2018-2019學(xué)年高中物理 課時(shí)分層作業(yè)8 描述交變電流的物理量 教科版選修3-2.doc

課時(shí)分層作業(yè)(八) 描述交變電流的物理量基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練(時(shí)間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1下列提到的交流電，不是指有效值的是()A交流電壓表的讀數(shù)B保險(xiǎn)絲熔斷電流C電容器擊穿電壓 D220 V交流電壓【解析】電容器擊穿電壓指電容器兩端能承受的電壓的最大值【答案】C2下列關(guān)于交變電流的說法正確的是()A若交變電流的峰值為5 A，則它的最小值為5 AB用交流電流表測(cè)交變電流時(shí)，指針來回?cái)[動(dòng)C我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用的交變電流頻率為50 Hz，故電流方向每秒改變100次D正弦交變電流i20sin 10t(A)的峰值為20 A，頻率為100 Hz【解析】電流的負(fù)值表示電流方向與規(guī)定正方向相反，不表示大小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；交流電流表測(cè)交變電流時(shí)，指針不會(huì)來回?cái)[動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用的交變電流，周期為0.02 s，交流電方向一個(gè)周期改變兩次，所以每秒改變100次，C項(xiàng)正確；由2f，得正弦交變電流i20sin 10t(A)的頻率為 5 Hz，D項(xiàng)錯(cuò)誤【答案】C3(多選)如圖528甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙中曲線a、b所示，則()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：57272101】甲乙圖528A兩次t0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23C曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25 HzD曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10 V【解析】由題圖乙知t0時(shí)兩次轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)都等于零，故A正確；由題圖乙知兩次轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的周期之比TaTb23，再由周期與轉(zhuǎn)速的關(guān)系n得nanb32，故B錯(cuò)誤；因Ta4102 s，故fa25 Hz，C正確；因Ema15 V，而EmNBS，故EmbEma10 V，Eb5 V，D錯(cuò)誤【答案】AC4如圖529所示為一交變電流的it圖象，則此交變電流的有效值為()圖529A5 AB5 AC10 A D2.5 A【解析】對(duì)于正弦式交變電流可直接應(yīng)用最大值為有效值的倍這一規(guī)律，將此交變電流分為前后兩部分正弦式交流，可直接得到這兩部分正弦式交變電流的有效值，分別為I12.5 A和I27.5 A，分別取一個(gè)周期T中的前0.01 s和后0.01 s計(jì)算產(chǎn)生的電熱QIR0.01 JIR0.01 J，再利用有效值的定義得QI2R0.02 J，解得I2.5 A.【答案】D5(多選)有一個(gè)電子元器件，當(dāng)其兩端電壓高于100 V時(shí)導(dǎo)電，等于或低于100 V時(shí)不導(dǎo)電，若把這個(gè)電子元器件接到100 V、50 Hz的正弦交變電壓上，這個(gè)電子元器件將()A不導(dǎo)電B每秒導(dǎo)電50次C每秒導(dǎo)電100次D每秒電流方向改變100次【解析】電源電壓100 V為有效值，則電源電壓的最大值為100 V，在每個(gè)周期的0內(nèi)，有一段時(shí)間加在電子元器件上的電壓大于100 V，電子元件導(dǎo)電，在每個(gè)周期的T內(nèi)，有一段時(shí)間加在電子元器件上的電壓大于100 V，電子元件導(dǎo)電，即一個(gè)周期電子元件導(dǎo)電兩次，而每秒有50個(gè)周期，故每秒導(dǎo)電100次，A、B錯(cuò)誤，C正確；每秒有50個(gè)周期，每個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，故每秒電流方向改變100次，D正確【答案】CD6如圖5210甲所示，調(diào)節(jié)臺(tái)燈是通過雙向可控硅電子器件來實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)燈的亮度的現(xiàn)將某無級(jí)調(diào)光臺(tái)燈接在220 V的正弦式交變電流上，經(jīng)過可控硅調(diào)節(jié)后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示，則此時(shí)電壓表的示數(shù)是()甲乙圖5210A220 VB156 VC110 VD78 V【解析】由題圖可知，該電流不是正弦式交變電流，但每次通電是T的正弦交變電流，其最大值與有效值的關(guān)系是U，由T，解得U110 V156 V，故B正確【答案】B二、非選擇題(14分)7如圖5211所示，一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向與轉(zhuǎn)動(dòng)軸垂直已知線圈匝數(shù)n400，電阻r0.1 ，長(zhǎng)L10.05 m，寬L20.04 m，角速度100 rad/s，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.25 T線圈兩端外接電阻R9.9 的用電器和一個(gè)交流電流表(內(nèi)阻不計(jì))，求：圖5211(1)線圈中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；(2)電流表的讀數(shù)；(3)電阻上消耗的電功率【解析】(1)EmnBS，代入數(shù)據(jù)得Em4000.250.050.04100 V20 V.(2)Im，代入數(shù)據(jù)得Im A2 A.因?yàn)槭钦沂浇蛔冸娏?，所以電流表讀數(shù)即有效值I A1.41 A.(3)PI2R()29.9 W19.8 W.【答案】(1)20 V(2)1.41 A(3)19.8 W能力提升練(時(shí)間：25分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1如圖5212所示，實(shí)驗(yàn)室中有一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r1.0 ，外接R9.0 的電阻閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e10sin 10t(V)，則()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：57272102】圖5212A該交變電流的頻率為10 HzB該電動(dòng)勢(shì)的有效值為10 VC外接電阻R所消耗的電功率為10 WD電路中理想交流電流表的示數(shù)為1.0 A【解析】由產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)可知，該交變電流的頻率為5 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；該電動(dòng)勢(shì)的有效值為E10 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電路中交流電流表的示數(shù)為電流的有效值，為I1.0 A，選項(xiàng)D正確；外接電阻R所消耗的電功率為PI2R9 W，選項(xiàng)C錯(cuò)誤【答案】D2一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為T.