高中物理人教版选修3-2同步训练:5.3-交变电流的产生及描述.docx
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1、图象信息分析1某正弦式沟通电的电流i随时间t变化的图象如图535所示由图可知()图535A电流的最大值为10 AB电流的有效值为10 AC该沟通电的周期为0.03 sD该沟通电的频率为0.02 Hz解析由图知此沟通电的最大值为10 A,则有效值为I A10 A,B项对;周期为0.02 s,则频率为f50 Hz.答案B有效值的理解和计算2如图536所示,一正弦沟通电通过一电子元件后的波形图,则下列说法正确的是()图536A这也是一种沟通电B电流的变化周期是0.01 sC电流的有效值是1 AD电流通过100 的电阻时,1 s内产生热量为200 J解析因电流方向不变故不是沟通电,A错;其周期为0.0
2、2 s,B错;由电流热效应可知2RI2RT解得:I1 A故C对;由QI2Rt可知Q11001 J100 J,D错答案C3如图537所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动(O轴位于磁场边界)则线框内产生的感应电流的有效值为()图537A.B.C. D.解析线框转动的角速度为,进磁场的过程用时周期,出磁场的过程用时周期,进、出磁场时产生的感应电流大小都为I,则转动一周产生的感应电流的有效值满足I2RT()2RT,解得I.D正确答案D交变电流“四值”的应用4如图538所示,单匝线圈在匀强磁场中绕OO轴从图
3、示位置开头匀速转动,已知从图示位置转过时,线圈中电动势大小为10 V,求:图538(1)交变电动势的峰值;(2)交变电动势的有效值;(3)与线圈相接的沟通电压表的示数(4)设线圈电阻为R1 ,角速度100 rad/s,线圈由图示位置转过过程中通过导线截面的电荷量q.解析(1)图示位置为中性面,从今时开头计时,交变电动势的瞬时值为eEmsin t,将t,e10 V代入上式,求得Em20 V.(2)此电流为正弦交变电流,所以交变电动势的有效值E V10V.(3)此沟通电压表测的是电动势的有效值,大小为10 V.(4)在线圈转过的过程中,穿过线圈平面的磁通量变化量BS,依据EmBS得Wb0.2 Wb
4、,故qC0.2 C答案(1)20 V(2)10 V(3)10 V(4)0.2 C(时间:60分钟)题组一沟通电流图象的应用1一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图539所示由图可知()图539A该交变电流的电压瞬时值的表达式为u100 sin(25t)VB该交变电流的频率为25 HzC该交变电流的电压的有效值为100 VD若将该沟通电压加在阻值为R100 的电阻两端,则电阻消耗的功率是50 W解析从图中可知,交变电流周期T4102s,峰值电压Um100 V,故交变电流的频率f25 Hz,有效值U50V;加在R100 的电阻上时的热功率P50 W;电压瞬时值表达式uUmsin t100sin
5、(50t)V,正确选项为B、D.答案BD2一矩形金属线圈共10匝,绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动,线圈中产生的交变电动势e随时间t变化的规律如图5310所示,下列说法中正确的是()图5310A此沟通电的频率为0.2 HzB此交变电动势的有效值为1 VCt0.1 s时,线圈平面与磁场方向平行D在线圈转动过程中,穿过线圈的最大磁通量为 Wb解析由图可知,此沟通电的周期T0.2 s,频率f5 Hz,A错;EV,B错t0.1 s时,电动势为0,线圈平面与磁感线垂直,C错因EmnBS,其中n10,10,故BS Wb,D正确答案D3电阻为1 的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,产
6、生的正弦沟通电的图象如图5311图线a所示;当调整线圈转速后,该线圈中所产生的正弦沟通电的图象如图5311图线b所示,以下关于这两个正弦交变电流的说法正确的是()图5311A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先后两次转速之比为32C沟通电a的电动势的有效值为5 VD沟通电b的电动势的最大值为5 V解析由题图象可知,t0时刻线圈中的感应电流为0,感应电动势为0,穿过线圈的磁通量的变化率为0,所以穿过线圈的磁通量最大,选项A错误;由图象可得线圈先后两次转动的周期之比为0.40.623,选项B正确;由图象可得沟通电a的电流的最大值为10 A,有效值为 A5 A,又矩形线圈的电阻为1 ,所以沟
7、通电a的电动势的有效值为5 V,选项C正确;由EnBS,可得电动势与周期成反比,所以沟通电b的电动势的最大值为 V,选项D错误答案BC题组二有效值的应用4如图5312所示,好多同学家里都有调光电灯、调速电风扇,过去是用变压器来实现的,缺点是成本高、体积大、效率低,且不能任意调整灯的亮度或电风扇的转速现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的,为经一双向可控硅调整后加在电灯上的电压,即在正弦沟通电的每个二分之一周期内,前周期被截去,调整台灯上旋钮可以把握截去的多少,从而转变电灯上的电压,那么现在电灯上的电压为()图5312AUm/2B2UmCUm/2 D.Um解析此图象所示电压与正弦半波
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