教科版高中物理选修32练习第二章 交变电流 第2节Word文档格式.docx
- 文档编号:20093224
- 上传时间:2023-01-16
- 格式:DOCX
- 页数:32
- 大小:89.35KB
教科版高中物理选修32练习第二章 交变电流 第2节Word文档格式.docx
《教科版高中物理选修32练习第二章 交变电流 第2节Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《教科版高中物理选修32练习第二章 交变电流 第2节Word文档格式.docx(32页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
(2)电阻R上产生的焦耳热Q.
8.在水平方向的匀强磁场中,有一正方形闭合线圈绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动,已知线圈的匝数为n=100匝,边长为20cm,电阻为10Ω,转动频率f=50Hz,磁场的磁感应强度为0.5T.求:
(1)外力驱动线圈转动的功率;
(2)转至线圈平面与中性面的夹角为30°
时,线圈产生的感应电动势及感应电流的大小;
(3)线圈由中性面转至与中性面成30°
夹角的过程中,通过线圈横截面的电荷量.
1.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.跟交变电流有相同热效应的恒定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311V
C.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=220sin100πtV
D.以上说法都不对
3.一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100V
B.该交流电的频率为25Hz
C.该交流电压瞬时值的表达式为u=100sin25tV
D.若将该交流电压加在阻值为100Ω的电阻两端,该电阻消耗的功率为50W
4.一个电热器接在10V的直流电源上,在ts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2ts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10V,有效值10V
B.最大值10V,有效值5V
C.最大值5V,有效值5V
D.最大值20V,有效值10V
5.将阻值为5Ω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0.25Hz
B.通过电阻的电流为A
C.电阻消耗的电功率为2.5W
D.用交流电压表测得电阻两端的电压是5V
6.一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nr/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nπBS
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=2nπBSsin2nπt
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5.0Ω,外接一只电阻为95.0Ω的灯泡,如图乙所示,则( )
图11
A.电压表V的示数为220V
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484W
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J
8.在如图12所示的电路中,A是熔断电流I0=2A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=220sin314tV.为了不使保险丝熔断,可变电阻的阻值应该大于( )
图12
A.110ΩB.110Ω
C.220ΩD.220Ω
9.有一个电子器件,当其两端电压高于100V时则导通,等于或低于100V时则不导通,若把这个电子器件接到“100V、50Hz”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0.005s
题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答 案
10.将一电热器接在10V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=10sinωtV的交变电源上,煮开同一壶水需时间为________;
若接到另一交流电源上,需要时间为,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1kΩ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.
图14
13.如图15所示,线圈abcd的面积是0.05m2,共100匝,线圈电阻为1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度为B=T,当线圈以300r/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.
第2节 描述正弦交流电的物理量答案
课前预习练
1.时间 次数 倒数 T= f=
2.同一 热量
3.I= U=
4.BD [由于正弦式交变电流每周期内方向改变两次,所以其频率为50Hz,由T=得T=0.02s.]
5.BD
6.A [由图象可知T=0.2s,Im=10A,故频率f==5Hz,I==5A=7.07A.A正确,B、C、D错误.]
课堂探究练
1.50 100π 200
解析 由图象可知此正弦交变电压的峰值Um=200V,周期T=0.02s,频率f==50Hz;
ω==rad/s=100πrad/s.将该电压加在电容器上,电容器的耐压值不应小于200V.
点评 交变电流完成一次周期性变化所需的时间叫周期;
交流电在1s内完成周期性变化的次数叫频率.周期(T)和频率(f)的关系为:
T=.
2.0.02s 50Hz 100 220V
解析 由电压的瞬时值表达式e=220sin100πtV可得Um=220V,ω=100πrad/s,所以周期T==0.02s;
由公式f=得f=50Hz;
一个周期内电流的方向改变两次,所以1s内电流方向改变100次.
点评 交变电流在一个周期内,电流的方向变化两次.
