高中物理人教版2第五章交變電流2描述交變電流的物理量 省賽獲獎

第五章第2節描述交變電流的物理量練習1．以下說法正確的是()A．發電機、電動機銘牌上所標數值為有效值B．電容器的擊穿電壓為所加交變電壓的有效值C．交流電壓表所測數值為瞬時值D．保險絲的數值為最大值2．如圖所示是一交變電流的i－t圖象，則該交變電流的有效值為()A．4A B．2eq\r(2)A\f(8,3)A \f(2\r(30),3)A3．一正弦交流電的電壓隨時間變化的規律如圖所示．由圖可知()A．該交流電的電壓有效值為100VB．該交流電的頻率為25HzC．該交流電的電壓的有效值為100eq\r(2)VD．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率為50W4．如圖所示，單匝矩形線圈abcd處在磁感應強度為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場中，以恒定的角速度ω繞ab邊轉動，線圈所圍面積為S，線圈的總電阻為＝0時刻線圈平面與紙面重合，且cd邊正在離開紙面向外運動．則()A．時刻t線圈中電流的瞬時值i＝eq\f(BSω,R)cosωtB．線圈中電流的有效值I＝eq\f(BSω,R)C．線圈中電流的有效值I＝eq\f(\r(2)BSω,2R)D．線圈消耗的電功率P＝eq\f(BSω2,R)5．將阻值為5Ω的電阻接到內阻不計的交流電源上，電源電動勢隨時間變化的規律如圖所示，下列說法正確的是()A．電路中交變電流的頻率為B．通過電阻的電流為eq\r(2)AC．電阻消耗的電功率為D．用交流電壓表測得電阻兩端的電壓是5V6．一只電飯煲和一臺洗衣機同時并入u＝311sin314tV的交流電源上，均正常工作，用電流表分別測得電飯煲的電流是5A，洗衣機的電流是0.5A.下列說法正確的是()A．電飯煲的電阻是44Ω，洗衣機電動機線圈電阻是440ΩB．電飯煲消耗的功率為1555W，洗衣機電動機消耗的功率為C．1min內電飯煲消耗的電能為×104J，洗衣機電動機消耗的電能為×103JD．電飯煲的發熱功率是洗衣機電動機發熱功率的10倍7．將硬導線中間一段折成半圓形，使其半徑為R(m)，讓它在磁感應強度為B(T)、方向如圖所示的勻強磁場中繞軸MN勻速轉動，轉速為n(r/s)．導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路接有額定功率為P(W)的小燈泡并正常發光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計，則燈泡的電阻為()\f(2πR2nB2,P) \f(π2R2nB2,2P)\f(2πR2nB2,P) \f(πR2nB2,2P)8．如圖甲為電熱毯的電路圖，把電熱毯接在U＝311sin100πtV的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，通過裝置P使輸入電壓變為乙所示的波形，從而進入保溫狀態，若電熱絲電阻保持不變，此時交流電壓表的讀數是：________.9．如圖所示，線圈面積S＝×10－2m2，共20匝，電阻為Ω，勻強磁場的磁感應強度B＝，線圈繞OO′軸以某一角速度勻速轉動，恰好使標有“24V,30W”的電燈L10．如圖所示是一交流發電機的原理示意圖，在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一匝數為N，面積為S的矩形線圈，以角速度ω繞OO′軸做勻速轉動，這個線圈產生的交流電動勢的最大值是________，有效值是________，線圈從圖中位置轉過90°的過程中，電動勢的平均值是________．11．一小型發電機內的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉動，線圈的匝數n＝100，穿過線圈的磁通量Φ隨時間t的變化關系如圖所示，發電機線圈的電阻r＝5Ω，外電路電阻R＝95Ω，求串聯在外電路中的交流電流表的讀數．12．