2 W

C. W  D．4 W

解析：D　[由图像可知交流电的周期T＝0.03 s，故角速度ω＝＝rad/s，设电流的最大值为Im，则i＝Imsint，当t＝0.01 s时，Imsin(×0.01)＝，解得Im＝A，故交流电的有效值I＝＝A，故电阻的电功率P＝I2R＝4 W，故D正确．]

3．一只“220 V,100 W”的灯泡接在u＝311sin314t V的交流电源上，则下列判断正确的是(　　)

A．灯泡能正常发光

B．与灯泡串联的电流表的示数为0.64 A

C．与灯泡并联的电压表的示数为311 V

D．通过灯泡的电流的表达式为i＝0.45sin314t A

解析：A　[从电压瞬时值表达式知电压有效值为220 V，故“220 V,100 W”灯泡接在此交流电源上能正常发光，故A正确；通过灯的电流I＝A≈0.45 A，也是与灯串联电流表的

示数，故B不正确；电压表与灯并联测得的也是灯的电压有效值，故示数为220 V，所以C选项不正确．通过灯的电流的有效值为0.45 A，故其最大值Im＝×0.45 A≈0.64 A，故D选项不正确．]

4．(多选)有两支交变电流表达式分别是：u1＝110sin(100πt＋) V, u2＝220sin(100πt＋) V．下列说法正确的是(　　)

A．它们的峰值相同

B．它们的周期相同

C．它们的相位差恒定

D．它们的相位差不断变化

解析：BC　[u1代表的交流电的电压峰值为110 V，角速度为ω＝2πf＝100π rad/s，则频率f＝50 Hz，初相位为.u2代表的交流电的电压峰值为220 V，角速度为ω＝2πf＝100π rad/s，则频率f＝50 Hz，初相位为.所以它们的峰值不同，A错误；由于频率相同，故T均为0.02 s，B正确；其相位差Δφ＝－＝为定值，C正确，D错误．]

5.如图所示，实验室中有一台手摇交流发电机，内阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω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10 Hz

B．该电动势的有效值为10 V

C．外接电阻R所消耗的电功率为10 W

D．电路中理想交流电流表的示数为1.0 A

解析：D　[由f＝，且T＝可知，该交变电流的频率为5 Hz，选项A错误；该电动势的有效值为E＝10 V，选项B错误；电路中交流电流表的示数为电流的有效值，为I＝＝1.0 A，选项D正确；外接电阻R所消耗的电功率为P＝I2R＝9 W，选项C错误．]

6．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T.从中性面开始计时，当t＝T时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交变电压的有效值为(　　)

A．2 V　　　　　　 B．2 V

C. V  D. V

解析：A　[先用代入法求出感应电动势的最大值：由e＝Emsinωt得2 V＝Emsin(×)，由此得Em＝4 V，因此有效值为2 V．选项A正确．]

7.如图所示，在匀强磁场中有一个内阻r＝3 Ω、面积S＝0.02 m2的半圆形导线框可绕OO′轴旋转．已知匀强磁场的磁感应强度B＝T.若线框以ω＝100π rad/s的角速度匀速转动，且通过电刷给“6 V　12 W”的小灯泡供电，则：

(1)若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的瞬时值表达式；

(2)从图示位置开始，线框转过90°的过程中，流过线框横截面的电荷量是多少？该电荷量与线框转动的快慢是否有关？

(3)由题所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，则小灯泡实际功率为多大？

解析：(1)线框转动时产生感应电动势的最大值

Em＝BSω＝10 V，

则感应电动势的瞬时值表达式

e＝Emcosωt＝10cos100πt V.

(2)线框转过90°的过程中，产生的平均电动势

＝＝，

灯泡电阻R＝＝3 Ω，

故流过的电荷量q＝·T＝＝C；

与线框转动的快慢无关．

(3)线框产生的电动势的有效值E＝＝10 V，

灯泡两端电压U＝R＝5 V<6 V，