高中物理人教版 (2019)選擇性必修第二冊2 交變電流的描述精品課后復(fù)習(xí)題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

3.2交變電流的描述人教版（   2019）高中物理選擇性必修二同步練習(xí)學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________第I卷（選擇題）一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示。產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則下列說法正確的是(    )
A. 時(shí)矩形金屬線框平面與磁感線平行
B. 該交變電流的電動(dòng)勢的有效值為
C. 該交變電流的電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為
D. 電動(dòng)勢瞬時(shí)值為時(shí)，矩形金屬線框平面與中性面的夾角為某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與時(shí)間的關(guān)系如圖所示，由圖像可知。(    )
A. 該交流電的周期為；
B. 該交流電的頻率為；
C. 該交流發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為；
D. 電動(dòng)勢的瞬時(shí)值與時(shí)間的關(guān)系為。在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示。產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則下列說法正確的是(    )
A. 時(shí)矩形金屬線框平面與磁感線平行
B. 該交變電流的電動(dòng)勢的有效值為
C. 該交變電流的電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為
D. 電動(dòng)勢瞬時(shí)值為時(shí)，矩形金屬線框平面與中性面的夾角為在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示。產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。則下列說法正確的是(    )
A. 時(shí)矩形金屬線框平面與磁感線平行
B. 該交變電流的電動(dòng)勢的有效值為
C. 該交變電流的電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為
D. 電動(dòng)勢瞬時(shí)值為時(shí)，矩形金屬線框平面與中性面的夾角為一交變電流的電壓表達(dá)式為，由此表達(dá)式可知(    )A. 用電壓表測該電壓其示數(shù)為
B. 該交變電壓的頻率為
C. 將該電壓加在的電阻兩端，則該電阻消耗的電功率為
D. 時(shí)，該交流電壓的瞬時(shí)值為在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示。產(chǎn)生的電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，則(    )
A. 時(shí)線框的磁通量的變化率為零
B. 時(shí)線框平面與中性面重合
C. 線框產(chǎn)生的電動(dòng)勢有效值為
D. 線框產(chǎn)生的電動(dòng)勢頻率為一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)勢，下列說法正確的是A. 該交流電的頻率為
B. 該交流電的電動(dòng)勢有效值為
C. 該交流電的電動(dòng)勢有效值比交流電的小
D. 時(shí)，穿過矩形線圈的磁通量最小二、多選題（本大題共4小題，共16.0分）如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向水平向右的勻強(qiáng)磁場中有一矩形線圈，面積為、匝數(shù)為、內(nèi)阻為，繞垂直磁感線的對稱軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置轉(zhuǎn)的過程中，下列說法正確的是(    )
A. 通過電阻的電荷量
B. 通過電阻的電荷景
C. 從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的規(guī)律為
D. 外力做功的平均功率某正弦式交電的電流隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，由圖可知
A. 該交流電的周期為 B. 該交流電的頻率為
C. 電流的最大值為 D. 電流的有效值為一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的圖象如圖所示，則下列說法正確的是A. 交變電壓的頻率為
B. 交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為
C. 交變電壓的有效值為
D. 交變電壓的最大值
如圖所示，圖線是線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生正弦交流電的圖象，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線所示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說法正確的是(    )
