人教版 (2019)选择性必修 第二册2 交变电流的描述练习

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．下列说法中正确的有

A．交流电流表、交流电压表测的是电压、电流的最大值

B．电容器上标明的电压是有效值

C．交流电压表和电流表测出的是瞬时值

D．220V交流电的电压有效值是220V

2．下列提到的交流电，哪一个不是指有效值

A．电容器的击穿电压 B．保险丝的熔断电流 C．交流电压表读数 D．220V交流电压

3．如图所示，线圈ABCD处于匀强磁场中，匝数，面积，磁场边界MN与线圈的AB边重合，磁感应强度大小，若线圈从图示位置开始绕AB边以的角速度匀速转动。则以下说法正确的是（　　）

A．线圈产生的是正弦式交变电流

B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为60V

C．线圈转动时产生的瞬时感应电动势为

D．线圈产生的感应电动势的有效值为40V

4．如图所示，（甲）→（乙）→（丙）→（丁）→（甲）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已知线圈匝数为N、面积为S，转动的角速度为ω，转动过程中电路中的最大感应电动势为Em。下列选项正确的是（　　）

A．在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，为NBS

B．从图（乙）位置时，磁通量的变化率最大，为NBSω

C．在图（丙）位置时，交流电表的读数为零

D．在图（丁）位置开始计时，线圈中感应电动势e随时间t变化的关系式为

5．一线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，得到的交变电流的电动势瞬时值表达式为e=220sin314t（V），则下列说法正确的是

A．该交变电流电动势的有效值为220V

B．该线圈匀速转动的转速为3000r/min

C．当仅将线圈的转速提高时，电动势的峰值不发生变化

D．将该交变电流加在标称为220V的灯泡上时，灯泡的亮度会周期性变化

6．如图所示为一交流电的电流i随时间t变化的图像，该交流电的电流的有效值为（　　）

A．7A B．5A C．7A D．5A

7．如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的（　　）

A．周期是0.01s B．频率是50Hz

C．有效值是311V D．表达式为u=220sin100πt（V）

8．一正弦交变电流的电流i随时间t变化的规律如图所示．由图可知（ ）

A．该交变电流的瞬时值表达式为i＝10sin（50t）

B．该交变电流的频率为25 Hz

C．该交变电流的有效值为10A

D．若该交变电流通过阻值R＝40Ω的白炽灯，则电灯消耗的功率是8 kW

9．下列说法正确的是(　　)

A．“交流电的有效值”使用了平均思想法

B．探究导体的电阻与导体的材料、长度、粗细的关系时，使用了控制变量法

C．电场强度是用比值法定义的，电场强度与电场力成正比，与试探电荷的电荷量成反比

D．“如果电场线与等势面不垂直，那么电场强度沿着等势面方向就有一个分量，在等势面上移动电荷时电场力就要做功”，这里用到了归纳法

10．单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Ф与时间t的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是 （　　）

A． 时刻线框平面与中性面垂直

B．线框的感应电动势有效值为

C．线框转一周外力所做的功为

D．从t＝0到t＝ 过程中线框的平均感应电动势为

11．如图，匀强磁场中，匝数为50匝的矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，负载电阻为，线圈自身电阻忽略不计，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律，下面说法正确的是（　　）

A．感应电流的周期为 B．时，线圈中的电流为零

C．时，线圈中的电流最大 D．时间内，线圈产生的热量为

12．现在市场上的调光台灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图，这是一个经过元件调节后加在电灯上的电压，在正弦交流电的每半个周期中都会截去前面的四分之一、现在加在电灯上的电压是（　　）

A．-Um B． C． D．

13．标有“250 V   0.5 μF”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用（       ）

A．220sin 100πt V B．220 V照明电路中

C．380sin 100πt V D．380 V动力电路中

14．如图所示，固定平行导轨间有磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场，导轨间距为l且足够长，左端接阻值为R的定值电阻，导轨电阻不计．现有一长为2l的金属棒垂直放在导轨上，在金属棒以O点为轴沿顺时针方向以角速度ω转过60°的过程中（金属棒始终与导轨接触良好，电阻不计）（　　）

A．通过定值电阻的电流方向由b到a

B．金属棒刚开始转动时，产生的感应电动势最大

C．通过定值电阻的最大电流为

D．通过定值电阻的电荷量为

15．如图所示，A、B、C为三个相同的灯泡(设其电阻值保持不变)，a、b、c为与之串联的三个常用元件，如：电感线圈、电容器或电阻.E1为稳恒直流电源，E2为正弦交流电源．当开关S接“1”时，A、B两灯均正常发光，C灯不亮；当开关S接“2”时，A灯仍正常发光，B灯变暗，C灯正常发光．由此可知(     )

