《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》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《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（7頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

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 D．220 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】　C 2．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 A B．用交流電流表測交變電流時(shí)，指針來回?cái)[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i＝20sin 10πt(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)錯誤；交流電流表測交變電流時(shí)，指針不會來回?cái)[動，B項(xiàng)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(xiàng)正確；由ω＝2πf，得正弦交變電流i＝20sin 10πt(A)的頻率為 5 Hz，D項(xiàng)錯誤． 【答案】　C 3．(多選)如圖528甲所示，在勻強(qiáng)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528 A．兩次t＝0時(shí)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2∶3 C．曲線a表示的交變電動勢頻率為25 Hz D．曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V 【解析】　由題圖乙知t＝0時(shí)兩次轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的瞬時(shí)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Ta∶Tb＝2∶3，再由周期與轉(zhuǎn)速的關(guān)系n＝得na∶nb＝3∶2，故B錯誤；因Ta＝410－2 s，故fa＝＝25 Hz，C正確；因Ema＝15 V，而Em＝NBSω＝，故Emb＝Ema＝10 V，Eb＝＝5 V，D錯誤． 【答案】　AC 4．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529 A．5 A　　 B．5 A C．10 A D．2.5 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I1＝2.5 A和I2＝7.5 A，分別取一個周期T中的前0.01 s和后0.01 s計(jì)算產(chǎn)生的電熱Q＝IR0.01 J＋I(xiàn)R0.01 J，再利用有效值的定義得Q＝I2R0.02 J，解得I＝2.5 A. 【答案】　D 5．(多選)有一個電子元器件，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(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】　CD 6．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(shí)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(shí)電壓表的示數(shù)是(　　) 甲　　乙　 圖5210 A．220 V　　　B．156 V　　　C．110 V　　　D．78 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U＝110 V≈156 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)n＝400，電阻r＝0.1 Ω，長L1＝0.05 m，寬L2＝0.04 m，角速度ω＝100 rad/s，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.25 T．線圈兩端外接電阻R＝9.9 Ω的用電器和一個交流電流表(內(nèi)阻不計(jì))，求： 圖5211 (1)線圈中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢； (2)電流表的讀數(shù)； (3)電阻上消耗的電功率． 【解析】　(1)Em＝nBSω， 代入數(shù)據(jù)得Em＝4000.250.050.04100 V＝20 V. (2)Im＝，代入數(shù)據(jù)得Im＝ A＝2 A. 因?yàn)槭钦沂浇蛔冸娏?，所以電流表讀數(shù)即有效值 I＝＝ A≈1.41 A. (3)P＝I2R＝()29.9 W＝19.8 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)室中有一臺手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω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)動時(shí)，產(chǎn)生的電動勢e＝10sin 10πt(V)，則(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：57272102】 圖5212 A．該交變電流的頻率為10 Hz B．該電動勢的有效值為10 V C．外接電阻R所消耗的電功率為10 W D．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(xiàng)A錯誤；該電動勢的有效值為E＝10 V，選項(xiàng)B錯誤；電路中交流電流表的示數(shù)為電流的有效值，為I＝＝1.0 A，選項(xiàng)D正確；外接電阻R所消耗的電功率為P＝I2R＝9 W，選項(xiàng)C錯誤． 【答案】　D 2．一個矩形線圈在勻強(qiáng)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(jì)時(shí)，當(dāng)t＝T時(shí)，線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值為2 V，則此交變電流的有效值為(　　) A．2 V B．2 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e＝Em sin ωt得2 V＝Emsin ，由此得Em＝4 V，因此有效值為2 V，選項(xiàng)A正確． 【答案】　A 3．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r＝0.02 Ω，則在0～10 s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱為(　　) 圖5213 A．80 J B．85 J C．90 J D．125 J 【解析】　由交變電流的有效值定義知2R＋(2 A)2R＝I2RT，該交變電流的有效值I＝ A，線圈的總電阻R總＝1000.02 Ω＝2 Ω，由Q＝I2R總t得Q＝85 J，選項(xiàng)B正確． 【答案】　B 4．如圖5214所示，在勻強(qiáng)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 Ω.從線圈平面與磁場方向平行時(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5214 A．線圈消耗的電功率為1 W B．線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 A C．任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動勢為e＝2cos t(V) D．任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為Φ＝sin t ( Wb) 【解析】　從垂直中性面開始其瞬時(shí)表達(dá)式為i＝Imcos θ，則電流的最大值Im＝＝2 A；線圈消耗的電功率P＝I2r＝2r＝4 W，選項(xiàng)A錯誤；有效值I＝＝ A，選項(xiàng)B錯誤；感應(yīng)電動勢的最大值Em＝Imr＝22 V＝4 V，任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動勢e＝Emcos t＝4cos t(V)，選項(xiàng)C錯誤；任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量Φ＝BSsin t，根據(jù)公式Em＝NBSω得BS＝，Φ＝sin t(Wb)，選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 5．(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：57272103】 圖5215 A．此交變電流的頻率為5 Hz B．該交變電流的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝12sin 10πt(V) C．將標(biāo)有“12 V　3 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(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T＝0.2 s，交變電壓的最大值Um＝12 V，所以此交變電流的頻率f＝＝5 Hz，角速度ω＝＝10π rad/s，交變電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式u＝Umsin ωt＝12sin 10πt(V)，選項(xiàng)A、B均正確；標(biāo)有“12 V　3 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U＝＝6 V，所以燈泡不能正常發(fā)光，選項(xiàng)C錯誤；題圖象上對應(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】　ABD 6．如圖5216所示電路中，電源電壓u＝311sin 100πt V，A、B間接有“220 V　440 W”的電暖寶、“220 V　220 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5216 A．交流電壓表的示數(shù)為311 V B．電路要正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3 A C．電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍 D．1 min內(nèi)抽油煙機(jī)消耗的電能為1.32104 J 【解析】　由u＝311sin 100πt(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錯誤；由兩用電器的額定功率為660 W，根據(jù)P＝UI可知，保險(xiǎn)絲的額定電流應(yīng)不小于3 A，選項(xiàng)B錯誤；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錯誤；根據(jù)W＝Pt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)磁場中有一個內(nèi)阻r＝3 Ω、面積S＝0.02 m2的半圓形導(dǎo)線框可繞OO′軸旋轉(zhuǎn)．已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T．若線框以ω＝100π rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，且通過電刷給“6 V　12 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)電動勢的瞬時(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)動時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值 Em＝BSω＝10 V， 則感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式 e＝Emcosωt＝10cos 100πt(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R＝＝3 Ω， 故流過的電荷量q＝T＝＝ 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E＝＝10 V， 燈泡兩端電壓U＝R＝5 V<6 V， 故燈泡不能正常發(fā)光，其實(shí)際功率 P＝＝ W. 【答案】　(1)e＝10cos 100πt V　(2) C　無關(guān)　(3)不能　 W