人教版選修32 第五章 第2節(jié) 描述交變電流的物理量 課時作業(yè).docx

2描述交變電流的物理量某發(fā)電機產(chǎn)生的交變電動勢為e=50sin 100t(v),對此電動勢,下列表述正確的是()a.最大值是502 vb.頻率是100 hzc.有效值是252 vd.周期是0.01 s(多選)如圖5-2-1所示是某種正弦式交變電壓的波形圖,由圖可確定該電壓的() 圖5-2-1a.周期是0.01 sb.最大值是311 vc.有效值是220 vd.表達式為u=220sin 100t(v)2017安徽蚌埠二中高二期中如圖5-2-2甲所示是小型交流發(fā)電機的示意圖,兩磁極n、s間的磁場可視為水平方向的勻強磁場,a為交流電流表.線圈繞垂直于磁場的水平軸oo勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計時,產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示.以下判斷正確的是() 圖5-2-2a.線圈轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為25 r/sb.電流表的示數(shù)為10 ac.1 s內(nèi)線圈中電流方向改變了50次d.t=0.01 s時線圈平面與中性面重合矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為50 v,當(dāng)該線圈由圖5-2-3所示位置轉(zhuǎn)過30時,線圈中的感應(yīng)電動勢大小為()圖5-2-3a.50 vb.253 vc.25 v d.10 v(多選)在阻值為10 的電阻兩端加上如圖5-2-4所示的交流電壓,則以下說法中正確的是()圖5-2-4a.電壓的有效值為10 vb.電阻消耗的電功率為5 wc.通過電阻的電流有效值為22 ad.電阻每秒鐘產(chǎn)生的熱量為10 j一個矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢e=2002sin 100t(v),那么()a.該交變電動勢的頻率是100 hzb.當(dāng)t=0時,線圈平面恰好與中性面垂直c.當(dāng)t=1200 s時,e達到峰值d.該交變電動勢的有效值為2002 v某臺家用柴油發(fā)電機正常工作時能夠產(chǎn)生與我國照明電網(wǎng)相同的交變電流.現(xiàn)在該發(fā)電機出現(xiàn)了故障,轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動時的轉(zhuǎn)速只能達到正常工作時的一半,則它產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的圖像是圖5-2-5中的()圖5-2-5(多選)2017貴州凱里一中高二期中一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖5-2-6甲所示,已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0 ,現(xiàn)外接一個電阻為95.0 的燈泡,如圖乙所示,則()圖5-2-6a.電動勢的周期為0.02 sb.電路中電壓表的示數(shù)為220 vc.電動勢的有效值為220 vd.發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為20 j(多選)已知甲交變電壓隨時間的變化規(guī)律為u甲=141sin (100t+2)(v),乙交變電壓隨時間的變化規(guī)律為u乙=311sin (100t+6)(v).比較甲、乙兩交變電壓,可知()a.甲的峰值是282 v,乙的峰值是622 vb.甲、乙的周期都是100 sc.甲的頻率與乙的頻率相等d.甲、乙的相位差不變,是3圖5-2-7甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖,其矩形線圈在磁感應(yīng)強度為b的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸oo勻速轉(zhuǎn)動,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與阻值r=10 的電阻連接,與電阻并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表,示數(shù)是10 v.圖乙是矩形線圈中磁通量隨時間t變化的圖像.下列說法正確的是()圖5-2-7a.電阻r上消耗的電功率為20 wb.t=0.02 s時電阻r兩端的電壓瞬時值為零c.電阻r兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u=14.1cos 100t(v)d.通過電阻r的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i=1.41cos 50t(a)(多選)如圖5-2-8所示,圖線a和圖線b分別表示線圈a和線圈b在同一勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時通過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律.已知線圈a的匝數(shù)與線圈b的匝數(shù)分別為10匝和30匝,以下說法正確的是()圖5-2-8a.線圈a與線圈b的轉(zhuǎn)速之比為23b.線圈a與線圈b產(chǎn)生的最大電動勢之比為11c.線圈a產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e=500cos 5t(v)d.線圈b在t=0.3 s時刻的感應(yīng)電流為零(多選)傳統(tǒng)的自行車發(fā)電機內(nèi)部電路如圖5-2-9甲所示,驅(qū)動軸一端與自行車車輪相連,另一端連接條形永久磁鐵,車輪轉(zhuǎn)動過程中,驅(qū)動軸帶動磁鐵在鐵芯之間勻速轉(zhuǎn)動,發(fā)電機線圈兩端產(chǎn)生的交變電壓波形如圖乙所示.