A．a元件是电阻

B．b元件是电容器

C．c元件是电感线圈

D．由于电源e2的电动势E2与E1的大小关系未知，无法判断b、c各是什么元件

二、填空题（共4题）

16．周期（T）：

交变电流完成一次______变化所需的时间。

17．如图所示，100匝的矩形线圈ABCD，AB＝CD＝0.5m，AD＝BC＝0.2m，将线圈置于B＝2T的匀强磁场中，以OO’为轴转动，转速为ω=5rad/s，则线圈产生的感应电动势的最大值为______，从线圈平面与中性面重合时开始计时，经过0.1s时的电动势的瞬时值是______．

18．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240r/min，若线圈平面转至与磁场方向平行时的电动势2V，则从中性面开始计时，所产生的交流电动势的表达式为e=_____ V，电动势的峰值为_____ V，从中性面起经 s，交流电动势的大小为_____ V。

19．某实验小组要描绘小灯泡L（3.8V 0.3A）完整的伏安特性曲线，实验室除导线和开关外，还有以下器材可供选择：

A．电源E（电动势为4V，内阻约为0.4Ω）

B．电压表V（量程为4V，内阻约为5 000Ω）

C．电流表G（量程为10 mA，内阻为78Ω）

D．电阻箱（最大阻值为99.99Ω）

E.滑动变阻器R（最大阻值为10Ω额定电流为1.5A）

(1)实验小组设计了如图甲所示的四种实验电路，其中最合理的是__________（填正确答案标号）．

(2)调整电阻箱的阻值为2Ω，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，记录小灯泡L两端的电压和电流表的示数，以小灯泡L两端的电压为纵轴，通过小灯泡L的电流大小为横轴建立直角坐标系，并标注在坐标系中，得到图乙所示的数据点．当电流表的示数为5.0 mA时，则通过小灯泡L的电流大小为_______ A，此时电压表的示数为1.5 V，请把此数据点标在图乙坐标系中，并画出小灯泡L的伏安特性曲线______________．

(3)若将这个小灯泡L与的定值电阻串联，接在图丙所示的交变电压上，则小灯泡L消耗的电功率约为__________W．（结果保留两位有效数字）

三、综合题（共4题）

20．如图所示，abcd为交流发电机的矩形线圈，其面积为S=0.02m2，匝数为N=200匝，线圈电阻为r=2Ω，外电阻为R=8Ω．线圈在磁感应强度为B=0.2T,的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO＇匀速转动，角速度为ω=100rad/s．若图中的电压表、电流表均为理想交流电表，求：

(1)此交流发电机产生感应电动势的最大值Em；

(2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式；

(3)此交流发电机的输出功率P出；

(4)从图示位置转过900的过程中通过R的电荷量是多少？

21．图甲为小型旋转电枢式交流发电机原理图，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＝100，电阻r＝10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表，在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化．求：

(1)该发电机旋转的角速度；

(2)交流发电机产生的电动势的最大值；

(3)电路中交流电压表的示数．

22．如图所示，一半径为a的半圆形单匝线圈，电阻为r，放在具有理想边界的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B。线圈以直径ab为轴匀速转动，转速为n，磁场位于ab左侧且垂直于纸面向里（与ab垂直），M和N是两个滑环，负载电阻为R。电流表和连接导线的电阻不计，求：

（1）转动过程中交变电流的最大值；

（2）从图示位置起转过圈的时间内产生的平均感应电动势；

（3）从图示位置起转过圈的时间内通过负载电阻R的电荷量；

（4）从图示位置起线圈转动一周外力做的功。

23．如图所示，表示一交流电电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的有效值为多少？

参考答案：

1．D

2．A

3．D

4．D

5．B

6．D

7．B

8．B

9．B

10．C

11．D

12．D

13．A

14．D

15．A

16．周期性

17．     100V     100sin0.5V

18．     2sin（8πt）     2     1

19．     D     0.2          0.17（0.16〜0.18）

20．（1）80V（2）（3）256W（4）0.08C

21．(1)100rad/s　          (2)200 V　                 (3)127 V

22．（1）；（2）；（3）；（4）

23．该交流电的有效值为A．