2018-2019學(xué)年高中物理 課時分層作業(yè)8 描述交變電流的物理量 教科版選修3-2.doc
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課時分層作業(yè)(八) 描述交變電流的物理量基礎(chǔ)達標(biāo)練(時間: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用交流電流表測交變電流時,指針來回擺動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項錯誤;交流電流表測交變電流時,指針不會來回擺動,B項錯誤;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,交流電方向一個周期改變兩次,所以每秒改變100次,C項正確;由2f,得正弦交變電流i20sin 10t(A)的頻率為 5 Hz,D項錯誤【答案】C3(多選)如圖528甲所示,在勻強磁場中,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,產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖乙中曲線a、b所示,則()【導(dǎo)學(xué)號:57272101】甲乙圖528A兩次t0時刻線圈平面均與中性面重合B曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23C曲線a表示的交變電動勢頻率為25 HzD曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V【解析】由題圖乙知t0時兩次轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的瞬時電動勢都等于零,故A正確;由題圖乙知兩次轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的交變電動勢的周期之比TaTb23,再由周期與轉(zhuǎn)速的關(guān)系n得nanb32,故B錯誤;因Ta4102 s,故fa25 Hz,C正確;因Ema15 V,而EmNBS,故EmbEma10 V,Eb5 V,D錯誤【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,分別取一個周期T中的前0.01 s和后0.01 s計算產(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)有一個電子元器件,當(dāng)其兩端電壓高于100 V時導(dǎo)電,等于或低于100 V時不導(dǎo)電,若把這個電子元器件接到100 V、50 Hz的正弦交變電壓上,這個電子元器件將()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,在每個周期的0內(nèi),有一段時間加在電子元器件上的電壓大于100 V,電子元件導(dǎo)電,在每個周期的T內(nèi),有一段時間加在電子元器件上的電壓大于100 V,電子元件導(dǎo)電,即一個周期電子元件導(dǎo)電兩次,而每秒有50個周期,故每秒導(dǎo)電100次,A、B錯誤,C正確;每秒有50個周期,每個周期內(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)臺燈是通過雙向可控硅電子器件來實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)燈的亮度的現(xiàn)將某無級調(diào)光臺燈接在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,一矩形線圈在勻強磁場中繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動,磁場方向與轉(zhuǎn)動軸垂直已知線圈匝數(shù)n400,電阻r0.1 ,長L10.05 m,寬L20.04 m,角速度100 rad/s,磁場的磁感應(yīng)強度B0.25 T線圈兩端外接電阻R9.9 的用電器和一個交流電流表(內(nèi)阻不計),求:圖5211(1)線圈中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢;(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.因為是正弦式交變電流,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,實驗室中有一臺手搖交流發(fā)電機,內(nèi)阻r1.0 ,外接R9.0 的電阻閉合開關(guān)S,當(dāng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時,產(chǎn)生的電動勢e10sin 10t(V),則()【導(dǎo)學(xué)號:57272102】圖5212A該交變電流的頻率為10 HzB該電動勢的有效值為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)生的電動勢可知,該交變電流的頻率為5 Hz,選項A錯誤;該電動勢的有效值為E10 V,選項B錯誤;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D正確;外接電阻R所消耗的電功率為PI2R9 W,選項C錯誤【答案】D2一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動,周期為T.從中性面開始計時,當(dāng)tT時,線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值為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)電動勢的最大值: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B正確【答案】B4如圖5214所示,在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的單匝純電阻矩形線圈的周期為T,轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向,線圈電阻為2 .從線圈平面與磁場方向平行時開始計時,線圈轉(zhuǎn)過60時的感應(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任意時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為e2cos t(V)D任意時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表達式為iImcos ,則電流的最大值Im2 A;線圈消耗的電功率PI2r2r4 W,選項A錯誤;有效值I A,選項B錯誤;感應(yīng)電動勢的最大值EmImr22 V4 V,任意時刻線圈中的感應(yīng)電動勢eEmcos t4cos t(V),選項C錯誤;任意時刻穿過線圈的磁通量BSsin t,根據(jù)公式EmNBS得BS,sin t(Wb),選項D正確【答案】D5(多選)如圖5215是某交流發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流的圖象,根據(jù)圖象可以判定()【導(dǎo)學(xué)號:57272103】圖5215A此交變電流的頻率為5 HzB該交變電流的電壓瞬時值的表達式為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圖象上對應(yīng)的0.1 s時刻,發(fā)電機中的線圈剛好轉(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,交變電壓瞬時值的表達式uUmsin t12sin 10t(V),選項A、B均正確;標(biāo)有“12 V3 W”的燈泡正常發(fā)光時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C錯誤;題圖象上對應(yīng)的0.1 s時刻,交變電壓瞬時值為零,穿過發(fā)電機中的線圈的磁通量最大,發(fā)電機中的線圈剛好轉(zhuǎn)至中性面,選項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、交流電壓表及保險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)熱功率是抽油煙機發(fā)熱功率的2倍D1 min內(nèi)抽油煙機消耗的電能為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A錯誤;由兩用電器的額定功率為660 W,根據(jù)PUI可知,保險絲的額定電流應(yīng)不小于3 A,選項B錯誤;因抽油煙機220 W包括熱功率及機械功率,故電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機發(fā)熱功率的2倍還要多,選項C錯誤;根據(jù)WPt可得1 min內(nèi)抽油煙機消耗的電能為1.32104 J,選項D正確【答案】D二、非選擇題(14分)7如圖5217所示,在勻強磁場中有一個內(nèi)阻r3 、面積S0.02 m2的半圓形導(dǎo)線框可繞OO軸旋轉(zhuǎn)已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度B T若線框以100 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動,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時,求線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式;(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,則小燈泡實際功率為多大?【解析】(1)線框轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值EmBS10 V,則感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式eEmcost10cos 100t(V)(2)線框轉(zhuǎn)過90的過程中,產(chǎn)生的平均電動勢,燈泡電阻R3 ,故流過的電荷量qT C;與線框轉(zhuǎn)動的快慢無關(guān)(3)線框產(chǎn)生的電動勢的有效值E10 V,燈泡兩端電壓UR5 V6 V,故燈泡不能正常發(fā)光,其實際功率P W.【答案】(1)e10cos 100t V(2) C無關(guān)(3)不能 W- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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