已知波形圖中正、負尖峰電壓分別為um和-um,兩個相鄰正、負尖峰電壓所對應(yīng)的時間差為t,發(fā)電機線圈匝數(shù)為n.以下判斷正確的是()甲乙圖5-2-9a.驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動的角速度=2tb.線圈電壓的有效值u=2um2c.穿過線圈的磁通量變化率的最大值km=umnd.在相鄰兩個正尖峰時間內(nèi),通過線圈的導(dǎo)線橫截面的電荷量等于零2017甘肅會寧一中高二期中如圖5-2-10所示為交流發(fā)電機示意圖,匝數(shù)n=100匝的矩形線圈相鄰兩邊長分別為10 cm和20 cm,內(nèi)阻為5 ,在磁感應(yīng)強度b=0.5 t的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的oo軸以502 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動,線圈和外部阻值為20 的電阻r相連.(1)s斷開時,求電壓表示數(shù).(2)s閉合時,求電壓表示數(shù)和電流表示數(shù).圖5-2-101.c解析 由電動勢的表達式可知,最大值為50 v,而有效值為e=502 v=252 v,a錯誤,c正確;由=2f,可得頻率f=50 hz,周期t=1f=0.02 s,b、d錯誤.2.bc解析 由圖知,周期t=0.02 s,電壓最大值um=311 v,則有效值u=um2=220 v,表達式為u=umsin 2tt=311sin 100t(v),選項b、c正確,選項a、d錯誤.3.b解析 周期t=0.02 s,轉(zhuǎn)速n=1t=10.02 r/s=50 r/s,a錯誤;由圖乙可知,交變電流的最大值是im=102 a,由于電流表的示數(shù)為有效值,故示數(shù)i=1022 a=10 a,b正確;交流電的頻率為50 hz,每個周期內(nèi)電流方向改變2次,故1 s內(nèi)線圈中電流方向改變了100次,c錯誤;t=0.01 s時線圈中的感應(yīng)電流達到最大,感應(yīng)電動勢最大,則穿過線圈的磁通量變化最快,磁通量為0,故線圈平面與磁場方向平行,與中性面垂直,d錯誤.4.b解析 當(dāng)從圖中所示位置轉(zhuǎn)過30時,即從中性面轉(zhuǎn)過了90-30,則此時感應(yīng)電動勢為e=50sin (90-30) v=253 v,選項b正確.5.bc解析 由圖像可知,交流電壓最大值為10 v,有效值為u=um2=102 v=52 v,a錯誤;根據(jù)p=i2r知,電阻消耗的電功率為p=u2r=(52)210 w=5 w,b正確;通過電阻的電流有效值為i=ur=5210 a=22 a,c正確;電阻每秒產(chǎn)生的熱量為q=pt=5 j,d錯誤.6.c解析 由電動勢瞬時值表達式e=nbssin t可知,該交變電動勢的頻率f=2=1002 hz=50 hz,選項a錯誤.當(dāng)t=0時,電動勢瞬時值為0,線圈平面恰好與中性面重合,選項b錯誤.當(dāng)t=1200 s時,e達到峰值em=2002 v,選項c正確.該交變電動勢的有效值e=em2=200 v,選項d錯誤.7.b解析 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為正常工作時的一半,由=2n=2t知,周期變?yōu)檎９ぷ鲿r的2倍,由em=nbs知,電動勢最大值變?yōu)檎９ぷ鲿r的一半,結(jié)合我國電網(wǎng)交流電實際情況可知,選項b正確.8.ac解析 由甲圖可知,周期為0.02 s,故選項a正確;由甲圖可知,電動勢最大值為2202 v,則電動勢有效值為220 v,故選項c正確;在閉合回路中,小燈泡兩端電壓小于220 v,故選項b錯誤;根據(jù)閉合電路歐姆定律得i=er+r=2205+95 a=2.2 a,則發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為q=i2rt=2.2251 j=24.2 j,故選項d錯誤.9.cd解析 甲、乙的峰值分別是141 v和311 v,a錯誤;甲、乙的周期均為t=26.2810-2 s,b錯誤;甲、乙的周期相等,則頻率也相等,c正確;頻率相同,相位差不變,=甲-乙=3,d正確.10.c解析 電阻r上消耗的電功率p=u2r=10 w,選項a錯誤;由圖像知,t=0.02 s時磁通量的變化率最大,電阻r兩端的電壓瞬時值最大,選項b錯誤;電阻r兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u=14.1cos 100t(v),通過電阻r的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i=ur=1.41cos 100t(a),選項c正確,選項d錯誤.11.bc解析 由圖像可得,線圈a與線圈b的周期分別為ta=0.4 s和tb=0.6 s,則線圈a與線圈b轉(zhuǎn)速之比為32,a錯誤;線圈a、b中產(chǎn)生的最大電動勢分別為ema=namaa=nama2ta=101020.4 v=500 v,emb=nbmbb=nbmb2tb=30520.6 v=500 v,所以線圈a與線圈b產(chǎn)生的最大電動勢之比為11,b正確;在t=0時刻,線圈a的感應(yīng)電動勢最大,因此感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e=500cos 5t(v),c正確;在t=0.3 s時刻,通過線圈b的磁通量為零,磁通量的變化率最大,故感應(yīng)電流最大,d錯誤.12.cd解析 兩個相鄰正、負尖峰電壓所對應(yīng)的時間差為t,則交變電流的周期t=2t,驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動的角速度=2t=t,選項a錯誤.由于產(chǎn)生的交變電流不是按照正弦規(guī)律變化,故線圈電壓的有效值不是22um,選項b錯誤.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,感應(yīng)電動勢與磁通量的變化率成正比,即um=nkm,故穿過線圈的磁通量變化率的最大值km=umn,選項c正確.在相鄰兩個正尖峰時間內(nèi),線圈轉(zhuǎn)過一個完