3.B [电压、电流的有效值和峰值之间的倍关系是仅限于正(余)弦交变电流而言的,所以A是错误的,B是正确的;
在交变电流的讲述中没有特别说明情况下的电流和电压均指有效值,C错误;
交流电压表、电流表测的都是有效值,D错误.]
点评 交变电流的峰值Im或Um是它能达到的最大数值.正(余)弦交变电流的有效值I、U与峰值Im、Um之间的关系为:
I=,U=.
4.B [R1与R2串联,故R1与R2中的电流变化情况应相同.从图象可以看出,交变电流中电流最大值为0.6A,电流有效值为:
I==0.6A,R1两端的电压有效值为U1=IR1=6V,R2两端电压最大值为Um=ImR2=0.6×
20V=12V,综上所述,正确选项为B.]
点评 在纯电阻电路中,若为交流电源,欧姆定律仍然适用,公式I=中I、U同时对应有效值(或最大值).
5.I0
解析 交变电流一个周期T内通过电阻R产生的热量为2R·
T/2+IR·
T/2,直流电I通过R一个周期T产生的热量为I2RT,由有效值的定义知()2R·
T/2=I2RT
解得I=I0
方法总结 只有正弦(或余弦)式交流电的有效值才是最大值的,对于其他形式的交变电流要紧扣有效值的定义列方程计算有效值,时间一般取一个周期.
6.2V
解析 假设让一直流电压U和题图所示的交流电压分别通过同一电阻,交流电在一个周期内产生的热量为Q1=2=·
+·
.直流电在一个周期内产生的热量Q2=·
T.由交流电有效值的定义,得Q1=Q2,即·
=·
T.解得U=2V.
方法总结 有效值是根据电流的热效应定义的(计算时要取一个完整周期的时间),而不是简单的对电压求平均(错解U=V=6V).
7.
(1)
(2)
解析
(1)在此过程中,穿过线圈的磁通量变化ΔΦ=BS,经历时间Δt==
产生的平均电动势为=n=nBωS
平均电流为==
通过R的电荷量q=·
Δt=
(2)该过程中电阻R上产生的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的,Q=I2RT=()2R=
方法总结 有效值是根据电流的热效应规定的,而交变电流的平均值是交变电流中各物理量(e,i,u)对时间的平均值,如平均电动势=n,平均值的大小与Δt的取值有关.在计算交变电流通过导体产生热量、热功率时,只能用交变电流的有效值,而在计算通过导体的电荷量时,只能用交变电流的平均值.
8.
(1)1.97×
104W
(2)31.4A (3)0.027C
解析
(1)线圈中感应电动势的最大值
Em=nBSω=nBS·
2πf=100×
0.5×
(0.2)2×
2×
3.14×
50V=628V
感应电动势的有效值为U==314V.
外界驱动线圈转动的功率与线圈中交变电流的功率相等,P外==W=1.97×
104W.
(2)线圈转到与中性面成30°
角时,感应电动势的瞬时值e=Emsin30°
V=314V,交变电流的瞬时值i==A=31.4A.
(3)在线圈从中性面转过30°
角的过程中,线圈中的平均感应电动势=n,平均感应电流==n,通过线圈横截面的电荷量为q,则q=Δt=n=n==C≈0.027C
方法总结 正弦交流电的电动势的最大值Em=nBSω.有效值U=,用在计算有关电流热效应问题中;
瞬时值是指在某一时刻或某一位置线圈中的感应电动势,可直接用公式e=Emsinωt或e=Emcosωt由线圈的计时起点决定正弦还是余弦;
平均值=n用在计算通过导体横截面的电荷量的问题中.
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311V,B选项错误;
图甲中交变电流的周期为2×
10-2s,所以ω==100πrad/s.但是最大值是311V,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100V,周期为4×
10-2s,所以频率为25Hz.]
4.B [电热器接在直流电源上时,有Q=t=t.电热器接在交流电源上时,有Q=·
2t.故t=2t,则U=V=5V,Um=U=10V,所以选项B正确.]
