高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册3.2 交变电流的描述练习题

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．图甲所示，将阻值为的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电阻上电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表为理想电表，下列说法正确的是（　　）

A．电阻R两端电压变化规律的函数表达式为

B．电阻R消耗的电功率为

C．若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，如图丙所示，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1A

D．图乙交变电流与图丁所示电流的有效值之比为

2．如图所示为一正弦交流电电压随时间变化的图象，下列表达式正确的是（　　）

A．e=2sin0.2πt（V） B．e=sin10πt（V）

C．e=2sin10πt（V） D．e=sin0.2πt（V）

3．下列关于交变电流的说法正确的是（　　）

A．用交流电流表测交变电流时，指针来回摆动

B．若交变电流的峰值为10A，则它的最小值为-10A

C．正弦交变电流的峰值为，频率为100Hz

D．我国工农业生产和生活用的交变电流频率为50Hz，故电流方向每秒改变100次

4．通过某电流表的电流按如图所示的规律变化，则该电流表的读数为（      ）

A．4A

B．4A

C．5A

D．5A

5．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电流i－t图象如图所示，则（　　）

A．t=0时，线圈平面与中性面重合

B．交变电流的瞬时表达式为i＝5cos50πt(A)

C．在t＝0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大

D．若发电机线圈电阻为0.4，则其产生的热功率为5W

6．如图所示，一个N匝矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴00′以恒定的角速度ω转动，线圈产生的电动势的最大值为，从线圈平面与磁感线平行时开始计时，则

A．线圈电动势的表达式e=sinωt（V）

B．在0～，这段时间内线圈中的感应电流先减小后增大

C．穿过线圈的磁通量的最大值

D．在0～这段时间内穿过线圈的磁通量一直在减小

7．甲乙两矩形单匝线圈分别在同一匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化关系分别如图中甲、乙所示，则（　　）

A．甲的频率是乙的频率的2倍

B．甲线圈的横截面积是乙线圈横截面积的6倍

C．t=1s时，两线圈中磁通量均为零

D．同一电容器对交变电流甲的阻碍较大

8．如图所示，半径为r的半圆形单匝线圈，以角速度绕直径匀速转动，的左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B.M为导电环，负载电阻为R，其它电阻不计，在线圈转动一周过程中（　　）

A．线圈内电流方向不变 B．感应电动势的最大值是

C．R上产生的热量为 D．通过R的电荷量为

9．如图所示，甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为r=2Ω的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器R的最大阻值为R0=4Ω，滑动片P位于滑动变阻器中点，定值电阻R1=7Ω，R2=2Ω，其他电阻不计。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合开关S。线圈转动过程中理想交流电压表示数是10V，图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图像。则下列说法正确的是（　　）

A．电阻R2的热功率为0.5W

B．0.02s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零

C．线圈产生的电压随时间变化的规律是

D．线圈从零时刻转动到s的过程中，通过的电荷量为

10．如图所示，直线MN右侧有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，有一个单匝、电阻为R、边长为L的导线框一半处于匀强磁场中，t＝0时刻，框面与磁场垂直，现让线框以MN为轴匀速转动，转速为n，则通过线框的感应电流的有效值为（　　）

A． B． C． D．

11．一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流（　　）

A．周期为0.125s B．电压的有效值为

C．电压的最大值为 D．电压瞬时值的表达式为

12．如图为某同学设计的一种发电装置。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角a均为，磁场均沿半径方向。N匝矩形线围abcd的边长ab=cd=L、bc=ad=2L。线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为R。则（　　）

A．矩形线围每转动一周，电流方向改变一次

B．从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式

C．线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小

D．外接电阻上电流的有效值

13．如图所示，交流电的变化周期为3s，则该电流的有效值为

A．6A

B．2A

C．3A

D．A

14．图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是(　　)

A．图甲表示交流电，图乙表示直流电

B．电压的有效值都是311 V

C．电压的有效值图甲大于图乙

D．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝220sin 100πt(V)

15．某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生了有效值为220V的正弦式交流电，将此交流电接入如图所示的电路中，发现三个完全相同的灯泡亮度均相同。仅使线圈的转速变为原来的倍，则下列说法正确的是（　　）

A．交变电流的有效值不变

B．灯泡L1亮度不变

C．三个灯泡中L2最亮

D．电容器有可能被击穿

二、填空题（共4题）

16．一台发电机产生的电动势的瞬时值表达式为：   ，则此发电机产生的电动势的最大值为___ V，有效值为___ V，发电机转子的转速为___转/秒．

17．如图所示是一个按正弦规律变化的交变电流的图象，则该交变电流的周期是______s，电压的有效值是_______V。

18．根据如图所示图象写出电压的瞬时值表达式________________。

19．若将一个标有“220 V；880W”的电炉接入的交流电路中，则通过电炉的电流强度的瞬时值表达式为_____；与电路串联的电流表的示数为_____A，与电炉并联的电压表的示数为_____V。

三、综合题（共4题）

20．有A、B、C三条导线，它们与大地之间的电压随时间变化的规律如图所示。这三个电压中，它们的峰值有什么关系？它们的周期有什么关系？

21．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B、方向竖直向下，在磁场中有一边长为l的正方形导线框，ab边质量为m，其余边质量不计，cd边有固定的水平轴，导线框可以绕轴转动。现将导线框拉至水平位置由静止释放，不计摩擦和空气阻力，导线框经过时间t转动到竖直位置，此时ab边的速度为v。

（1）求此过程中，导线框产生的平均感应电动势的大小。

（2）当导线框转动到竖直位置时，求导线框中感应电动势的大小。

22．如图所示,为交流发电机示意图，匝数为n =100匝矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内电阻r =5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO’轴以ω=rad/s的角速度匀速转动，线圈与外电阻R=20Ω相连接，求:

(1)从图示位置开始计时，写出瞬时电动势e的表达式

（2）开关S合上时，电压表和电流表示数．

(3)S闭合后，求线圈从图示位置转过900的过程中通过R的电量.

23．如图所示,一小型发电机内有N=100匝矩形线圈,线圈面积S="0.10" m2, 线圈总电阻r=1Ω．在外力作用下矩形线圈在磁感应强度B="0.10" T的匀强磁场中,以恒定的转速n ="50" r/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动,发电机线圈两端与R="9" Ω的电阻构成闭合回路. 从线圈平面通过中性面时开始计时.求:

（1）转过30°时线圈中产生的瞬时电动势的大小；

（2）转过60°的过程中通过电阻R的电荷量；

（3）线圈转动一周,电流通过电阻R产生的焦耳热．

参考答案

1．D

2．C

3．D

4．D

5．D

6．C

7．A

8．C

9．A

10．D

11．B

12．D

13．B

14．C

15．C

16．311;    220;    50;   

17．0.02    220   

18．

19．    4    220   

20．C的峰值最大，AB峰值相等；三个电压的周期相等。

21．（1）；（2）

22．(1)    (2)       (3)

23．（1）

（2）

（3）