鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3章 交变电流与远距离输电本章综合与测试课堂检测

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第3章 交变电流与远距离输电本章综合与测试课堂检测，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1.(2019河北承德高二上期末,)一交流电压的瞬时值表达式为u=2202 sin 50πt(V),下列判断正确的是 ( )

A.该交流电压的频率为50 Hz
B.t=0.01 s时,该交流电压的瞬时值为552 V
C.直接用电压表测该交流电压,其示数为220 V
D.若将该交流电压加在阻值为2 kΩ的电阻两端,则电阻的发热功率为20 W
2.(2020湖北襄阳高中调研,)如图所示,一个N匝矩形闭合线圈,总电阻为R,在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO'以恒定的角速度ω转动,线圈产生的电动势的最大值为Em,从线圈平面与磁感线平行时开始计时,则( )
A.线圈电动势的瞬时值表达式为e=Em sin ωt
B.当线圈转过π2时,磁通量的变化率达到最大值
C.穿过线圈的磁通量的最大值为Emω
D.线圈转动一周产生的热量为πEm2Rω
3.(2020北京通州高三上期末,)如图甲所示为一台小型发电机构造的示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。发电机线圈内电阻为1 Ω,外接灯泡的电阻为9 Ω,则( )
A.在t=0.01 s的时刻,穿过线圈的磁通量为零
B.瞬时电动势的表达式为e=62 sin 100πt(V)
C.电压表的示数为6 V
D.灯泡的电功率为72 W
4.(2020湖北沙市高二上期末,)如图所示,两根等高光滑的14圆弧轨道半径为r,间距为L,轨道电阻不计。在轨道顶端连有一阻值为R的电阻,整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B,现有一根长度稍大于L、电阻不计的金属棒从轨道最低位置cd开始,在拉力作用下以初速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动至ab处,则该过程中( )
A.通过R的电流方向为由a→R→b
B.通过R的电流方向为由b→R→a
C.R上产生的热量为πB2L2v04R
D.通过R的电荷量为πBLr2R
二、非选择题
5.(2020山东实验高二检测,)如图所示,一个小型旋转电枢式交流发电机,其矩形线圈的长度为a,宽度为b,共有n匝,总电阻为r,与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻,线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的轴OO'匀速转动,沿转轴OO'方向看去,线圈沿逆时针方向转动,t=0时刻线圈平面与磁感线垂直。求:
(1)线圈经过图示位置时,线圈中的感应电流的方向;
(2)线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式;
(3)线圈从t=0位置开始到转过90°的过程中的平均电动势。
答案全解全析
专题强化练10 交变电流的四值综合问题
一、选择题
1.C 根据公式U=Um sin ωt,得ω=50π rad/s,由ω=2π·f,可知频率f=50π2π Hz=25 Hz,故A错误;t=0.01 s时,u=2202 sin 50πt(V)=2202 sin 50π×0.01 V=2202 V,故B错误;电压表测量的是电压有效值,则U=Um2=220 V,故C正确;若将该交流电压加在阻值为2 kΩ的电阻两端,则电阻的发热功率为P=E2R=22022 000 W=24.2 W,故D错误。
2.D 线圈在转动过程中产生的感应电动势最大值为Em,从线圈平面与磁感线平行时开始计时,线圈电动势的表达式为e=Em cs ωt,A错误;当线圈转过π2时,线圈与中性面重合,可知磁通量的变化率为零,B错误;感应电动势最大值为Em=NBSω,穿过线圈的磁通量的最大值为Φm=BS=EmNω,C错误;产生的热量应根据有效值计算,根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系有E=Em2,线圈转动一周,产生热量Q=E2R·T=E2R·2πω=πEm2Rω,D正确。
3.B 由题图乙可知,在t=0.01 s的时刻,电动势为0,则此时线圈位于中性面,穿过线圈的磁通量最大,故A错误;由题图乙可知电动势的最大值为Em=62 V,周期为0.02 s,则瞬时电动势的表达式为e=Em sin 2πTt=62 sin 100πt(V),故B正确;因为电动势最大值为Em=62 V,所以有效值为E=Em2=622 V=6 V,电压表的示数为外电路的路端电压,即U=ERR+r=6×99+1 V=5.4 V,故C错误;灯泡的功率为P=U2R=5.429 W=3.24 W,故D错误。
4.B 金属棒从轨道最低位置cd运动到ab处的过程中,穿过回路的磁通量减小,根据楞次定律和安培定则判断得知通过R的电流方向为由b→R→a,故A错误,B正确;金属棒做匀速圆周运动,回路中产生正弦式交变电流,可得产生的感应电动势的最大值为Em=BLv0,有效值E=BLv02,经过的时间为t=2πrv0×14=πr2v0,根据焦耳定律有Q=E2Rt=πrB2L2v04R,故C错误;通过R的电荷量为q=ΔΦR=BLrR,故D错误。
二、非选择题
5.答案 (1)电流方向是D→C→B→A
(2)e=nBabω sin ωt
(3)2nBabωπ
解析 (1)根据右手定则或楞次定律判断可知,线圈中电流方向是D→C→B→A。
(2)从中性面开始计时,感应电动势随时间按正弦规律变化,且最大感应电动势
Em=nBabω
所以感应电动势的瞬时值表达式为
e=nBabω sin ωt
(3)平均感应电动势
E=nΔΦΔt=nBabπ2ω=2nBabωπ