2020-2021学年第二节 描述交变电流的物理量当堂达标检测题

3.2描述交变电流的物理量同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第二册

一、选择题（共15题）

1．某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时，采用了如图所示的电路，其中L1、L2是两个完全相同的灯泡，已知把开关置于3、4时，电路与交流电源接通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作过程中能观察到的实验现象是（   ）

A．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光且亮度相同

B．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光，且L1比L2亮

C．在开关置于3、4的瞬间，L1立即发光，而L2亮度慢慢增大

D．当开关置于3、4时，稳定后，若只增加交变电流的频率，则L1变暗，L2变亮

2．如图所示，为线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流随时间变化规律，下列说法中正确的是（       ）

A．时刻线圈处于中性面

B．时刻线圈与磁场方向平行

C．时刻线圈的磁通量变化率最大

D．时刻线圈的磁通量为零

3．通过某电阻的周期性交变电流如图，该交流电的有效值为（   ）

A．A B． A C．2A D．3A

4．一小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化关系如图所示．矩形线圈与阻值为10 Ω的电阻构成闭合电路，若不计线圈电阻，下列说法中正确的是

A．t1时刻通过线圈的磁通量为零

B．交变电流的有效值为10A

C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最小

D．t2时刻感应电流方向发生变化

5．我国家庭照明电路用的交流电的电压瞬时值随时间变化的规律为u=311sin100πtV，关于此交流电下列说法中正确的是

A．电压的最大值是311V

B．电压的有效值是311V

C．交流电的频率为100Hz

D．交流电的周期为100s

6．下面关于交变电流的说法中正确的是（        ）

A．交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值

B．用交流电表测定的读数值是交流电的瞬时值

C．电容器的击穿电压指的电容器上所加交变电流的有效值

D．跟交变电流有相同热效应的直流电的数值是交变电流的有效值

7．在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分，又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输送到再下一级，我们可以采用如图所示电路，其中a、b应选择的元件是（　　）

A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈

B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈

C．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈

D．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈

8．电流方向每秒改变50次的正弦式交变电流，它的周期和频率分别是（     ）

A．0.04s,25Hz B．0.08s,25Hz C．0.04s,50Hz D．0.08s,50Hz

9．如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值为（　　）

A．5A B．5A C．2A D．3.5A

10．如图甲所示，标有“220V　40W”的灯泡和标有“20μF　360V”的电容器并联到交流电源上，电压表为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示。闭合开关S，下列判断正确的是（　　）

A．电容器会被击穿

B．交流电源的输出电压的有效值为220V

C．t=时刻，电压表的示数为零

D．t=时刻，通过灯泡的电流为零

11．如图所示，粗细均匀的单匝等边三角形导线框单位长度的电阻为r，绕着垂直于匀强磁场的轴OO’ 匀速转动，转动的角速度为ω。若线框边长为L，磁感应强度为B，图中所示为t=0时刻线框与磁场平行，则下列说法中正确的是（　　）

A．此时线框中的磁通量最大

B．此时a、b两点的电压

C．若导线框转过90°后开始计时，则产生的交流电的有效值将会变小

D．从t=0时刻起，线框转过90°的时间内，流过线框横截面的平均电荷量

12．某交流发电机的示意图如图甲所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。已知线圈面积S=0.01m2，线圈电阻r=2Ω，外接定值电阻的阻值R=8Ω，其他电阻不计，电路中的交流电压表、交流电流表均为理想电表，线圈产生的感应电动势随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．线圈产生的交变电流的频率为100Hz B．电流表的示数为0.6A

C．电压表的示数为6V D．匀强磁场的磁感应强度大小为6T

13．如图所示为小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO’沿逆时针方向以角速度匀速转动。线圈的匝数为n、电阻为r，外接电阻为R，A为交流电流表。线圈从图示位置（线圈平面平行于磁场方向）开始转过时的感应电流为I。下列说法中正确的是

A．电流表的读数为2I

B．转动过程中穿过线圈磁通量的最大值为

C．线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为

D．从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为

14．音箱中有高音扬声器和低音扬声器，为了让特定扬声器得到较为纯粹的高频或低频信号， 常常借助由电容器与电感器组成的分频器电路，信号通过图甲和乙所示的分频电路时，则关于扬声器发出的声音，下列说法中正确的是（ ）

A．甲图发出低音，乙图发出高音

B．甲图发出高音，乙图发出低音

C．甲图同时发出高音和低音

D．乙图同时发出高音和低音

15．一个长为宽为单匝的矩形线框在磁感应强度为B的匀强磁场中按照下图中的甲、乙、丙三种情景以相同的角速度绕匀速转动给相同的小灯泡供电。其中甲图和乙图中的为线框的左右对称轴，丙图的和边重合，则以下三种情况所产生的交变电流有效值的比值是（　　）

A． B．

C． D．

二、填空题（共4题）

16．一白炽灯标有“220V   40W”，为使它正常发光，通过此灯泡的正弦式电流的电压有效值为_________V，电压峰值为_________V．

17．一理想变压器原、副线圈匝数比：：原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示，副线圈仅接入一个的电阻．则

（1）该交变电压的周期是______；

（2）副线圈输出电压的有效值为______；

（3）流过电阻的最大电流为______．

18．图甲为小型交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、总电阻，线圈的两端与阻值为95的电阻R连接，交流电压表为理想电表，时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化，交流发电机产生的电动势的最大值为______V，电阻R实际消耗的功率______W。

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．如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n、电阻r．线圈两端的电流环与电阻R连接，电阻R，与R并联的电压表为理想电压表．在t时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化．取计算．求：

（1）交流发电机产生的感应电动势的最大值；

（2）从线框经过图示位置开始计时，写出交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式；

（3）电路中电压表的示数．

21．如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO' 轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。已知线圈匝数n=400，电阻r＝0.1Ω，长L1=0.05m，宽L2=0.04m，ω＝100rad/s，磁场的磁感应强度B＝0.25T。线圈两端外接电阻R=9.9Ω的用电器和一个理想交流电流表。求：

（1）电流表A的读数；

（2）用电器上消耗的电功率。

22．如图，在磁感强度B=T的匀强磁场中，面积为0.1m2的矩形线圈abcd绕垂直于磁场方向的轴OO′以角速度100π rad/s匀速转动，线圈共有50匝，电阻r=4Ω，与电阻R=21Ω构成闭合电路，开始时线圈平面位置如图所示。求：

(1)线圈中感应电动势的最大值为多大？电压表的读数多大？

(2)线圈从图示位置转过90°的过程中通过线圈导线横截面的电量；

(3)线圈每转一周，外力驱动线圈需作多少功？

23．如图为某交流发电机的原理示意图，矩形线圈匝数n=100匝，边长分别为20cm和40cm，总内阻r=5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO，以角速度ω=50rad/s匀速转动，线圈与外电阻R连接，R=20Ω。求：

（1）S断开后，电压表的示数？

（2）S闭合后，电压表和电流表的示数？

（3）S闭合后，电阻R上所消耗的电功率是多大？

参考答案：

1．D

2．C

3．A

4．C

5．A

6．D

7．D

8．A

9．C

10．D

11．D

12．B

13．B

14．A

15．C

16．     220    

17．          100V    

18．     200     190

19．；

20．(1) 200V；(2) e=200cos100t(V)；(3) 90V．

21．（1）；（2）19.8W

22．(1)100V，59.39V；(2)C；(3)4J

23．（1）200V；（2）8A、 160V；（3）1280 W