新教材2023年秋高中物理課時分層作業(yè)10交變電流的描述新人教版選擇性必修第二冊

課時分層作業(yè)(十)交變電流的描述題組一周期和頻率1．電流方向每秒改變100次的交變電流，它的周期和頻率分別是()A．0.01s和100HzB．0.01s和50HzC．0.02s和50HzD．0.02s和100Hz2．(多選)一個矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e＝2202sin(100πt)V，則()A．交流電的頻率是100πHzB．t＝0時，線圈位于中性面C．交流電的周期是0.02sD．t＝0.05s，e有最大值題組二交變電流有效值的計算3．下列提到的交流電，不是指有效值的是()A．交流電壓表的讀數(shù)B．保險絲熔斷電流C．電容器擊穿電壓D．220V交流電壓4．如圖所示是一交變電流的i-t圖像，則該交變電流的有效值為()A．4A B．22AC．83A D．25．如圖所示，正弦波和方波交變電流的最大值相等，周期也相等，現(xiàn)使它們通過完全相同的電阻，則在相同的時間(遠大于周期)內(nèi)，兩電阻發(fā)熱之比Q甲Q乙等于A．12B．12C．14題組三交變電流的四值比較6．一正弦交流電的電壓隨時間變化規(guī)律如圖所示，則()A．交流電的頻率為50HzB．交流電壓的有效值為1002VC．交流電壓瞬時值表達式為u＝100sin(50πt)VD．此交流電壓可以直接接耐壓值為80V的電容器7．圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈繞與磁場方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示。發(fā)電機線圈內(nèi)阻為10Ω，外接一只電阻為90Ω的燈泡，不計電路的其他電阻，則()A．t＝0時刻線圈平面與中性面垂直B．每秒鐘內(nèi)電流方向改變100次C．燈泡兩端的電壓為22VD．0～0.01s時間內(nèi)通過燈泡的電荷量為08．(多選)圖甲為風力發(fā)電的簡易模型。在風力作用下，風葉帶動與桿固連的磁鐵轉(zhuǎn)動，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連。在某一風速時，傳感器顯示的電壓隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示，則()A．磁鐵的轉(zhuǎn)速為5πr/sB．線圈兩端電壓的有效值為62VC．交變電壓瞬時值表達式為u＝12sin5πt(V)D．該交變電壓可以直接加在擊穿電壓為62V的電容器上9．如圖甲所示，標有“220V40W”的燈泡和標有“20μF300V”的電容器并聯(lián)到交流電源上，為交流電壓表，交流電源的輸出電壓如圖乙所示。閉合開關(guān)，下列判斷正確的是()A．t＝0時刻，的示數(shù)為零B．燈泡恰好正常發(fā)光C．電容器不可能被擊穿D．的示數(shù)保持1102V不變10．(2022·浙江大學(xué)附屬中學(xué)高二期中)一臺小型發(fā)電機與計算機相連接，計算機能將發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的圖像記錄下來，如圖甲所示，讓線圈在勻強磁場中以不同的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，計算機記錄了兩次不同轉(zhuǎn)速所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖乙所示，則交流電b的有效值為()A．52V B．102C．32V D．5211．(2022·河北衡水第二中學(xué)高二期中)一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知()A．該交流電的電壓瞬時值的表達式為u＝100sin(100πt)VB．該交流電的頻率為25HzC．該交流電的電壓有效值為1002VD．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，則電流為1A12．如圖甲所示為手機無線充電工作原理的示意圖，由送電線圈和受電線圈組成。