高中物理2 交变电流的描述同步训练题

3.2交变电流的描述专题复习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，某电路的输入端输入的电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分，若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各器件的作用，有下列说法正确的是（　　）

A．C1在此的功能为通直流，阻交流，电容应尽可能小一些

B．C1在此的功能为通低频，阻高频，电容应尽可能小一些

C．C2在此的功能为通高频，阻低频，电容应尽可能小一些

D．C2在此的功能为通高频，阻低频，电容应尽可能大一些

2．矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示。下列结论正确的是（　　）

A．在t=0.1 s时感应电动势最大

B．在t=0.2 s时电动势改变方向

C．通过图像无法求出电动势的最大值

D．在t=0.4 s时，磁通量为0，感应电动势最大

3．两个完全相同的线圈，在相同的匀强磁场中，以不同转速na、nb匀速转动时产生的正弦交流电如图线a、b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（　　）

A．图线b交流电电压最大值为20V

B．图线a交流电电压有效值为30V

C．转速na：nb=2：3

D．图线a交流电的周期为0.6s

4．3A直流电流通过电阻R时，t秒内产生的热量为Q，现让一正弦交变电流通过电阻R，若2t秒内产生的热量为Q，则交变电流的最大值为（ ）

A．3A B． C． D．

5．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，A、V均为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L1和L2是两个完全相同的灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是(　　)

A．电压u的频率为100 Hz

B．电压表V的示数为22 V

C．当光强增大时，A示数变小

D．当L1的灯丝烧断后，V示数不变

6．直流电源的电压与交流电压的有效值相同，电感线圈的直流电阻不计，则下列图中灯泡最亮的是(　　)

A． B． C． D．

7．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线b所示，则下列说法正确的是（　　）

A．曲线b表示的交变电动势有效值为V

B．曲线ab对应的线圈转速之比为2∶3

C．曲线a表示的交变电动势频率为50Hz

D．t=3×10－2s时曲线a对应线框的磁通量最大

8．两个完全相同的电热器，分别通过如图（a）和（b）所示的电流最大值相等的方波交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比Pa：Pb为（　　）

A．1：2 B．2：1 C．1：4 D．4：1

9．如图所示，有一矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈的电阻为r，在磁感应强度为B的磁场中，线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电阻为R，当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法中正确的是（       ）

A．磁通量的变化量为ΔΦ＝NBS

B．平均感应电动势为

C．电阻R所产生的焦耳热为

D．电路中产生的感应电流的平均值为

10．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则 (　　)

A．电压表的示数为220 V

B．电路中的电流方向每秒钟改变50次

C．灯泡实际消耗的功率为484 W

D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J

11．如图所示，线圈L与灯泡A串联后接在5 V的正弦式交流电源上．为降低灯泡A的亮度，下列操作可行的是(　　)

A．仅改用5 V的直流电源

B．仅降低交流电源的频率

C．仅在线圈L中插入铁芯

D．仅减少线圈L的匝数

12．矩形线圈匝数50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图所示，则（     ）

A．电动势的最大值是157V

B．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势最大

C．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，线圈与中性面垂直

D．t＝0.4 s时，磁通量变化率达最大，其值为157Wb/s

13．如图甲至丁是交流电发电过程的示意图，图中只示意了一匝线圈，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接．线圈沿逆时针方向以角速度ω匀速转动，线圈的面积为S，磁场可视为水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B，电路的总电阻为R、以下说法中正确的是（     ）

A．由甲转到乙的过程中，线圈中的电流方向为A→B→C→D→A

B．由丙转到丁的过程中，线圈中的电流方向为A→B→C→D→A

C．转到丙位置时，穿过线圈的磁通量为零

D．转动一圈的过程中，线圈产生的电能为

14．如图所示，一个匝数为100匝，内阻为1的矩形线圈以固定转速50r/s在匀强磁场中旋转，其产生的交流电直接给阻值19的电阻供电，已知交流电压表的示数为190V，从图示位置开始计时（矩形线圈跟磁场垂直），则下列说法正确的是（       ）

A．穿过矩形线圈平面的最大磁通量为Wb

B．图示时刻穿过矩形线圈平面的磁通量最大，感应电动势也最大

C．从图示位置转过90°的过程中，通过线圈的电量为

D．图示时刻流过矩形线圈的电流不为零

15．如图所示，有一圆形线圈绕直径OOʹ在竖直平面内做匀速圆周运动，OOʹ右侧有一垂直纸面向里的匀强磁场，大小为B。已知线圈面积为S，共有N匝，线圈电阻不计，外接电阻大小为R，圆形线圈转动的角速度为ω。则电阻两端的电压有效值大小为（　　）

A． B． C． D．

二、填空题（共4题）

16．交变电流的周期和频率

（1）周期（T）：

交变电流完成一次___________变化所需的时间。

（2）频率（f）：

交变电流完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作频率，数值等于交变电流在单位时间内完成周期性变化的___________。

（3）周期和频率的关系：或。

（4）角速度与周期、频率的关系： =___________。

17．如图甲所示的电路中，D为二极管（正向电阻为零，反向电阻为无穷大），R1=R2=4Ω，R3=6Ω当在AB间加上如图乙所示的交流电压时，在0～1×10﹣2s时间内通过R1的电流_____；1s内电阻R3所消耗的电能_____．

18．如图所示，均匀电阻丝做成的单匝正方形线框abcd边长L=0.4m，总电阻为R=4Ω，置于方向竖直向下的匀强磁场中，磁场磁感应强度为．现让线框绕水平轴OO′顺时针匀速转动，转动的角速度ω=10π rad/s(取π≈3)．则线框中的最大感应电动势为_________ ；线框由图示的水平位置转过的过程中，线框中的平均感应电动势为__________，通过ab边的电荷量为_________ ．

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．磁感应强度为0.8T的匀强磁场中，有一边长为20cm的10匝正方形线圈，线圈的总电阻为1Ω，线圈外接一阻值为9Ω的电阻R，若以某一边长为轴在磁场中匀速转动，现测得电阻R上的电功率为4.5W。求：

(1)线圈产生的感应电动势的最大值。

(2)线圈在磁场中匀速转动的转速。

21．如图所示，线圈的面积是0.05m2，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：

(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式；

(2)线圈转过时电动势的瞬时值多大；

(3)电路中电压表和电流表示数 各是多少

(4)线圈每转过一周，电阻R上产生的焦耳热。

22．如图所示，半径为r的金属环绕通过某直径的轴OO′以角速度做匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为B，从金属环面不磁场方向重合时开始计时，如果组成金属环材料单位长度的电阻值为R,

（1）在转过30°角的过程中,感应电动势的平均值是多大？流过金属环的电量是多少?

（2）在转过180°角的过程中，环产生的热量是多少？

23．如图是演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度B＝0.5 T，线圈匝数N＝50匝，每匝线圈面积为0.48 m2，转速150 r/min，在匀速转动过程中，从图示位置线圈转过90°开始计时．

(1)写出交变感应电动势瞬时值的表达式．

(2)画出e－t图象．

参考答案：

1．C

2．D

3．A

4．A

5．D

6．D

7．A

8．B

9．D

10．D

11．C

12．A

13．B

14．C

15．B

16．     周期性     次数    

17．     0.5A     4.92J

18．     1.2V;     0.6V;     0.005c;

19．；

20．(1)10V (2)

21．(1)；(2)；(3)，；(4)。

22．（1）（2）

23．(1)                    (2)