從中性面開始計(jì)時(shí)，當(dāng)tT時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為2 V，則此交變電流的有效值為()A2 V B2 V C. V D. V【解析】先用代入法求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值：由eEm sin t得2 VEmsin ，由此得Em4 V，因此有效值為2 V，選項(xiàng)A正確【答案】A3匝數(shù)為100的線圈通有如圖5213所示的交變電流(圖中曲線為余弦曲線的一部分)，單匝線圈電阻r0.02 ，則在010 s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱為()圖5213A80 J B85 JC90 J D125 J【解析】由交變電流的有效值定義知2R(2 A)2RI2RT，該交變電流的有效值I A，線圈的總電阻R總1000.02 2 ，由QI2R總t得Q85 J，選項(xiàng)B正確【答案】B4如圖5214所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的單匝純電阻矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場(chǎng)方向，線圈電阻為2 .從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過60時(shí)的感應(yīng)電流為1 A下列說法正確的是()圖5214A線圈消耗的電功率為1 WB線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 AC任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e2cos t(V)D任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為sin t ( Wb)【解析】從垂直中性面開始其瞬時(shí)表達(dá)式為iImcos ，則電流的最大值Im2 A；線圈消耗的電功率PI2r2r4 W，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；有效值I A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值EmImr22 V4 V，任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eEmcos t4cos t(V)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量BSsin t，根據(jù)公式EmNBS得BS，sin t(Wb)，選項(xiàng)D正確【答案】D5(多選)如圖5215是某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的圖象，根據(jù)圖象可以判定()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：57272103】圖5215A此交變電流的頻率為5 HzB該交變電流的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u12sin 10t(V)C將標(biāo)有“12 V3 W”的燈泡接在此交流電源上，燈泡可以正常發(fā)光D圖象上對(duì)應(yīng)的0.1 s時(shí)刻，發(fā)電機(jī)中的線圈剛好轉(zhuǎn)至中性面【解析】由題圖象可知，交變電流的周期T0.2 s，交變電壓的最大值Um12 V，所以此交變電流的頻率f5 Hz，角速度10 rad/s，交變電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式uUmsin t12sin 10t(V)，選項(xiàng)A、B均正確；標(biāo)有“12 V3 W”的燈泡正常發(fā)光時(shí)其兩端電壓的有效值為12 V，而交變電壓有效值U6 V，所以燈泡不能正常發(fā)光，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；題圖象上對(duì)應(yīng)的0.1 s時(shí)刻，交變電壓瞬時(shí)值為零，穿過發(fā)電機(jī)中的線圈的磁通量最大，發(fā)電機(jī)中的線圈剛好轉(zhuǎn)至中性面，選項(xiàng)D正確【答案】ABD6如圖5216所示電路中，電源電壓u311sin 100t V，A、B間接有“220 V440 W”的電暖寶、“220 V220 W”的抽油煙機(jī)、交流電壓表及保險(xiǎn)絲下列說法正確的是()圖5216A交流電壓表的示數(shù)為311 VB電路要正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3 AC電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍D1 min內(nèi)抽油煙機(jī)消耗的電能為1.32104 J【解析】由u311sin 100t(V)可知，交變電壓的有效值為220 V，故交流電壓表的示數(shù)為220 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由兩用電器的額定功率為660 W，根據(jù)PUI可知，保險(xiǎn)絲的額定電流應(yīng)不小于3 A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因抽油煙機(jī)220 W包括熱功率及機(jī)械功率，故電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍還要多，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)WPt可得1 min內(nèi)抽油煙機(jī)消耗的電能為1.32104 J，選項(xiàng)D正確【答案】D二、非選擇題(14分)7如圖5217所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)內(nèi)阻r3 、面積S0.02 m2的半圓形導(dǎo)線框可繞OO軸旋轉(zhuǎn)已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B T若線框以100 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且通過電刷給“6 V12 W”的小燈泡供電，則：圖5217(1)若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，求線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)從圖示位置開始，線框轉(zhuǎn)過90的過程中，流過導(dǎo)線橫截面的電荷量是多少？該電荷量與線框轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢是否有關(guān)？(3)由題所給已知條件，外電路所接小燈泡能否正常發(fā)光？如不能，則小燈泡實(shí)際功率為多大？【解析】(1)線框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值EmBS10 V，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式eEmcost10cos 100t(V)(2)線框轉(zhuǎn)過90的過程中，產(chǎn)生的平均電動(dòng)勢(shì)，燈泡電阻R3 ，故流過的電荷量qT C；與線框轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢無關(guān)(3)線框產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值E10 V，燈泡兩端電壓UR5 V<6 V，故燈泡不能正常發(fā)光，其實(shí)際功率P W.【答案】(1)e10cos 100t V(2) C無關(guān)(3)不能 W