A. 在圖中時(shí)刻穿過線圈的磁通量均為零
B. 線圈先后兩次角速度之比為
C. 交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式為
D. 交流電的最大值為第II卷（非選擇題）三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共18.0分）在探究“電容器、電感器對交流電的阻礙作用”實(shí)驗(yàn)中，如圖為電容器，為帶鐵芯的電感器，甲、乙、丙為完全相同的小燈泡。

當(dāng)電源為直流電源時(shí)，閉合開關(guān)，穩(wěn)定后能觀察到甲、乙兩燈的亮度幾乎相同，而丙燈_________選填“最亮”“不亮”或“與甲、乙一樣亮”。當(dāng)電源為交流電源時(shí)，閉合開關(guān)，電路穩(wěn)定后能觀察到最亮的燈是_________。若僅提高交流電源的頻率，可觀察到乙燈亮度_____________，丙燈亮度_________。均選填“變亮”“變暗”或“不變”如圖所示，、、為三個(gè)相同的燈泡，、、為與之串聯(lián)的三個(gè)元件，為直流電源，為交流電源．當(dāng)開關(guān)接“”時(shí)，、兩燈均正常發(fā)光，燈不亮；當(dāng)開關(guān)接“”時(shí)，燈仍正常發(fā)光，燈變暗，燈正常發(fā)光．由此可知：元件應(yīng)是______；元件應(yīng)是______；元件應(yīng)是______從電阻，電感器，電容器中選四、計(jì)算題（本大題共3小題，共30.0分）如圖所示，一交流發(fā)電機(jī)的線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)，線圈電阻，，，磁感應(yīng)強(qiáng)度，電阻，當(dāng)線圈以的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求：

感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值；
時(shí)刻，線圈在圖示位置，寫出此交變電流電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式；
此電壓表的示數(shù)是多少結(jié)果保留位有效數(shù)據(jù)．如圖所示，一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場方向與轉(zhuǎn)軸垂直。線圈匝數(shù)，總電阻，長，寬，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。線圈兩端外接電阻的用電器和一個(gè)理想交流電流表。求：線圈中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢；電流表的示數(shù)；用電器上消耗的電功率。如圖所示，一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場方向與轉(zhuǎn)軸垂直。線圈匝數(shù)，總電阻，長，寬，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。線圈兩端外接電阻的用電器和一個(gè)理想交流電流表。求：線圈中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢；電流表的示數(shù)；用電器上消耗的電功率。
答案和解析 1.【答案】【解析】解：、當(dāng)時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢等于零，所以穿過線框回路的磁通量最大，線框平面與中性面重合，矩形金屬線框平面與磁感線垂直，故A錯(cuò)誤；
B、產(chǎn)生的有效值為：，故B錯(cuò)誤；
C、由圖可知，，周期為：，角速度為：，則該交流電的瞬時(shí)表達(dá)式為：，故C錯(cuò)誤；
D、電動(dòng)勢瞬時(shí)值為時(shí)，則有：，解得：，所以矩形金屬線框平面與中性面的夾角為，故D正確
故選：。
從圖象得出電動(dòng)勢最大值、周期，從而算出頻率、角速度；磁通量最大時(shí)電動(dòng)勢為零，磁通量為零時(shí)電動(dòng)勢最大
本題考查了對交流電圖象的認(rèn)識，要具備從圖象中獲得有用信息的能力，并掌握有效值與最大值的關(guān)系。
2.【答案】【解析】【分析】從圖象中可以求出該交流電的最大電壓以及周期等物理量，然后根據(jù)最大值與有效值以及周期與頻率關(guān)系求解。
本題考查了交流電最大值、有效值、周期、頻率等問題，要學(xué)會(huì)正確分析圖象，從圖象獲取有用信息求解。【解答】A.由圖可知，交流電的周期，故A錯(cuò)誤；
B.交流電的頻率；故B錯(cuò)誤；
C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；故C錯(cuò)誤；
D.由圖可知，交流電的最大電壓，故瞬時(shí)值表達(dá)式為：；故D正確；
故選D。
   3.【答案】【解析】解：、當(dāng)時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢等于零，所以穿過線框回路的磁通量最大，線框平面與中性面重合，矩形金屬線框平面與磁感線垂直，故A錯(cuò)誤；