5.C [由周期与频率的关系f=知,f=Hz=25Hz;
电动势的有效值U==V=V,通过电阻的电流I==A,电阻消耗的电功率为P==2.5W,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==nπBS,B正确;
因为T==,所以====4nBS,C错误;
e=Emsinωt=2πnBSsin2πnt,D正确.]
7.D [由电动势的图象知,其最大值为220V,故有效值为220V,电压表测量的是灯泡两端电压U=209V,A错;
交流电的周期T=0.02s,方向每秒改变100次,B错;
灯泡消耗的功率P=I2R=()2×
95W=459.8W,C错;
发电机内阻每秒产生的热量Q=I2rt=()2×
5×
1J=24.2J,D对.]
8.B [保险丝的熔断电流是指有效值,故由R=得R=110Ω,故B正确.]
9.CD [“100V,50Hz”的正弦交变电源,其电压的最大值为100V,当电压的瞬时值为100V时,由100=100sinθ,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 10V
11.25Hz 24.2W
解析 由题中图象可知,交流的周期T=0.04s,所以频率f==25Hz,电压的最大值是220V,有效值是V,所以用电器的额定功率为P==24.2W
12.6A
解析 设非正弦交变电流的有效值为I′,直流电的电流强度为I,让非正弦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=0.3s)内,非正弦交变电流产生的热量
Q′=IRt1+IRt2
=()2Rt1+()2Rt2
=()2R×
0.2+()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=6A,I′=I=6A
13.
(1)50V 35.4V
(2)31.86V 3.54A
(3)0.16C
解析
(1)Em=nBSω
=100×
×
0.05×
2π×
V
=50V
E==25V≈35.4V
(2)电流表示数
I=≈3.54A
电压表示数:
U=IR≈3.54×
9V=31.86V
(3)从图示位置转过90°
的过程中,
=n,又因为=,所以q=Δt,
解得:
q===C≈0.16C.
小学语文学习必须了解的59个通假字,你的孩子都知道吗?
1、说(yuè
):
通“悦”,愉快。
学而时习之,不亦说乎?
(《论语十则》)
2、女:
通“汝”,你。
知:
通“智”,聪明。
诲女知之乎?
……是知也。
3、还:
通“旋”,回转,掉转。
扁鹊望桓侯而还走。
(扁鹊见蔡桓公))
4、齐:
通“剂”。
在肠胃,火齐之所及也。
(《扁鹊见蔡桓公》)
5、止:
通“只”。
担中肉尽,止有剩骨。
(《狼》)
6、亡:
通“无”
河曲智叟亡以应。
(《愚公移山》)
亡:
通“无”。
日之其所亡。
(《乐羊子妻》)
7、屏:
通“摒”。
屏弃而不用,其与昏与庸无以异也。
(《为学》)
8、帖:
通“贴”。
火:
通“伙”。
对镜帖花黄。
……火伴皆惊忙。
(《木兰诗》)
9、尔:
通“耳”,相当于“罢了”。
无他,但手熟尔。
(《买油翁》)
10、争:
通“怎”。
争渡,争渡,惊起一滩鸥鹭。
(《如梦令》李清照)
11、见,通“现”。
路转溪头忽见。
(《西江月》辛弃疾)
见:
通“现”。
才美不外见……(《马说》)
何时眼前突兀见此屋。
(《茅屋为秋风所破歌》)
12、(《口技》)坐:
通“座”。
满坐寂然,无敢哗者。
13、扳:
通“攀”,牵,引。
日扳仲永环谒于邑人。
(《伤仲永》)
14、反:
通“返”。
寒暑易节,始一反焉。
15、惠:
通“慧”,聪明。
甚矣,汝之不惠。
16、厝:
通“措”,放置。
一厝逆东,一厝雍南。
17、那:
通“哪”,怎么。
问渠那得清如许。
(《观书有感》)
18、阙:
通“缺”。
两岸连山,略无阙处。
(《三峡》)
19、强:
通“僵”,僵硬。
昂首观之,项为之强。
(《闲情记趣》)
20、道:
通“导”,引导。
傧者更道,从大门入。
(《晏子故事两篇》)
21、曷:
通“何”。
缚者曷为者也?
