年新培優(yōu)同步教科版物理選修3-2練習(xí)：第二章2描述交流電的物理量+Word版

1、2022-2022 年新培優(yōu)同步教科版物理選修3-2 練習(xí)：其次章2.描述溝通電的物理量+Word 版含解析2.描述溝通電的物理量基礎(chǔ)鞏固1.小型溝通發(fā)電機(jī)中 ,矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動 ,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系 ,如下列圖 .此線圈與一個 R= 10 的電阻構(gòu)成閉合電路 ,不計(jì)電路的其他電阻 ,以下說法正確的是 A.交變電流的周期為 0.125 s B.交變電流的頻率為 8 Hz C.交變電流的有效值為D.交變電流的最大值為 4 A 解析 :由題圖可知 ,交變電流的周期 T= 0.250 s,頻率 f Hz, 應(yīng)選項(xiàng) A、B 錯誤 ;交變電流的有效值I A A, 應(yīng)選項(xiàng)

2、 C 正確 ;交變電流的最大值 I m A, 應(yīng)選項(xiàng) D 錯誤 .答案 :C 2.以下說法錯誤選項(xiàng) A.耐壓值為 300 V 的電容器兩端可安全接到 220 V 的溝通電源上B.溝通電氣設(shè)備上所標(biāo)出的額定電壓值和額定電流值均為有效值C.運(yùn)算溝通電的電功、電功率及電熱時(shí)電壓、電流必需用溝通電的有效值D.沒有特殊說明時(shí)溝通電的數(shù)值均指有效值解析 :有效值為 220 V 的溝通電電壓的最大值為311 V, 高于電容器的耐壓值300 V, 選項(xiàng) A 錯誤 ;溝通電氣設(shè)備上所標(biāo)出的額定電壓值和額定電流值均為有效值,選項(xiàng) B 正確 ;運(yùn)算溝通電的電功、電功率及電熱時(shí)電壓、電流必需用溝通電的有效值,選項(xiàng) C

3、 正確 ;沒有特殊說明時(shí)溝通電的數(shù)值均指有效值,選項(xiàng) D 正確 . 答案 :A 1 / 9 2022-2022 年新培優(yōu)同步教科版物理選修 3-2 練習(xí)：其次章 2. 描述溝通電的物理量 +Word 版含解析3.多項(xiàng) 一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動 ,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 e 隨時(shí)間 t 的變化規(guī)律如下列圖,以下說法正確的有 A.t1時(shí)刻線圈位于中性面B.t2時(shí)刻通過線圈的磁通量最大C.電動勢的有效值為D.一個周期內(nèi)交變電流的方向轉(zhuǎn)變一次解析 :矩形線圈中產(chǎn)生正弦交變電流 ,當(dāng)線圈通過中性面時(shí) ,磁通量最大 ,感應(yīng)電動勢為零 ,電動勢方向發(fā)生轉(zhuǎn)變 .而當(dāng)線圈與磁場平行時(shí) ,磁通量為

4、零 ,感應(yīng)電動勢最大 ,磁通量的變化率最大 .一個周期內(nèi)交變電流的方向轉(zhuǎn)變兩次 .t1 時(shí)刻感應(yīng)電動勢為零 ,線圈通過中性面 ,磁通量最大 ,線圈位于中性面 ,故 A正確 ;由圖 t2 時(shí)刻 ,感應(yīng)電動勢為最大值 ,通過線圈的磁通量為零 ,故 B 錯誤 ;電動勢的有效值為 故 C正確 ;一個周期內(nèi)交變電流的方向轉(zhuǎn)變兩次 ,故 D 錯誤 .答案 :AC 4.多項(xiàng) 阻值為 10 的電阻接在電壓波形如下列圖的溝通電源上,以下說法正確選項(xiàng) A.電壓的有效值為10 V B.通過電阻的電流的有效值為C.電阻消耗的電功率為 5 W D.電阻每秒產(chǎn)生的熱量為 10 J 2 / 9 2022-2022 年新培優(yōu)

5、同步教科版物理選修 3-2 練習(xí)：其次章 2. 描述溝通電的物理量 +Word 版含解析解析 :由電壓波形圖可知電壓的峰值為 10 V, 有效值為 V,通過電阻的電流的有效值為 IA,選項(xiàng) A 錯誤 ,選項(xiàng) B 正確 ;電阻消耗的電功率為P=I2R=5 W, 選項(xiàng) C 正確 ;電阻每秒產(chǎn)生的熱量為Q=Pt= 5 J,選項(xiàng) D 錯誤 .答案 :BC 5.如下列圖的坐標(biāo)圖是一交變電流的i-t 圖像 ,其中 01 s 等時(shí)間段的圖像為正弦曲線的一部分,就該交變電流的有效值為 A.4 A B.解析 :設(shè)該交變電流的有效值為I,由有效值的定義得而t=t 1+t 2,代入數(shù)據(jù)解得 I A,應(yīng)選項(xiàng) D 正確