B、產(chǎn)生的有效值為：，故B錯(cuò)誤；
C、由圖可知，，周期為：，角速度為：，則該交流電的瞬時(shí)表達(dá)式為：，故C錯(cuò)誤；
D、電動(dòng)勢瞬時(shí)值為時(shí)，則有：，解得：，所以矩形金屬線框平面與中性面的夾角為，故D正確
故選：。
從圖象得出電動(dòng)勢最大值、周期，從而算出頻率、角速度；磁通量最大時(shí)電動(dòng)勢為零，磁通量為零時(shí)電動(dòng)勢最大
本題考查了對交流電圖象的認(rèn)識，要具備從圖象中獲得有用信息的能力，并掌握有效值與最大值的關(guān)系。
4.【答案】【解析】解：、當(dāng)時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢等于零，所以穿過線框回路的磁通量最大，線框平面與中性面重合，矩形金屬線框平面與磁感線垂直，故A錯(cuò)誤；
B、產(chǎn)生的有效值為：，故B錯(cuò)誤；
C、由圖可知，，周期為：，角速度為：，則該交流電的瞬時(shí)表達(dá)式為：，故C錯(cuò)誤；
D、電動(dòng)勢瞬時(shí)值為時(shí)，則有：，解得：，所以矩形金屬線框平面與中性面的夾角為，故D正確
故選：。
從圖象得出電動(dòng)勢最大值、周期，從而算出頻率、角速度；磁通量最大時(shí)電動(dòng)勢為零，磁通量為零時(shí)電動(dòng)勢最大
本題考查了對交流電圖象的認(rèn)識，要具備從圖象中獲得有用信息的能力，并掌握有效值與最大值的關(guān)系。
5.【答案】【解析】【分析】交流電路中電壓表顯示的有效值，先根據(jù)表達(dá)式計(jì)算有效值；根據(jù)有效值計(jì)算電功率；根據(jù)表達(dá)式計(jì)算瞬時(shí)值。本題考查了交流電的描述，根據(jù)交流電的表達(dá)式，可知知道其最大值，以及線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度等物理量，然后進(jìn)一步求出其它物理量。【解析】A.電壓表測的是電壓的有效值，示數(shù)為，故A錯(cuò)誤；B.根據(jù) ，，故B正確；C.該電壓加在的電阻兩端，該電阻消耗的電功率為，故C錯(cuò)誤；D.時(shí)，該交流電壓的瞬時(shí)值為，故D錯(cuò)誤。故選B。  6.【答案】【解析】【分析】
本題考查了有關(guān)交變電流的產(chǎn)生和特征的基本知識，知道有效值和最大值之間的關(guān)系，周期和頻率的關(guān)系以及中性面的特點(diǎn)。
由圖可知特殊時(shí)刻的電動(dòng)勢，根據(jù)電動(dòng)勢的特點(diǎn)，可判處于那個(gè)面上，由圖象還可知電動(dòng)勢的峰值和周期，根據(jù)有效值和峰值的關(guān)系便可求電動(dòng)勢的有效值，根據(jù)周期和頻率的關(guān)系可求頻率。
【解答】
A.時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，磁通量的變化率最大，故A錯(cuò)誤；
B.由圖可知時(shí)，，說明此時(shí)線圈正經(jīng)過中性面，故B正確；
C.由圖可知，根據(jù)正弦式交變電流有效值和峰值的關(guān)系可得，該交變電流的有效值為，故C錯(cuò)誤；
D.由圖可知，據(jù)周期和頻率的關(guān)系可得，該交變電流的頻率為：，故D錯(cuò)誤。
故選B。  7.【答案】【解析】【分析】
由交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式判斷其頻率；由最大值與有效值的關(guān)系確定有效值；判斷時(shí)線圈的位置，由此判斷穿過其中的磁通量大小。
本題主要考查交流電的瞬時(shí)值、有效值與最大值的關(guān)系，熟悉這些關(guān)系是解題的關(guān)鍵，難度一般。
【解答】
A.由題意可知，該交流電的角速度為：，而，解得該交流電的頻率為：，A錯(cuò)誤；
B.由題意可知該交流電的電動(dòng)勢的最大值為：，由最大值與有效值的關(guān)系可得該交流電的電動(dòng)勢有效值為，B正確；
C.由于兩交流電的最大值相同，故有效值相同，故C錯(cuò)誤；
D.由于該交流電的周期為：，故時(shí)刻該線圈正處于中性面位置，故穿過其中的磁通量最大，D錯(cuò)誤。
故選B。  8.【答案】【解析】解：、、求流過電阻的電量要用平均值：
磁通量的變換量為：
通過電阻的電量為：
聯(lián)立得：，故A錯(cuò)誤，B正確；
C、從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的規(guī)律為，故C錯(cuò)誤；
D、產(chǎn)生交流電的電壓有效值為：。
根據(jù)功能關(guān)系可知，外力做功和整個(gè)電路中產(chǎn)生的焦耳熱相等，所以有：，
外力做功平均功率，故D正確；
故選：。
解本題的關(guān)鍵是理解描述交流電的“四值”即：有效值、瞬時(shí)值、平均值、最大值的物理意義和求法。求電功、電功率用有效值，求電量用平均值，氖管發(fā)光用的是瞬時(shí)值，電容器的擊穿電壓是指所加電壓的最大值。
本題考查了對描述交流電“四值”的理解，尤其是要明確有效值的含義。
9.【答案】【解析】【分析】
根據(jù)圖象可以知道交流電的最大值和交流電的周期，根據(jù)最大值和有效值的關(guān)系即可求得交流電的有效值和頻率。
本題考查的是學(xué)生讀圖的能力，根據(jù)圖象讀出交流電的最大值和周期，再逐項(xiàng)計(jì)算即可。
