《【全程复习方略】2014-2015学年高中物理 5.2 描述交变电流的物理量课时提升卷（含解析）新人教版选修3-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【全程复习方略】2014-2015学年高中物理 5.2 描述交变电流的物理量课时提升卷（含解析）新人教版选修3-2（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、- 1 -描述交变电流的物理量（40 分钟50 分）一、选择题（本题共 5小题，每小题 6分，共 30分）1.（多选） （2013汕头高二 检测）线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流如图所示，则（）A.在 A和 C时刻线圈平面和磁场平行B.在 A和 C时刻线圈平面和磁场垂直C.在 B时刻线圈中的磁通量为零D.若线圈转动的周期为 0.02s，则该交变电流的频率为 50Hz2.标有“220V0.5F”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用（）A.220sin100tVB.220V 的照明电路中C.380sin100tV D.380V的动力电路中3.如图所示是某正弦式交流发电机产生的感应电动势 e
2、与时间 t的关系图像。如果其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的二倍，则感应电动势的最大值和周期分别变为（）A.220 V，0.02 s B.311 V，0.01 sC.440 V，0.01 s D.440 V，0.02 s4.（多选） （2013黔东南高二检测）一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势e=220 sin100t（V） ，那么（）2A.该交变电流的频率是 50HzB.当 t=0时，线圈平面恰好位于中性面C.当 t= s时，e 有最大值1100D.该交变电流电动势的有效值为 220 V25.（2013焦作高二检测）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转
3、动，如图甲- 2 -所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（）A.t=0.01s时穿过线框的磁通量最小B.该交变电动势的有效值为 11 V2C.该交变电动势的瞬时值表达式 e=22 cos（100t）V2D.电动势瞬时值为 22V时，线圈平面与中性面的夹角为 45二、非选择题（本题共 2小题，共 20分。需写出规范的解题步骤）6.（8 分）如图所示，ab=25cm、ad=20cm，匝数为 50匝的矩形线圈，线圈总电阻 r=1，外电路电阻 R=9，磁感应强度 B=0.4T。线圈绕垂直于磁感线的 OO轴以角速度 50rad/s匀速转动。求：（1）从此位置开始计时，它的
4、感应电动势的瞬时值表达式。（2）1min 内 R上消耗的电能。7.（12 分） （能力挑战题）如图所示，边长为 L的正方形线圈，匝数为 n，线圈电阻为 r，外电路的电阻为 R， 磁感应强度为 B，电压表为理想交流电压表。现在线圈以角速度 绕垂直于磁感线的对称轴 OO- 3 -匀速转动，从线圈平面与磁感线平行时开始计时。试求：（1）闭合电路中电流瞬时值的表达式。（2）电压表的示数。（3）线圈从 t=0开始，转过 90的过程中，电阻 R上通过的电荷量。答案解析1.【解析】选 A、D。在 A和 C时刻交变电流为最大值，该时刻线圈 平面和磁场平行，故 A正确，B 错误；B时刻线圈中磁通量为最大，C 错
5、误；根据 f= ，D 正确。12.【解析】选 A。电容器上标的电压为电容器的最大耐压值。A 项中的最大值为 220 V，故符合要求，A项正确；B、C、D 中的最大值均超过 220 V，将击穿电容器，故 B、C、D 均错。3.【解题指南】对于感应电动势的最大值和周期，要明确由哪些物理量来决定，再通过公式确定这两个量的变化。【解析】选 C。由正弦式交变电流的图像可得原来交变电流电动势的最大值为 220 V、周期为 0.02s，线圈的转速变为原来的二倍，由 Em=NBS 可知，感应电动势的最大值变为原来的两倍，即 440V，而周期变为原来的一半，即 0.01 s，C 项正确。4.【解析】选 A、B。
6、由瞬时值表达式知 f=50Hz，A 正确；当 t=0时，e=0，故线圈恰好位于中性面， B正确；当 t= s时，e=0，C 错误；该交变电流电动势最大值为 220 V，D 错误。1100 25.【解析】选 D。t=0.01s 时感应电动势为零，穿过线框的磁通量最大，选项 A错误；该交变电动势的有效值为 22V，选项 B错误；该交变电动势的瞬时值表达式为 e=22 sin（100t）V，选项 C错误；根据2该交变电动势的瞬时值表达式可知，电动势瞬时值为 22V时，线圈平面与中性面的夹角为 45，选项 D- 4 -正确。【变式备选】 （多选）一矩形金属线圈绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，
7、线圈中产生的电动势 e随时间 t变化的情况如图所示。下列说法正确的是（）A.此交流电的频率为 0.5HzB.此交流电的电动势有效值为 2 VC.t=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直D.t=0.02s时，线圈磁通量变化率 为零 【解析】选 C、D。由 图像可以看出，交变电流是正弦式电流，最大值为 2V，周期 T=0.02s，所以频率 f=50Hz；电动势的有效值 E= = V，所以选项 A、B 错；在 t=0.01s和 t=0.02s时，感应电动势为零，1 E2 2线圈各边都不切割磁感线， 线圈平面与磁场方向垂直，线圈磁通量变化率 为零，C、D 选项正确。6.【解析】 （1）电动势的最大值为
8、Em=NBS=500.40.250.2050V=50 V，所以感应电动势的瞬时值表达式为e=Emcost=50cos50tV。（2）1min 内 R上消耗的电能即为电流通过 R做的功W=I2Rt= 2Rt=6750J。E2(+)答案：（1）e=50cos50tV（2）6750J【总结提升】交变电流平均值的计算方法（1）可以用 图线与横轴（t 轴）所围的面积跟时间的比值来表示交变电流在一定时间内的平均值，经常用 、 、 符号来表示。E U I（2）交变电流 的平均值是针对某一过程的物理量，在不同的时间段内平均值一般不相同。 它的计算公式为 =n 。例如，对于正弦交变电流，其前半周期或后半周期的平
9、均电动势的大小为E - 5 -=n =n = nBS，而在一个周期内的平均电动势却为零。在计算某一段时间内通过导体横截面的E 20.52电荷量时， 一定要代入平均值来计算。（3）用法拉第电磁感应定律 E=n 和欧姆定律 I= 计算。注意平均值不等于有效值。求一段时间内通 E过导体横截面的电荷量时要用交流电的平均值 q= t，而不能用有效值。当交流电电流方向发生改变时，I应考虑分段进行计算。7.【解析】 （1）线圈转动时，电动势的最 大值 Em=nBL 2由闭合电路的欧姆定律得：最大电流 Im=n2+从垂直中性面开始计时，故闭合电路中电流瞬时值的表达式为：i= cost。n2+（2）电路中电流的有效值 I=222(+)则电压表的示数 U=IR= 。222(+)（3）由于 R与线圈串联，则电阻 R上通过的电荷量与通过线圈的电荷量相等因 q= t，而 = = ，所以 q= = 。I IE+ n(+) n+n2+答案：（1）i= cost（2） （3）n2+ 222(+) n2+
