新教材2021-2022人教版物理选择性必修第二册课时检测：3.2　交变电流的描述含解析

3.0 envi 2024-11-19 4 4 217.49KB 7 页 3知币
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课时跟踪检测(十三)　交变电流的描述
1．在阻值为 70 Ω 的电阻中通以正弦式交变电流，测得在 10 min 内放出的热量为
2．1×104 J，则此交变电流的最大值为(　　)
A．0.24 A　　 B．0.5 A　　 C．0.707 A　　 D．1 A
解析：选D　根据 Q＝I2Rt 得I＝＝ A＝ A，所以 Im＝I＝1 A。故选项 D正确。
2．一个正弦式交变电流的图像如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．周期是 0.2 s，电流的峰值是 10 A
B．周期是 0.15 s，电流的峰值是 10 A
C．频率是 5 Hz，电流的有效值是 10 A
D．频率是 0.2 Hz，电流的有效值是 7．07 A
解析：选A　由题图可知 T＝0.2 s，Im＝10 A，故频率 f＝＝5 Hz，I＝＝5 A≈7．07
A，选项 A正确，选项 B、C、D错误。
3．通过一阻值 R＝100 Ω 的电阻的交变电流随时间变化图像如图所示，其周期为 1 s。
电阻两端电压的有效值为(　　)
A．12 V B．4 V
C．15 V D．8 V
解析：选B　由题意结合有效值的定义可得 I2RT＝2，将 I1＝0.1 A，I2＝0.2 A 代入可
得流过电阻的电流的有效值 I＝ A，故电阻两端电压的有效值 IR＝4 V。
4．如图所示，电路由正弦式交流电源供电，最大电压保持不变，如果交变电
流的频率升高，则下列说法正确的是(　　)
A．电容器上的电荷量最大值增大
B．电容器的容抗增大
C．电路中灯泡的亮度变亮
D．电路中灯泡的亮度变暗
解析：选C　当交变电流的频率升高时，电容器的容抗减小，灯泡的亮度变亮，故选
项C正确，选项 B、D错误；由 Qmax＝CUm可知，选项 A错误。
5．[多选]在如图所示的电路中，L为电感线圈，灯泡的电阻为 R，电
流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压 u＝220sin 100πt (V)。
若保持电源电压有效值不变，只将电源频率改为 100 Hz，下列说法正确的
是(　　)
A．电流表示数增大 B．电压表示数增大
C．灯泡变暗 D．灯泡变亮
解析：选BC　由 u＝220sin 100πt (V)，可得电源原来的频率为 f＝＝ Hz＝50 Hz。当
电源频率由原来的 50 Hz 增大为 100 Hz 时，线圈的感抗增大，在电压不变的情况下，电路
中的电流减小，选项 A错误；灯泡的电阻 R是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率(P
＝I2R)减小，灯泡变暗，选项 C正确，选项 D错误；电压表与电感线圈并联，其示数为线
圈两端的电压 UL，灯泡两端电压为 UR，则电源电压的有效值为 U＝UL＋UR，因 UR＝IR，
故电流 I减小时，UR减小，因电源电压有效值保持不变，可知 UL增大，选项 B正确。
6．如图甲所示，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像如图乙中曲线 a、b所示，则(　　)
A．线圈转动两次的 t＝0时刻线圈平面均与中性面垂直
B．曲线 a、b对应的线圈转速之比为 3∶2
C．曲线 a表示的交变电流频率为 50 Hz
D．曲线 b表示的交变电流有效值为 10 V
解析：选B　在 t＝0时刻，电动势为零，磁通量变化率为零，线圈一定处在中性面位
置上，故 A错误；由题图乙可知，曲线 a中线圈转动的周期为 4×10－2 s，曲线 b中线圈转
动的周期为 6×10－2 s，则由 n＝可知，转速之比为 3∶2，故 B正确；曲线 a表示的交变电
流频率 f＝＝25 Hz，故 C错误；曲线 a、b对应的线圈转速之比为 3∶2，曲线 a表示的电
动势最大值是 15 V，根据 Em＝NBSω 得曲线 b表示的电动势最大值是 10 V，则有效值 U＝
V＝5 V，故 D错误。
7．电阻 R1、R2和交流电源按照图甲所示方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω。合上开关 S
后，通过电阻 R2的正弦式交变电流 i随时间 t的变化情况如图乙所示，则(　　)
A．通过 R1的电流的有效值是 1．2 A
B．R1两端的电压有效值是 6 V
C．通过 R2的电流的有效值是 1．2 A
D．R2两端的电压有效值是 6 V
解析：选B　电阻 R1、R2串联，通过 R1和R2的电流的有效值都是 0.6 A，故 A、C错
误；R1两端的电压有效值 U1＝IR1＝6 V，故 B正确；R2两端的电压有效值 U2＝IR2＝12
V，故 D错误。
8．[多选]如图所示，M为半圆形导线框，圆心为 OM；N是圆心角为直角的扇形导线
框，圆心为 ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线 OMON的水平
面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框 M、N在t＝0时从图示位置开始，
分别绕垂直于纸面、且过 OM和ON的轴，以相同的周期 T逆时针匀速转动，则(　　)
A．两导线框中均会产生正弦交流电
B．两导线框中感应电流的周期都等于 T
C．在 t＝时，两导线框中产生的感应电动势相等
D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等
解析：选BC　两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变，选项 A错
误；导线框的转动周期为 T，则感应电流的周期也为 T，选项 B正确；在 t＝时，两导线框
切割磁感线的有效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项 C正确；M导线框
中一直有感应电流，N导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两导线框的电阻相等时，
感应电流的有效值不相等，选项 D错误。
9．[多选]如图所示，N匝矩形导线框以角速度 ω在磁感应强度为 B的
匀强磁场中绕轴 OO′匀速转动。线框面积为 S，线框的电阻、电感均不计，
外电路接有电阻 R、理想电流表 和二极管 D。二极管 D具有单向导电性，
即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是(　　)
A．交流电流表的示数为 NBS
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