6、 .答案 :D 6.某交變電壓為 u= 就A.用此交變電流作打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源時(shí) ,打點(diǎn)周期為 2 s B.把額定電壓為 6 V 的小燈泡接在此電源上 ,小燈泡正常發(fā)光C.把額定電壓為 6 V 的小燈泡接在此電源上 ,小燈泡將燒毀D.耐壓 6 V 的電容器可以直接用在此電源上3 / 9 2022-2022 年新培優(yōu)同步教科版物理選修 3-2 練習(xí)：其次章 2. 描述溝通電的物理量 +Word 版含解析解析 :由表達(dá)式可知電壓的最大值是 V, 角速度是 100 rad/s,所以電壓的有效值是 6 V, 周期是 0.02 s,所以 B 正確 ,A、 C、D 錯誤 .答案 :B 7.溝通電源電壓u=

7、20sin 100t V,電路中電阻R= 10 ,如下列圖 ,電路中電流表和電壓表的讀數(shù)分別為 A.1 .41 A,14 .1 V B.1.41 A,20 V C.2 A,20 V D.2 A,14 .1 V 解析 :電流表和電壓表測量的是交變電流的有效值,由 u= 20sin 100t V 知 Um= 20 V, 故 UV 14.1 V, 電流表的讀數(shù)IA,應(yīng)選項(xiàng) A 正確 .答案 :A 8.多項(xiàng) 圖甲是小型溝通發(fā)電機(jī)的示意圖 ,兩磁極 N、S 間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場 ,A為溝通電流表 ,線圈繞垂直于磁場的水平軸 OO沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動 ,從圖示位置開頭計(jì)時(shí) ,產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)

8、間變化的圖像如圖乙所示 ,以下判定正確選項(xiàng) A.電流表的示數(shù)為 10 A B.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為 50 rad/s 4 / 9 2022-2022 年新培優(yōu)同步教科版物理選修3-2 練習(xí)：其次章2.描述溝通電的物理量+Word 版含解析C.0.01 s 時(shí)線圈平面與磁場方向平行D.0.02 s 時(shí)電阻 R 中電流的方向自右向左解析 :題圖乙可知溝通電電流的最大值是I m=1A,就有效值為IA=10 A; 由于電流表的示數(shù)為有效值 ,故示數(shù) I= 10 A, 故 A 正確 ;角速度 rad/s,故 B 錯誤 ;0.01 s 時(shí)線圈中的感應(yīng)電流達(dá)到最大 ,感應(yīng)電動勢最大 ,就穿過線圈的磁通量變化最

9、快 ,磁通量為 0,故線圈平面與磁場方向平行 ,故 C 正確 ;由楞次定律可判定出 0.02 s 時(shí)流過電阻的電流方向自左向右 ,故 D 錯誤 .答案 :AC 9.如下列圖 ,一個面積為 S的單匝矩形線圈 ,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中 ,從圖示位置開頭以角速度 勻速轉(zhuǎn)動 ,就線圈中產(chǎn)生的溝通電動勢的最大值為 ,瞬時(shí)表達(dá)式為 ,其中 是相位 , 是初相 .解析 :線圈中產(chǎn)生的溝通電動勢的最大值 Em=BS,瞬時(shí)表達(dá)式e=BSsie=BSsi其中 t是相位是初相 .答案 :BS10.如圖甲所示的圖像是某種型號的電熱毯的電路圖,電熱毯接在溝通電源上,通過裝置 P 使加在電熱絲上的電壓的波形如圖

10、乙所示為正弦曲線的一部分.此時(shí)接在電熱絲兩端的溝通電壓表的讀數(shù)為.5 / 9 2022-2022 年新培優(yōu)同步教科版物理選修 3-2 練習(xí)：其次章 2. 描述溝通電的物理量 +Word 版含解析解析 :從題圖乙中 u-t 圖像看出 ,每個周期的前半周期是正弦圖形 ,其有效值為 V; 后半周期電壓為零.依據(jù)有效值的定義得U= 155.5 V .答案 :155.5 V 才能提升1.一臺小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖像如圖甲所示 .已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0 ,就外接一只電阻為 95.0 的燈泡 ,如圖乙所示 ,就 A.電壓表 V 的示數(shù)為 220 V B.電路中的電流方向每秒轉(zhuǎn)變 5