22、熙:
通“嬉”,开玩笑。
圣人非所与熙也。
23、辑:
通“缉”,连缀。
饰以玫瑰,辑以翡翠。
(《买椟还珠》)
24、遽:
通“讵”,岂。
此何遽不为福乎?
(《塞翁失马》)
25、距:
通“拒”,挡。
……子墨子九距之。
(《公输》)
26、诎:
通“屈”,折服。
公输盘诎,而曰……(《公输》)
27、有:
通“又”。
舟首尾长约八分有奇。
(《核舟记》)
28、衡:
通“横”。
左手倚一衡木。
衡:
通“横”,梗塞,这里指不顺。
困于心,衡于虑。
(《生于忧患,死于安乐》)
29、甫:
通“父”。
虞山王毅叔远甫刻。
30、简:
通“拣”,挑选。
盖简桃核修狭者为之。
31、错:
通“措”。
以君为长者,故不错意也。
(《唐雎不辱使命》)
32、仓:
通“苍”。
要离之刺庆忌也,仓鹰击于殿上。
33、裁:
通“才”,仅仅。
数至八层,裁如星点。
(《山市》)
34、適:
通“谪”。
发闾左適戍渔阳九百人。
(《陈涉世家》)
35、唱:
通“倡”,倡导。
为天下唱,宜多应者。
36、以:
通“已”。
得鱼腹中书,固以怪之矣。
37、被:
通“披”。
将军身被坚执锐。
被:
同舍生皆被绮绣。
(《送东阳马生序》)
38、食:
通“饲”,喂。
食马者不知其能千里而食也。
(《马说》)
39、材:
通“才”。
食之不能尽其材。
40、邪:
通“耶”,表示疑问,相当于“吗”。
其真无马邪?
41、僇:
通“戮”,遭到贬谪。
自余为僇人,……(《始得西山宴游记》)
42、暴:
通“曝”。
而游者皆暴日中。
(《峡江寺飞泉亭记》)
43、畔:
通“叛”。
寡助之至,亲戚畔之。
(《得道多助,失道寡助》)
44、曾:
通“增”。
曾益其所不能。
45、拂:
通“弼”,辅佐。
入则无法家拂士。
46、具:
通“俱”,全,皆。
政通人和,百废具兴。
(《岳阳楼记》)
47、属:
通“嘱”。
属予作文以记之。
48、赀:
通“资”,资财,钱财。
馔酒食,持其赀去。
(《越巫》)
49、不:
通“否”。
客问元方:
“尊君在不?
”(《陈太丘与友期》)
50、直:
通“值”。
玉盘珍馐直万钱。
(《行路难》其一)
51、辟:
通“避”,躲避。
故患有所不辟也。
(《鱼我所欲也》)
52、辩:
通“辨”,辨别。
万钟则不辩礼义而受之。
53、得:
通“德”,恩惠,这里是感激。
与:
通“欤”,语气词。
所识穷乏者得我与?
54、乡:
通“向”,从前。
乡为身死而不受。
55、信:
通“伸”。
欲信大义于天下。
(《隆中对》)
56、已:
通“以”。
自董卓已来……(《隆中对》)
57、徧:
通“遍”,遍及,普及。
小惠未徧,民弗从也。
(《曹刿论战》)
58、支:
通“肢”。
四支僵硬不能动。
59、埘:
通“橛”,指为栖鸡做的木架。
鸡栖于埘,日之夕矣,牛羊下来(《君子于役》)
(《买椟
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 教科版高中物理选修32练习第二章 交变电流 第2节 教科版 高中物理 选修 32 练习 第二 电流