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高二物理表征交变电流的物理量检测题  

2012-04-04 11:23:03|  分类: 【高二试题】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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高二物理表征交变电流的物理量检测题 


1.(双选)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值和电流值是交变电流的峰值
B.用交流电流表和交流电压表测定的数值是交变电流的瞬时值
C.给定的交变电流数值,在没有特别说明的情况下都是指有效值
D.跟交变电流有相同的热效应的直流电流的数值是交变电流的有效值
2.图8表示两种电压的波形,其中图甲表示电压按正弦规律变化,下列说法正确的是(  )
 
图8
A.图甲表示交流电,图乙表示直流电
B.两种电压的有效值都是311 V
C.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=220sin 100πt V
D.以上说法都不对
3.(双选)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图9所示,由图可知(  )
 
图9
A.该交流电的电压的有效值为100 V
B.该交流电的频率为25 Hz
C.该交流电压瞬时值的表达式为u=100sin 25t V
D.若将该交流电压加在阻值为100 Ω的电阻两端,该电阻消耗的功率为50 W
4.一个电热器接在10 V的直流电源上,在t s内产生的焦耳热为Q,今将该电热器接在一个交流电源上,它在2t s内产生的焦耳热为Q,则这一交流电源的电压的最大值和有效值分别是(  )
A.最大值102 V,有效值10 V
B.最大值10 V,有效值52 V
C.最大值52 V,有效值5 V
D.最大值202 V,有效值102 V
5.将阻值为5 Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上,电源电动势随时间变化的规律如图10所示.下列说法正确的是(  )
 
图10
A.电路中交变电流的频率为0.25 Hz
B.通过电阻的电流为2 A
C.电阻消耗的电功率为2.5 W
D.用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V
6.(双选)一个矩形线框的面积为S,在磁感应强度为B的匀强磁场中,从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时,转速为n r/s,则(  )
A.线框交变电动势的峰值为nπBS
B.线框交变电动势的有效值为2nπBS
C.从开始转动经过1/4周期,线框中的平均感应电动势为2nBS
D.感应电动势瞬时值为e=2nπBSsin 2nπt
7.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图11甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0 Ω,外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡,如图乙所示,则(  )
 
图11
A.电压表V的示数为220 V
B.电路中的电流方向每秒钟改变50次
C.灯泡实际消耗的功率为484 W
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J
8.在如图12所示的电路中,A是熔断电流I0=2 A的保险丝,R是可变电阻.交流电源的内电阻不计,其电动势随时间变化的规律是e=2202sin 314t V.为了不使保险丝熔断,可变电阻的阻值应该大于(  )
 
图12
A.1102 Ω                      B.110 Ω
C.220 Ω                         D.2202 Ω
9.(双选)有一个电子器件,当其两端电压高于100 V时则导通,等于或低于100 V时则不导通,若把这个电子器件接到100 V、50 Hz的正弦交变电源上,这个电子器件将(  )
A.不导通                       B.每秒钟导通50次
C.每秒钟导通100次             D.每次导通时间为0.005 s
题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
答 案        

10.将一电热器接在10 V直流电源上,在时间t内可将一壶水烧开.现将电热器接到一个U=10sin ωt V的交变电源上,煮开同一壶水需时间________;若接到另一交流电源上,需要时间为t3,那么这个交流电源的最大值为________.
11.某交流电的电压随时间变化的规律如图13所示,此交流电的频率为________,若将该电压加在一阻值为1 kΩ的纯电阻用电器上,用电器恰能正常工作,则该用电器的额定功率为________.
 
图13
12.图14是一交变电流随时间变化的图象,求此交变电流的有效值.
 


13.如图15所示,线圈abcd的面积是0.05 m2,共100匝,线圈电阻为1 Ω,外接电阻R=9 Ω,匀强磁场的磁感应强度为B=1π T,当线圈以300 r/min 的转速匀速转动时,求:
 
图15
(1)转动中感应电动势的最大值和有效值;
(2)电路中交流电压表和交流电流表的示数;
(3)线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量.

 

 
课后巩固练
1.CD
2.D [只要电流的方向发生变化,就叫做交流电,所以A选项错误;两种电压的有效值都不是311 V,B选项错误;图甲中交变电流的周期为2×10-2 s,所以ω=2πT=100π rad/s.但是最大值是311 V,所以选项C错误.]
3.BD [根据图象可知该交变电流的最大值为100 V,周期为4×10-2 s,所以频率为25 Hz.]
4.B [电热器接在直流电源上时,有Q=U2直Rt=100Rt.电热器接在交流电源上时,有Q=U2R?2t.故100Rt=2tU2R,则U=102 V=52 V,Um=2U=10 V,所以选项B正确.]
5.C [由周期与频率的关系f=1T知,f=14×10-2 Hz=25 Hz;电动势的有效值U=Um2=52 V=522 V,通过电阻的电流I=UR=22 A,电阻消耗的电功率为P=U2R=2.5 W,交流电压表所测电压为有效值.]
6.BD [因为ω=2πn,所以Em=BSω=2πnBS,所以A错误;E=Em2=2nπBS,B正确;因为T=2πω=1n,所以E=ΔΦΔt=BS14T=BS14n=4nBS,C错误;感应电动势瞬时值为e=Emsin ωt=2πnBSsin 2πnt,D正确.]
7.D [由电动势的图象知,其最大值为2202 V,故有效值为220 V,电压表测量的是灯泡两端电压U=209 V,A错;交流电的周期T=0.02 s,方向每秒改变100次,B错;灯泡消耗的功率P=I2R=(22095+5)2×95 W=459.8 W,C错;发电机内阻每秒产生的热量Q=I2rt=(22095+5)2×5×1 J=24.2 J,D对.]
8.B [保险丝的熔断电流是指有效值,故由R=U有I有得R=110 Ω,故B正确.]
9.CD [“100 V,50 Hz”的正弦交变电源,其电压的最大值为100 2 V,当电压的瞬时值为100 V时,由100=1002sin θ,知在正半周有两个解就是θ=45°和θ=135°,可见交变电流每个周期内将有两次导通,总时间为周期的一半,选项C、D正确.]
10.2t 10 6 V
11.25 Hz 24.2 W
解析 由题中图象可知,交流电的周期T=0.04 s,所以频率f=1T=25 Hz,电压的最大值是220 V,有效值是2202 V,所以用电器的额定功率为P=U2R=24.2 W
12.6 A
解析 设非正弦式交变电流的有效值为I′,直流电的电流强度为I,让非正弦式交变电流和直流电分别通过同一电阻(阻值为R),在一周期(T=0.3 s)内,非正弦式交变电流产生的热量
Q′=I21Rt1+I22Rt2
  =(I1m2)2Rt1+(I2m2)2Rt2
  =(102)2R×0.2+(42)2R×0.1
  =10.8R
在这一个周期内,直流电产生的热量
Q=I2RT=0.3I2R
由Q=Q′得0.3I2R=10.8R,所以I=6 A,I′=I=6 A
13.(1)50 V 35.4 V (2)31.86 V 3.54 A
(3)0.16 C
解析 (1)Em=nBSω
=100×1π×0.05×2π×30060 V
=50 V
E=Em2=252 V≈35.4 V
(2)电流表示数
I=ER+r≈3.54 A
电压表示数:U=IR≈3.54×9 V=31.86 V
(3)从图示位置转过90°的过程中,
E=nΔΦΔt,
又因为I=ER+r,所以q=IΔt,
解得:q=nΔΦR+r=nBΔSR+r=100×1π×0.059+1 C
≈0.16 C.

 

 


 

 

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