如圖所示，線圈abcd的面積是0.05m2，共100匝，線圈電阻為1Ω，外接電阻R＝9Ω，勻強磁場的磁感應強度為B＝eq\f(1,π)T，當線圈以300r/min的轉速勻速旋轉時，求：(1)若從線圈處于中性面開始計時，寫出線圈中感應電動勢的瞬時值表達式．(2)線圈轉過eq\f(1,30)s時電動勢的瞬時值為多大？(3)電路中電壓表和電流表的示數各是多少？13．如圖所示，設ab邊長為20cm，ad邊長為10cm，匝數為100匝，磁感應強度B為，線圈勻速轉動的角速度為314rad/s，從中性面開始計時，試寫出電動勢瞬時值表達式．如果該發電機接一阻值為190Ω的用電器，發電機線圈總內阻為10Ω，則該用電器消耗的電功率是多少？答案1．答案：A解析：為了表明交流電通過用電器產生的效果，用電器上所標的都是交流電的有效值，A對，交流電流表或交流電壓表都測的是有效值．C錯．電容器的耐壓值為最大值，保險絲的數值為有效值，B、D全錯．2．答案：D解析：設該交變電流的有效值為I，由有效值的定義得(eq\f(Im,\r(2)))2Rt1＋Ieq\o\al(2,m)Rt2＝I2Rt.而t＝t1＋t2，代入數據解得：I＝eq\f(2\r(30),3)A，故D正確．3．答案：BD解析：由圖象可看出該交流電的有效值為eq\f(100,\r(2))，A、C均錯；頻率為25Hz，B正確；P＝eq\f(U2,R)＝50W，D正確．4．答案：C解析：由題意得i＝eq\f(BSω,R)sinωt，電流有效值I＝eq\f(BSω,\r(2))，P＝eq\f(BSω2,2R)，所以只有C項正確．5．答案：C解析：由圖可讀出Um＝5V，T＝4×10－2s，由f＝eq\f(1,T)得f＝×102Hz，故A錯．由Im＝eq\f(Um,R)＝1A，而I有效＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(\r(2),2)A，故B錯，由PR＝I2R＝(eq\f(\r(2),2))2×5W＝，故C正確．電壓表測得數據為有效值eq\f(5,2)eq\r(2)V，故D錯．6．答案：C7．答案：B解析：由線圈在磁場中勻速轉動所產生的感應電動勢的最大值Em＝BSω和ω＝2nπ可知，Em＝B·eq\f(1,2)πR2·2nπ＝π2R2nB，所以有效值E＝eq\f(π2R2nB,\r(2)).由于小燈泡正常發光，所以R＝eq\f(E2,P)＝eq\f(π2R2nB2,2P)，B正確．8．答案：156V解析：電壓表的示數為有效值據有效值的定義有：eq\f(U2,R)·T＝eq\f(\f(Um,\r(2))2,R)·eq\f(T,2)∴U＝eq\r(\f(U\o\al(2,m),4))＝eq\f(Um,2)＝156V9．答案：；250rad/s10．答案：NBSωeq\f(\r(2),2)NBSωeq\f(2,π)NBSω11．答案：1.41A解析：由Φ－t圖象知：Φm＝×10－2Wb，T＝×10－2s，因Em＝nΦmω＝nΦmeq\f(2π,T)＝100×1×10－2×eq\f(2π,×10－2)V＝200V，根據歐姆定律，電路中的最大電流Im＝eq\f(Em,R＋r)＝eq\f(200,95＋5)A＝2A，故電流表讀數為I＝eq\f(Im,\r(2))＝1.41A.12．答案：(1)e＝50sin10πtV(2)(3)3.54A解析：分別把Em、ω的數值推算出來，代入一般表達式Emsinωt就得出了感應電動勢的瞬時值表達式，求瞬時值時，只需要把t的值代入表達式就可以了，最后一問是求線圈中的電流和線圈的端電壓，注意應為有效值．(1)e＝Emsinωt＝NBS2πnsin(2πnt)＝100×eq\f(1,π)××2π×eq\f(300,60)sin(2π×eq\f(300,60)t)V＝50sin10πtV.(2)當t＝eq\f(1,30)s時，電動勢的瞬時值e＝50sin(10π×eq\f(1,30))V＝.(3)電動勢的有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(50,\r(2))V＝，電流表的示數I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f,9＋1)A＝3.54A；電