【解答】
根據(jù)圖象，該交流電的最大電流為，電流有效值：，故C錯(cuò)誤，D正確；
根據(jù)圖象，周期為，交流電的頻率為：，故B正確，A錯(cuò)誤。
故選BD。  10.【答案】【解析】【分析】
從圖象得出電動(dòng)勢最大值、周期，從而算出頻率、角速度；磁通量最大時(shí)電動(dòng)勢為零，磁通量為零時(shí)電動(dòng)勢最大。
本題考查正弦交變電流產(chǎn)生過程中磁通量與感應(yīng)電流、感應(yīng)電動(dòng)勢及位置之間的關(guān)系，知道正弦交流電的產(chǎn)生原因是關(guān)鍵。
【解答】
A.由題圖可知周期，，故A錯(cuò)誤；
B.交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式，故B正確；
交變電壓的最大值為，有效值為，故C錯(cuò)誤，D正確；
故選BD。  11.【答案】【解析】【分析】由圖讀出電壓最大值，周期，由求出，寫出交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式．由周期關(guān)系求出轉(zhuǎn)速關(guān)系；時(shí)刻電壓為零，由法拉第電磁感應(yīng)定律分析磁通量，根據(jù)電動(dòng)勢最大值公式：判斷最大值的變化情況。
本題考查對正弦式電流圖象的理解能力；對于正弦式電流的感應(yīng)電動(dòng)勢與磁通量的關(guān)系、電動(dòng)勢最大值公式能理解掌握，就能正確解答。【解答】A、時(shí)刻兩個(gè)正弦式電流的感應(yīng)電動(dòng)勢瞬時(shí)值均為零，線圈都與磁場垂直，穿過線圈的磁通量都最大，故A錯(cuò)誤；
B、由圖讀出兩電流周期之比為，而，則線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為：，故B錯(cuò)誤；
C、正弦式電流的瞬時(shí)值為：，故C正確；
D、據(jù)電動(dòng)勢最大值公式，得到兩電動(dòng)勢最大值之比為：，，則得到正弦式電流的最大值為，故D正確。
故選：。
   12.【答案】不亮；甲；變暗；變亮。【解析】【分析】
電容器具有“通交流、阻直流，通高頻、阻低頻”的作用，電感線圈具有“通直流、阻交流，通低頻、阻高頻”的作用。

【解答】
電容器具有“通交流、阻直流，通高頻、阻低頻”的作用，電感線圈具有“通直流、阻交流，通低頻、阻高頻”的作用。當(dāng)電源為直流電時(shí)，閉合開關(guān)，直流電流無法通過電容器，故丙燈不亮。
當(dāng)電源為交流電源時(shí)，閉合開關(guān)，乙燈支路的電感和丙燈支路的電容都對電流有阻礙作用，而甲燈支路沒有阻礙電流的元件，故甲燈最亮。
提高交流電源的頻率，電感線圈對交流電的阻礙作用增大，電容器對交流電的阻礙作用減弱，故乙燈變暗，丙燈變亮。  13.【答案】電阻；電感器；電容器【解析】解：由題意，當(dāng)開關(guān)接“”直流電源時(shí)，、兩燈均正常發(fā)光，燈不亮說明為電容器；
當(dāng)接“”交流電源時(shí)，燈仍正常發(fā)光說明對交流電和直流電的影響相同，則為電阻；
燈變暗，說明對交流電的阻礙作用比直流電阻礙作用大，則為電感；

本題考查了電感線圈和電容器對直流電和交流電的不同反應(yīng)，比較簡單．
14.【答案】解：根據(jù)角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系得：
感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為：
在圖示的位置，導(dǎo)線切割磁感線的有效速度最大，瞬時(shí)電壓也最大，故此交變電流電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為
電動(dòng)勢的有效值：   由閉合電路的歐姆定律：部分閉合電路的歐姆定律：代人數(shù)據(jù)，求得：
  【解析】解決本題的關(guān)鍵知道正弦式交流電峰值的表達(dá)式，以及知道峰值與有效值的關(guān)系。先求出角速度，再根據(jù)求出最大電動(dòng)勢；
根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式的關(guān)系即可求解；
先求出電流的有效值，根據(jù)公式求解。
15.【答案】解：根據(jù)。根據(jù)閉合電路歐姆定律得出：，電流表示數(shù)為有效值。用電器上消耗的電功率。【解析】線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值表達(dá)式為
電流表測量電流的有效值，根據(jù)和歐姆定律求出電流的有效值
用電器消耗的電功率，是電流的有效值。本題考查交變電流最大值、有效值的理解和應(yīng)用的能力，對于交流電表的測量值、計(jì)算交流電功率、電功等都用到有效值。
16.【答案】解：根據(jù)。根據(jù)閉合電路歐姆定律得出：，電流表示數(shù)為有效值。用電器上消耗的電功率。【解析】線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值表達(dá)式為
電流表測量電流的有效值，根據(jù)和歐姆定律求出電流的有效值
用電器消耗的電功率，是電流的有效值。本題考查交變電流最大值、有效值的理解和應(yīng)用的能力，對于交流電表的測量值、計(jì)算交流電功率、電功等都用到有效值。

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