已知受電線圈的匝數(shù)為n＝50匝，電阻r＝1.0Ω，在它的c、d兩端接一阻值R＝9.0Ω的電阻。設(shè)在受電線圈內(nèi)存在與線圈平面垂直的磁場，其磁通量隨時間按圖乙所示的規(guī)律變化，可在受電線圈中產(chǎn)生電動勢最大值為20V的正弦交流電，設(shè)磁場豎直向上為正。(1)在t＝π×10-3s時，受電線圈中產(chǎn)生電流的大小，c、d兩端哪端電勢高？(2)求在一個周期內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)求從t1到t2時間內(nèi)，通過電阻R的電荷量。課時分層作業(yè)(十)1234567891011CBCCDBCBBCBBB1．C[一個周期內(nèi)電流方向改變兩次，所以f=50Hz，則T=0.02s，C正確。]2．BC[由瞬時值表達式知，角速度ω=100πrad/s，感應(yīng)電動勢是按正弦規(guī)律變化的，所以t=0時，線圈平面位于中性面；因為ω=2πf，所以f=ω2π=100π2πHz=50Hz；由T=1f得，T=150s=0.02s；當t=0.05s時，e=2202sin5πV=3．C[電容器擊穿電壓指電容器兩端能承受的電壓的最大值。故C正確。]4．D[根據(jù)交變電流有效值的定義可得：I2R×3×10-2=422R×10-2+42R×2×10-2，解得I=2303A5．B[計算電阻發(fā)熱Q=I2Rt需用交流電的有效值，題圖甲的有效值為I1=Im2，題圖乙的有效值為I2=Im，代入上式可得，Q甲Q乙=6．C[由題圖可知，T=4×10-2s，故f=1T=25Hz，故A錯誤；交流電的最大值Em=100V，故有效值為E=Em2=502V，故B錯誤；交流電的角速度為ω=2πf=50πrad/s，所以其表達式為u=100sin(50πt)V，故C正確；電容器的耐壓值為交流電的最大值，故此交流電壓不可以直接接耐壓值為80V的電容器，故7．B[由題圖乙電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像可知：計時起點e=0，即從中性面開始計時，A錯誤；由題圖乙圖像可知：電動勢周期為0.02s，所以頻率為50Hz，即每秒鐘內(nèi)電流方向改變100次，B正確；由題圖乙圖像可知：電動勢的有效值為22V，所以燈泡兩端的電壓為：U=EmR2(R+r)=90100×22V=19.8V，故C錯誤；8．BC[由題圖乙知，電壓的變化周期為T=0.4s，故磁鐵的轉(zhuǎn)速為n=1T=2.5r/s，故A錯誤；通過題圖乙可知電壓的最大值為12V，則有效值U=Um2=62V，故B正確；因T=0.4s，故ω=2πT=5πrad/s，則電壓的瞬時值表達式為u=12sin5πt(V)，故C正確；電容器的擊穿電壓小于該交變電壓的最大值，故該交變電壓不能直接加在擊穿電壓為629．B[交流電壓表測量交流電壓的有效值，數(shù)值保持不變且不為零，故A錯誤；由題圖乙可知，交流電的有效值為U=22022V=220V，所以燈泡正常發(fā)光，故B正確；交流電的最大值2202V≈311V>300V，所以電容器有可能會被擊穿，故C錯誤；電壓表測量電源的路端電壓且電壓值為：U=22022V=220V10．B[由題圖乙可知，a的周期為0.4s，b的周期為0.6s，根據(jù)角速度與周期成反比，a、b對應(yīng)的線圈角速度之比為3∶2，a表示的交變電動勢最大值是10V，根據(jù)Em=nBSω，b表示的交變電動勢最大值是Ebm=203V，b的有效值為U=Ebm2=10211．B[由題圖可知T=0.04s，則ω=2πT=2π0.04=50πrad/s，該交流電的電壓瞬時值的表達式為u=100sin(50πt)V，故A錯誤；該交流電的頻率為f=1T=ω2π=25Hz，故B正確；該交流電的電壓有效值為U=1002V=502V，故C錯誤；若將該交流電壓加在阻值R=100Ω的電阻兩端，代入電壓的有效值，則電流為I=UR=50212．解析：(1)由題圖乙知t=π×10-3s時磁通量為零，受電線圈中產(chǎn)生的電動勢最大，為Em=20V線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的大小為I1=Im=EmR+r=(2)通過電阻的電流的有效值為I=Im2=電