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3.2《交变电流的描述》 课时练习
一、选择题：
1、下列关于交变电流的说法正确的是(　　)
A.若交变电流的峰值为5 A,则它的最小值为-5 A
B.用交流电流表测交变电流时,指针来回摆动
C.我国工农业生产和生活用的交变电流频率为50 Hz,故电流方向每秒改变100次
D.正弦式交变电流i=20sin 10πt(A)的峰值为20 A,频率为100 Hz
2、某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示．如果其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电动势的最大值和周期分别变为（）
A．200 V　0.08 s B．25 V　0.04 s C．50 V　0.08 s D．50 V　0.04 s
第2题 第3题
3、如图是某交流发电机输出的交变电压的图像，根据图像可以判定此交变电压（ ）
A．频率为5Hz B．周期为0.1s
C．将标有“12V、3W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光
D．t=0.05s时刻，发电机的线圈刚好转至中性面
4、如图甲为小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。已知发电机线圈的内阻为2Ω，外接灯泡的电阻为38Ω，其它电阻不计，下列说法不正确的是（ ）
A．t=5×10-3s时穿过线圈的磁通量最小 B．1s内线圈中的电流方向改变50次
C．灯泡两端的电压为19V D．0~0.02s内回路中产生的热量为0.2J
5、匝数为100的线圈通过如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分),单匝线圈电阻r=0.02 Ω,则在0~10 s内线圈产生的焦耳热为(　　)
A.80 J B.85 J C.90 J D.125 J
第5题 第6题
6、一个10Ω的电阻，它两端的电压u随时间t的变化规律如图所示，则（　　）
A．流过电阻的最大电流是22A
B．用交流电压表测量电阻两端的电压，其示数为311V
C．电阻消耗的功率为4840W
D．在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是96.8J
7、小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所示，单匝矩形线圈的ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压（ ）
A．峰值是e0 B．峰值是2e0 C．有效值是e0 D．有效值是Ne0
第7题 第8题
8、在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 Ω,则(　　)
A.t=0时,线圈平面平行于磁感线 B.t=1 s时,线圈中的电流改变方向
C.t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大 D.一个周期内,线圈产生的热量为8π J
9、如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则（ ）
A．两次t=0时刻线圈平面均与中性面垂直
B．曲线a表示的交变电动势瞬时值为15cos50πt
C．曲线a、b对应的线圈转速之比为3:2
D．曲线b表示的交变电动势有效值为10V
10、如图甲所示，将阻值为R=5Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小。对此，下列说法正确的是（ ）
A．电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u=5.0sin(100πt)V
B．电阻R消耗的电功率为1.25W
C．如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为2A
D．这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为1:1
11、如图甲所示,标有“220 V　40 W”的灯泡和标有“20 μF　360 V”的电容器并联到交流电源上,V为理想交流电压表,交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示。闭合开关S,下列判断正确的是(　　)
A.电容器会被击穿 B.交流电源的输出电压的有效值为220 V
C.t=时刻,V的示数为220 V D.t=时刻,通过灯泡的电流为 A
12、如图，线圈所围的面积为0.2 m2，线圈电阻为1 Ω，若图甲中感应电流I的方向为正方向，垂直线圈平面向上磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙，则不正确的是（　　）
A．在t = 4 s时，I的方向为负方向
B．前2 s内，通过线圈某截面的总电荷量为0.02 C
C．在3 ~ 5 s内，线圈产生的焦耳热为1 × 10 4 J
D．在时间0 ~ 5 s内，I的最大值为0.02 A
二、非选择题：
13、正弦交流电是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的．线圈中感应电动势随时间变化的规律如图所示，则此感应电动势的有效值为________ V；周期是________ s；在1s内线圈中电流方向变化了________次；假设线圈的匝数为10匝，t=T磁通量为________.
14、某一正弦式电流通过一个阻值为100Ω的电阻，其热效应与1A的恒定电流在相同时间内通过该电阻所产生的热效应相同。
（1）这个正弦式电流的电压、电流的有效值分别是多少？
（2）这个正弦式电流的电压、电流的峰值分别是多少？
15、一个正弦规律变化的交变电压的图象如图所示，根据图象计算：
（1）交流电的频率．
（2）交变电压有效值．
（3）写出该电压的瞬时值表达式．
（4）在什么时刻该电压的瞬时值大小与其有效值相等．
16、如图所示为一台小型发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直．矩形线圈的面积S=2.0×10﹣2 m2，匝数N=40，线圈电阻r=1.0Ω，磁场的磁感应强度B=0.20T．线圈绕OO′轴以ω=100rad/s的角速度匀速转动．线圈两端外接电阻R=9.0Ω的小灯泡和一个理想交流电流．从图示位置开始计时，求：
（1）线圈中产生的感应电动势的瞬时表达式．
（2）流过灯泡的电流．
（3）线圈由图示位置转过90°的过程中，通过灯泡的电荷量．
17、如图所示，空间存在一水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为，一阻值、面积的U形框通过M、N两点处的电刷与一标有“6V 12W”的纯电阻用电器L相连接，现以U形框所在平面与磁场平行时作为0时刻，让U形框以恒定的角速度绕M、N所在直线做匀速圆周运动。
(1)求U形框中产生的感应电动势的瞬时值的表达式；
(2)从0时刻开始，U形框转过个周期的过程中流过用电器的电荷量为多少？该电荷量与U形框的角速度大小是否有关？
(3)用电器L能否正常工作？如果能请写出必要的计算过程，如果不能求用电器消耗的实际功率。
参考答案
一、选择题：
1、 C 2、 C 3、A 4、 B 5、B
6、 C 7、C 8、 A 9、B 10、D
11、 C 12、C
二、非选择题：
13、 10V 0.25 8次 0
14、 (1)某一正弦式电流流过阻值为100Ω的电阻产生的热量，与1A的恒定电流流过该电阻所产生的热量相等，则根据电流热效应可知，该交变电流的电流有效值I=1A
根据欧姆定律可知，电阻两端电压U=IR=100V
则该正弦式交变电流的电压有效值100V。
(2)根据正弦式交变电流的有效值和最大值可知，正弦式交变电流的电压峰值Um=U=100V 电流峰值Im=I=A
15、 （1）题中图象描述的是电压随时间的变化关系，周期为T=0.02s，故频率为f==50Hz
（2）由图可知，该交流电的峰值是Um=20V，有效值为
（3）角速度，交变电流瞬时值表达式u=20sin100πt（V）
（4）根据电压的大小与其有效值相等得10V=20sin100πt（V） t=0.01（n±0.25）s （n=0，1，2…）
16、 （1）线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为：Em=NBSω=40×0.2×2.0×10﹣2×100V=16V
线圈中产生的感应电动势的瞬时表达式：e=16cos100tV
（2）回路中的最大电流为：Im=
电流的有效值为：
（3）感应电动势的平均值为：
感应电流的平均值为：
通过的电量为：
17、(1)U形框转动时产生的感应电动势最大值
则感应电动势的瞬时值表达式为
(2)U形框转过个周期的过程中，产生的平均电动势，用电器电阻
故流过用电器的电荷量，
由可知，流过用电器的电荷量与U形框角速度的大小无关。
(3)U形框产生的电动势的有效值
用电器两端电压
故用电器L不能正常工作其实际功率

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