高二物理选修3-2达标检测试题32.doc

由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎2　描述交变电流的物理量 ‎(时间：60分钟)‎ 知识点一　交变电流的周期和频率 ‎1．某交变电流的方向在1 s内改变100次，则其周期T和频率f分别为(　　)．‎ A．T＝0.01 s B．T＝0.02 s C．f＝100 Hz D．f＝50 Hz 解析　由于正弦式交变电流每周期内方向改变两次，所以其频率为50 Hz，由T＝，得T＝0.02 s.‎ 答案　BD ‎2.某交变电压随时间的变化规律如图‎5-2-12‎所示，则此交变电流的频率为________Hz.线圈转动的角速度是________rad/s.若将此电压加在10 μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________V.‎ 图‎5-2-12‎ 解析　由图象可知此正弦交变电压的峰值Um＝200 V，周期T＝0.02 s，频率f＝＝50 Hz；ω＝＝ rad/s＝100π rad/s.将该电压加在电容器上，电容器的耐压值应不小于200 V.‎ 答案　50　100π　200‎ ‎3．我国照明电压的瞬时值表达式为e＝220sin(100πt) V，它的周期是________，频率是________，在1 s内电流的方向改变________次，电压最大值为________．‎ 解析　由电压的瞬时值表达式e＝220sin(100πt) V可得Um＝220 V，ω 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎＝100 π rad/s，所以周期T＝＝0.02 s；由公式f＝得f＝50 Hz；一个周期内电流的方向改变两次，所以1 s内电流方向改变100次．‎ 答案　0.02 s　50 Hz　100　200 V 知识点二　交流电的有效值和最大值 ‎4．关于交流电的有效值U和最大值Um，下列说法中正确的是(　　)．‎ A．任何形式的交流电都具有U＝的关系 B．只有正弦交流电才具有U＝的关系 C．照明电压220 V，动力电压380 V指的都是最大值 D．交流电压表和交流电流表测的都是最大值 解析　电压、电流的有效值和峰值之间的倍关系是仅限于正弦交流电而言的．所以A是错误的，B是正确的，在交流电的讲述中没有特殊说明情况下的电流和电压均指有效值，C错误，交流电压表、电流表测的都是有效值，D错误．‎ 答案　B ‎5．(2012·广东理综)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin 100πt(V)．对此电动势，下列表述正确的有(　　)．‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ A．最大值是50 V B．频率是100 Hz C．有效值是25 V D．周期是0.02 s 解析　从中性面开始计时，交变电动势的表达式为e＝Emsin ωt，因e＝50 sin 100πt(V)，所以最大值Em＝50 V，A错误．由ω＝2πf＝100π rad/s得f＝50 Hz，B错误．有效值E＝＝25 V，C正确．T＝＝0.02 s，D正确．‎ 答案　CD ‎6．在电路的MN间加一如图‎5-2-13‎所示的正弦交流电，负载电阻为100 Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为 ‎(　　)．‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 图‎5-2-13‎ A．220 V,‎2.20 A B．311 V,‎‎2.20 A C．220 V,‎3.11 A D．311 V,‎‎3.11 A 解析　电压表和电流表表示的都是有效值，根据图象得出电压的有效值是220 V，根据欧姆定律得出电流的有效值是‎2.20 A.‎ 答案　A ‎7．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图‎5-2-14‎甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图5-2-14乙所示，则(　　)．‎ 图‎5-2-14‎ A．电压表的示数为220 V B．电路中的电流方向每秒钟改变50次 C．灯泡实际消耗的功率为484 W D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J 解析　由题图象可知电动势的有效值为220 V，而电压表测量的是路端电压，其大小为U＝R＝×95 V＝209 V，选项A错误；由图象读出交变电流的周期为T＝0.02 s，则频率f＝＝50 Hz，一个周期内电流的方向要改变2次，故每秒钟电流方向要改变2×50＝100(次)，选项B错误；灯泡的实际功率为P＝2R＝2×95 W＝459.8 W，选项C错误；由焦耳定律得Q＝2·rt＝2×‎ 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎5×1 J＝24. 2 J．故正确选项为D.‎ 答案　D ‎8.在图‎5-2-15‎所示电路中，A是熔断电流I0＝‎2 A的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝220sin(314t) V．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于(　　)．‎ 图‎5-2-15‎ A．110 Ω B．110 Ω C．220 Ω D．220 Ω 解析　U＝220 V，Rmin＝＝Ω＝110 Ω.‎ 答案　B ‎9．如图‎5-2-16‎所示的(a)、(b)两图分别表示两个交流电压，比较这两个交变电压，它们具有共同的(　　)．‎ 图‎5-2-16‎ A．有效值 B．频率 C．最大值 D．均不一样 解析　由题图可知，两个交变电压最大值均为2 V，周期均为0.4 s，可知B、C正确．题图(a)中电压有效值Ua＝，题图(b)中电压有效值Ub＝Um，A错．‎ 答案　BC 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎10.一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向固定轴转动．线圈匝数n＝100匝．穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图‎5-2-17‎所示．发电机内阻r＝5.0 Ω，外电路电阻R＝95 Ω，已知感应电动势的最大值Em＝nωΦm，其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数．‎ 图‎5-2-17‎ 解析　从题中Φt图线看出Φm＝1.0×10－2 Wb，T＝3.14×10－2 s．已知感应电动势的最大值Em＝nωΦm，又ω＝，故电路中电流最大值Im＝＝＝ A＝‎2 A，交流电流表读数是交流电的有效值，即I＝＝‎1.4 A.‎ 答案　‎‎1.4 A ‎11.电阻为1 Ω的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的正弦交流电的图象如图‎5-2-18‎图线a所示；当调整线圈转速后，该线圈中所产生的正弦交流电的图象如图5-2-18图线b所示，以下关于这两个正弦交变电流的说法正确的是(　　)．‎ 图‎5-2-18‎ A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为3∶2‎ C．交流电a的电动势的有效值为5 V D．交流电b的电动势的最大值为5 V 解析　由题图象可知，t 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 ‎＝0时刻线圈中的感应电流为0，感应电动势为0，穿过线圈的磁通量的变化率为0，所以穿过线圈的磁通量最大，选项A错误；由图象可得线圈先后两次转动的周期之比为0.4∶0.6＝2∶3，选项B正确；由图象可得交流电a的电流的最大值为‎10 A，有效值为 A＝‎5 A，又矩形线圈的电阻为1 Ω，所以交流电a的电动势的有效值为5 V，选项C正确；由E＝nBSω，ω＝可得电动势与周期成反比，所以交流b的电动势的最大值为 V，选项D错误．‎ 答案　BC ‎12．如图‎5-2-19‎甲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，线圈的匝数n＝100，电阻r＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿 过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图‎5-2-19‎乙所示正弦规律变化．‎ 图‎5-2-19‎ 求：(1)交流发电机产生的电动势最大值；‎ ‎(2)电路中电压表的示数；‎ ‎(3)R上的热功率．‎ 解析　(1)交流发电机产生电动势的最大值 Em＝nBSω 而Φm＝BS，ω＝，所以Em＝ 由Φ-t图线可知：Φm＝2.0×10－2Wb T＝6.28×10－2s，所以Em＝200 V.‎ ‎(2)电动势的有效值E＝＝100 V 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费 U＝E＝×100 V＝90 V＝127.3 V.‎ ‎(3)R上的功率为：‎ PR＝＝W＝180 W.‎ 答案　(1)200 V　(2)127.3 V　(3)180 W 由莲山课件提供http://www.5ykj.com/ 资源全部免费