高中物理3.2 交变电流的描述课后测评

3.2交变电流的描述基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．下面说法正确是( )

A．感抗仅与电源频率有关，与线圈自感系数无关

B．容抗仅与电源频率有关，与电容无关

C．感抗.容抗和电阻等效，对不同交变电流都是一个定值

D．感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用

2．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。则(     )

A．t=0时，线圈平面平行于磁感线

B．t=1 s时，线圈中的电流改变方向

C．t=1.5 s时，线圈中的感应电动势最大

D．t=2 s时，线圈刚好不受安培力

3．如图所示，为一交流随时间变化的图象，则此交流的有效值为（     ）

A． B． C． D．

4．如右图所示电路，交流点的最大值保持不变，若提高交流电的频率，则下列说法正确的是（ ）

A．电容器上的电荷量的最大值增大

B．电容器容抗增大

C．电路中灯泡亮度变亮

D．电路中灯泡亮度变暗

5．由交流发电机、定值电阻R、交流电流表组成的闭合回路如图所示。线圈ABCD逆时针方向转动，下列说法正确的是（　　）

A．线圈转动过程中AD、BC边产生感应电动势

B．线圈转动到图中位置时，感应电流方向为ADCBA

C．线圈匀速转动时，交流电流表指针左右摆动

D．线圈转动到中性面的瞬间，电路中的电流最大

6．下列物理量中，属于矢量的是（　　）

A．感应电动势

B．磁通量

C．磁感应强度

D．交变电流的有效值

7．如图所示，该图是一正弦式交流电的电压随时间变化的图象，下列说法中不正确的是

A．它的频率是50HZ

B．电压的有效值为311V

C．电压的周期是 0.02s

D．电压的瞬时表达式是u="311" sin314t v

8．一根电阻丝接入220V的直流电路中，1 min内产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交流电路中，2min内产生的热量也是Q，则该正弦交流电路的电压最大值为：

A．310V B．220V C．155.5V D．110V

9．2020年3月28日消息，随着复产复工有序推进，全国发电量、用电量出现明显回升。如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，单匝线圈逆时针匀速转动，产生的交变电流随时间按正弦规律变化，其图像如图乙所示，以下说法正确的是（　　）

A．线圈转动两周，电流的方向改变2次

B．从线圈经过图示位置开始计时，则电动势e随时间变化的规律为

C．在到时间内，穿过线圈的磁通量逐渐增大

D．若只将线圈的转速变为原来的2倍，则周期变为

10．如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系.则甲、乙交流电的有效值之比为（　　）

A． B． C． D．

11．如图甲所示为小型旋转电枢式交流发动机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与的电阻连接，电流表和电压表均为理想电表，若在时刻，线圈平面与磁场方向垂直，穿过每匝线圈的磁通量随时间按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法正确的是（　　）

A．此交流发电机产生感应电动势的最大值为

B．感应电流随时间变化的函数表达式为

C．1min内电阻R上产生的焦耳热为

D．线圈从图甲所示的位置转过的过程中通过电阻R的电荷量为

12．图为一交流发电机示意图，线圈在匀强磁场中绕固定轴沿顺时针方向匀速转动，产生的电动势的瞬时值表达式为。已知线圈电阻，定值电阻，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　）

A．电流表读数为

B．电压表读数为

C．时刻，穿过线圈的磁通量最大

D．内，通过电阻R的电荷量为

13．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示．不计线圈的电阻，下列说法正确的是（       ）

A．产生的感应电动势瞬时值表达式为(V)

B．若与一个R=10Ω的电阻构成闭合回路，交变电流的有效值为A

C．若将此电动势加在电容为C＝1μF的电容器上，则该电容器的耐压   值应不小于V

D．若该交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动的速度增大到原来的2倍，则产生的感应电动势的最大值为V

14．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流如图所示，由此可知（　　）

A．在t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值

B．在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值

C．在t3时刻穿过线圈的磁通量达到峰值

D．在t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值

15．某交流电源可在改变其输出电流的频率的同时保持其输出电压不变，现用此电源对如图所示的电路供电，灯A、B、C分别与电容C0、电感线圈L、定值电阻R串联，此时三只灯泡亮度相同．现保持电压不变，让频率变为原来的两倍，则三只灯泡的亮度变化是

A．A灯比原来亮

B．B灯比原来亮

C．C灯比原来亮

D．A、B、C三灯亮度仍然相同

二、填空题（共4题）

16．动力线路用的正弦式交流电的电压是380V，它们的有效值是________V、峰值是_______V.．

17．某交变电流电压表达式为求这个交变电压的最大值Um________、有效值U________、周期T________、频率f________．画出交变电流的u-t图__________。

18．把标有“，”的灯泡，接在交流电源上，若它的实际功率只有，则交流电源电压的最大值为__________（灯泡的电阻不变）。

19．如图是某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图．他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流计相连．摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场（可视为匀强磁场）垂直．摇动时，铜芯线所围成半圆周的面积S＝2 m2，转动角速度   rad/s，用电流计测得电路中电流I＝40 μA，电路总电阻R＝10 Ω，g取10 m/s2， ＝2.25，则该处地磁场的磁感应强度B=_______;从铜芯线所在平面与该处地磁场平行开始计时，求其转过四分之一周的过程中，通过电流计的电荷量q=______；求铜芯线转动一周的过程中，电路产生的焦耳热Q=________

三、综合题（共4题）

20．如图所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度B=0.5T，线圈匝数N=50，每匝线圈面积为0.48m2，转速为150r/min，线圈在匀速转动过程中，从图示位置开始计时。写出交变感应电动势瞬时值的表达式。

21．如图所示，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，有一正方形导线圈abcd，边长L=0.2m。线圈的ad边与磁场的左边界重合，线圈的电阻R=0.4Ω。用外力使线圈从磁场中运动出来：第一次是用力使线圈以ad边为轴，匀速转动出磁场，第二次是用力使线圈向左匀速平移出磁场，两次所用时间都是 t =0.1s。求：（计算时π2取10）

(1)分别计算两次线圈移出磁场过程中，外力对线圈做的功；

(2)计算两种情况下线圈产生的热量之差。

22．如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，求

(1)电压表的读数为多少？

(2)当线圈由图示位置转过时，通过电阻R的电流为多少？

(3)当线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为多少？

(4)在线圈转过一周的过程中，电阻R上产生的焦耳热为多少？

23．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd绕垂直磁场方向的轴以角速度匀速转动，其中ab边长为l1，bc边长为l2，线圈匝数为N，线圈电阻为r，外电路电阻为R。求：

（1）图示时刻矩形线圈中产生的瞬时感应电动势e的大小；

（2）线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量q；

（3）线圈由中性面位置转过的过程中，电阻R上所产生的热量Q。

参考答案：

1．D

2．A

3．B

4．C

5．B

6．C

7．B

8．B

9．D

10．C

11．B

12．D

13．B

14．B

15．A

16．     380     537

17．     20V     10V     0.02s     50Hz    

18．36

19．     2×10-5T     4×10-6C     7.2×10-9J

20．e=188sin5πt（V）

21．(1)，；(2)

22．(1)；(2)；(3)；(4)

23．（1）NBl1l2ω；（2）；（3）