高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册2 交变电流的描述同步训练题

3.2交变电流的描述同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．如图所示，为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是(　　)

A．这也是一种交流电

B．电流的变化周期是0.01 s

C．电流的有效值是1 A

D．电流通过100 Ω的电阻时，1 s内产生的热量为200 J

2．在下列四幅u-t图像中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是（   ）

A． B． 

C． D．

3．关于交变电流,下列说法正确的是(　　)

A．在一个周期内电流的方向改变两次

B．交变电流的最大值总是有效值的倍

C．若正弦交变电流的最大值为10V,则它的最小值为-10V

D．演示交变电流随时间变化规律时,应采用交流电流表

4．如图所示，一正方形线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴 OO′匀速转动，沿着 OO′方向观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为 B，线圈匝数为n，边长为 l，电阻为 R，转动的角速度为ω。则当线圈转至图示位置时，下列说法不正确的是（　　）

A．线圈中感应电流的方向为 abcda

B．线圈中的感应电流为

C．穿过线圈的磁通量为0

D．穿过某匝线圈磁通量的变化率为 Bl2ω

5．图甲是线圈P绕垂直于磁场轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图象，把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端．已知理想变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5∶1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R＝1欧姆，其他各处电阻不计，以下说法正确的是(       )

A．在t＝0.1 s和0.3s时，穿过线圈P的磁通量最大 B．线圈P转动的角速度为10π rad/s

C．电压表的示数为2.83V D．电流表的示数为0.40 A

6．先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电．第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化（如图甲所示）；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示．若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是（　　）

A．第一次，灯泡两端的电压有效值是

B．第二次，灯泡两端的电压有效值是

C．第一、第二次，灯泡的电功率之比是2：9

D．第一、第二次，灯泡的电功率之比是1：5

7．如图甲所示，把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到电动势为E(内阻不计)的直流电源上；再把它们接到交流电源上，如图乙所示，取直流电源的电压与交流电压的有效值相等．下列叙述正确的是(　　)

A．接交流电时灯泡更亮些

B．接直流电和接交流电时灯泡一样亮

C．减小交流电频率时图乙中灯泡变亮

D．图甲中闭合S瞬间，通过灯泡的电源立即达到最大值

8．一个电阻是R，半径为r的单匝线圈放在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，若以线圈的直径为轴旋转180°，则在此过程中，导线横截面上通过的电荷量为(　　)

A．0 B．

C． D．

9．某交流发电机产生的电动势波形如图所示，已知该发电机线圈匝数n=100匝，线圈面积为S=0.1m2，线圈内阻为r=1Ω，用一理想交流电压表接在发电机的两个输出端。由此可知（　　）

A．线圈在匀强磁场中转动的角速度为50πrad/s

B．线圈所在处的磁感应强度大小是B=1T

C．交流电压表的读数为220V

D．0~0.005s时间内交流电动势的平均值为=200V

10．手机无线充电功能的应用为人们提供更大的便利。图甲为其充电原理的示意图，充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的励磁线圈可产生交变磁场，从而使手机内的感应线圈中产生感应电流。当充电板内的励磁线圈通入如图乙所示的交变电流时（电流由a流入时的方向为正），不考虑感应线圈的自感，下列说法中正确的是（　　）

A．感应线圈和励磁线圈的电磁作用力一定是斥力

B．若只减小励磁线圈中交流电的周期，感应线圈中产生的交流电的有效值减小

C．t2时刻，感应线圈中感应电流的瞬时值最大

D．t3时刻，感应线圈和励磁线圈的电磁作用力最大

11．在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴以角速度匀速转动(如图甲所示)，产生的感应电动势随时间的变化关系，如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是(       )

A．从t1到t3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零

B．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为

C．t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E0

D．在0-t4时间内电阻R上产生的热量为

12．下图是某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系图象．如果其它条件不变，仅使线圈的转速变为原来的二倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为（       ）

A．， B．， C．， D．，

13．关于图甲、乙、丙、丁，下列说法正确的是(　　)

A．图甲中电流的峰值为2 A，有效值为 A，周期为5 s

B．图乙中电流的峰值为5 A，有效值为2.5A

C．图丙中电流的峰值为2 A，有效值为 A

D．图丁中电流的最大值为4 A，有效值为A，周期为2 s

14．如图所示电路，接在交变电流上的灯泡正常发光，则下列措施能使灯泡变亮的是(　　)

A．将电容器两极板间距离增大一些

B．将电容器两极板正对面积减小一些

C．把电介质插入电容器两极间

D．把交变电流频率降低一些

15．一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时的图像如图所示，将此交变电流与R=4的电阻连接，R的功率为22（W），不计线圈的电阻，下列说法正确的是（　　）

A．交变电流的频率50Hz

B．t=ls时，线圈中的电流改变方向

C．t=ls时，线圈的磁通变化率为4（V）

D．从t=0.5s到t=1.5s时间内，通过电阻的电荷量为2C

二、填空题（共4题）

16．如图，交流电压随时间按正弦函数规律变化，则该交流电的电压最大值为_________V，有效值为_________V．

17．某正弦式电流的图象，则此正弦式电流的周期为_______s,电流的峰值为_______A．

18．如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的峰值Im=___________，感应电流的有效值I=___________。

19．一个面积为 S 的矩形线圈在匀强磁场中以某一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直．线圈中感应电动势 e 与时间 t 的关系如图所示．感应电动势的峰值和周期可由图中读出．则磁感应强度 B =____________；在 t = T /12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于______________．

三、综合题（共4题）

20．如图所示是某小型交流发电机的示意图，其矩形线圈 abcd 的面积为 S，共有 N=10 匝，线圈总电阻为 r，线圈处于磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻 R 的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度 ω 绕轴OO′匀速转动。 求：

（1）当线圈在中性面位置时开始计时，推导线圈中的感应电动势随时间的变化表达式（用字母表示）；

（2）电阻 R 的发热功率；

（3）线圈在转过90°的过程中，线圈的平均感应电动势。

21．如图甲所示，一圆形线圈面积，匝数，电阻，与电热器P连接成闭合回路，电热器电阻，线圈处于磁感应强度周期性变化的匀强磁场中，当磁场磁感应强度按如图乙所示规律变化时，求：

（1）0~0.2s通过电热器的电流大小；

（2）通过电热器电流的有效值。

22．如图甲所示为一台小型发电机的示意图，5匝线圈逆时针转动．若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示．已知发电机线圈内阻为1．0 Ω，外接灯泡的电阻为9．0 Ω．（计算时取π=3）求：

（1）写出流经灯泡的瞬时电流的表达式及电压表的示数；

（2）最大磁通量Φm及磁通量的变化率最大值．

23．如图所示，匀强磁场的磁感应强度T，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴OOʹ匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω．求：

(1)转动过程中线圈中感应电动势的最大值；

(2)电压表的读数；

(3)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过30°角的过程中产生的平均感应电动势．

参考答案：

1．C

2．C

3．A

4．A

5．D

6．D

7．C

8．C

9．D

10．C

11．B

12．B

13．B

14．C

15．D

16．     Um      ．

17．     0.02     0.5

18．         

19．；

20．（1）；（2）；（3）

21．（1）；（2）

22．（1）；5．4V（2）4×10－3 Wb； 1．2Wb/s

23．(1) (2) (3)