11、0 次C.燈泡實(shí)際消耗的功率為 484 W D.發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為 24.2 J 解析 :由題圖甲中電動勢的圖像知 ,其最大值為 22 V, 故有效值為 220 V, 電壓表測量燈泡兩端電壓U= 209 V, 選項(xiàng) A 錯誤 ;溝通電的周期 T= 0.02 s,頻率 f Hz,方向每秒轉(zhuǎn)變 100 次,選項(xiàng) B 錯誤 ;燈泡消耗的功率 P=I 2R W= 459.8 W,選項(xiàng) C 錯誤 ;發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱Q=I 2rt J= 24.2 J,選項(xiàng) D 正確 .答案 :D 2.一個匝數(shù)為 100 匝,電阻為 0.5 的閉合線圈處于某一磁場中 ,磁場方向垂直于線圈平面 ,

12、從某時(shí)刻起穿過線圈的磁通量按圖示規(guī)律變化 ,就線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為 6 / 9 2022-2022 年新培優(yōu)同步教科版物理選修3-2 練習(xí)：其次章2.描述溝通電的物理量+Word 版含解析A.5 B.解析 :01 s 內(nèi),感應(yīng)電動勢為E1V,電流為 2 A;1 1.2 s內(nèi),感應(yīng)電動勢E2V, 感應(yīng)電流為 10 A,一個周期內(nèi)發(fā)熱量為得I=A,B 正確 .答案 :B 3.多項(xiàng) 如圖甲所示 ,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)生的交變電動勢圖像如圖乙中曲線 a、 b 所示 ,就 A.兩次 t= 0 時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B.曲線 a

13、、b 對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為 23 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 :由交變電流的圖像獲得最大值、周期等信息 ,結(jié)合交變電流的產(chǎn)生過程求解 .由圖像可知 ,兩次轉(zhuǎn)動都是從中性面開頭計(jì)時(shí)的 ,故 A 正確 .由圖像可知 ,曲線 a、b 對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)動的周期之比為 23,就轉(zhuǎn)速之比為 32,故 B 錯誤 .由圖像可知曲線 a 的周期 Ta= 4 10-2 s,就曲線 a 表示的交變電動勢頻率 fa Hz, 故 C 正確 .交變電動勢的最大值 Em=nBS,就曲線 a、b 表示的交變電動勢的峰值7 / 9 2022-2022 年

14、新培優(yōu)同步教科版物理選修3-2 練習(xí)：其次章2.描述溝通電的物理量+Word 版含解析之比為 EmaEmb=ab=32,即 EmbE有V=V,D 錯誤 .答案 :AC V, 故曲線 b 表示的交變電動勢的有效值為4.如下列圖 ,一面積為 S、匝數(shù)為 N、電阻為 r 的矩形線圈 ,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中繞OO軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動 ,外電路電阻為 R電表均為抱負(fù)電表 ,求: 1以圖示位置開頭計(jì)時(shí) ,寫出線圈中感應(yīng)電動勢 e 隨時(shí)間 t 變化的表達(dá)式 ; 2電壓表的讀數(shù) U 和電流表讀數(shù) I; 3線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過 90 的過程中 ,外力對線框做的功 W.解析 :1從中性面開頭 ,電壓為正

15、弦函數(shù)e=E msin t=NBS sin t.2產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為 Em=NBS ,電動勢的有效值為 E由閉合電路歐姆定律得 ,回路中電流的有效值為 I電壓表的讀數(shù) U=IR3線圈轉(zhuǎn)過 90 所用的時(shí)間 tQ=I2R+r t外力對線框做的功等于電路中產(chǎn)生的熱量答案 :1e=NBSsin t28 / 9 2022-2022 年新培優(yōu)同步教科版物理選修 3-2 練習(xí)：其次章 2. 描述溝通電的物理量 +Word 版含解析5.如下列圖 ,一個小型旋轉(zhuǎn)電樞式溝通發(fā)電機(jī) ,其矩形線圈的長度為 a,寬度為 b,共有 n 匝,總電阻為 r,與線圈兩端相接觸的集流環(huán)上接有一個阻值為R 的定值電阻 ,線圈以角速度 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場中繞與磁場方向垂直的對稱軸 方向 ,t= 0 時(shí)刻線圈平面如下列圖 .OO勻速轉(zhuǎn)動 ,沿轉(zhuǎn)軸 OO方向看去 ,線圈轉(zhuǎn)動沿逆時(shí)針1寫出線圈轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式 ; 2求線圈