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    粤教版高中物理选择性必修第二册第3章第2节描述交变电流的物理量课件+学案+素养落实含答案

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    物理选择性必修 第二册第二节 描述交变电流的物理量图文课件ppt

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    课后素养落实() 描述交变电流的物理量(建议用时:40分钟)◎题组一 交变电流的峰值和有效值1下列提到的交流电不是指有效值的是(  )A交流电压表的读数 B.保险丝熔断电流C电容器击穿电压 D220 V交流电压C [交流电压表测量的电压值就是电压的有效值;保险丝熔断是因为电阻发热使温度超过了熔断值,而与电热相关的电流值就是指有效值;电容器的击穿是因为电压瞬时值超过了其击穿电压值,这是瞬时值,所以击穿电压表示的是电压最大值;220 V交流电压,是有效值。故应选C]2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 AB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100D正弦交变电流i20sin 10πt(A)的峰值为20 A频率为100 HzC [电流的负值表示电流方向与规定正方向相反,不表示大小,A项错误;交流电流表测交变电流时,指针不会来回摆动,B项错误;我国工农业生产和生活用的交变电流,周期为0.02 s,交流电方向一个周期改变两次,所以每秒改变100次,C项正确;由ωf,得正弦交变电流i20sin 10πt(A)的频率为 5 HzD项错误。]3在相同的时间内某正弦交变电流通过一阻值为100 Ω的电阻产生的热量与一电流为3 A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等(  )A此交变电流的有效值为3 A最大值为3 AB此交变电流的有效值为3 A最大值为6 AC电阻两端的交流电压的有效值为300 V最大值不确定D电阻两端的交流电压的有效值为300 V最大值为600 VA [根据交变电流有效值的定义知交变电流的有效值即为直流电的电流值,为3 A。根据有效值与最大值的倍关系,易知交变电流的最大值为3 A,故A正确,B错误;根据欧姆定律UIR,则有U有效I有效RUmImR,得电阻两端的交流电压的有效值为300 V,最大值为300 V。故CD错误。]4将正弦式交流电经过整流器处理后得到的电流波形刚好去掉了半周如图所示它的有效值是(  )A2 A     B AC A    D1 AD [QR2R×RTQI2RTQQI1 A]5如图所示正弦交流电甲和方波交流电乙的峰值频率完全相同把两电流分别输入完全相同的两个电阻中经过相同的时间(足够长)两电阻中消耗的电能之比WW(  )A12  B1C11 D12A [在一个周期T内,正弦交流电在电阻中消耗的电能为WRt,方波交流电在电阻中消耗的电能为WI2Rt,所以WW12,故A正确。]6匝数为100的线圈通有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r0.02 Ω则在010 s内线圈产生的焦耳热为(  )A80 J  B85 J  C90 J  D125 JB [由交变电流的有效值定义知R·(2 A)2R·I2RT该交变电流的有效值I A线圈的总电阻R100×0.02 Ω2 ΩQI2RtQ85 J选项B正确。]◎题组二 交变电流图像7(多选)如图是某交流发电机产生的交变电流的图像根据图像可以判定(  )A.此交变电流的频率为5 HzB该交变电流的电压瞬时值表达式为u12sin 10πt(V)C将标有12 V 3 W的灯泡接在此交变电流上灯泡可以正常发光D图像上对应的0.1 s时刻发电机中的线圈刚好转至中性面ABD [由图像可知,交变电流的周期T0.2 s,交变电压的最大值Um12 V,所以此交变电流的频率f5 Hz,角速度ω10π rad/s,交变电压瞬时值的表达式uUmsin ωt12sin 10πt(V),选项AB均正确;标有12 V 3 W的灯泡正常发光时其两端电压的有效值为12 V,而交变电压有效值U6 V,所以灯泡不能正常发光,选项C错误;图像上对应的0.1 s时刻,交变电压瞬时值为零,穿过发电机中的线圈的磁通量最大,发电机中的线圈刚好转至中性面,选项D正确。]8(多选)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ab所示(  )甲        乙A两次t0时刻线圈平面均与中性面重合B曲线ab对应的线圈转速之比为23C曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 VAC [由题图乙知t0时两次转动产生的瞬时电动势都等于零,故A正确;由题图乙知两次转动所产生的交变电动势的周期之比TaTb23,再由周期与转速的关系nnanb32,故B错误;因Ta4×102 s,故fa25 HzC正确;因Ema15 V,而EmNBSω,故EmbEma10 VEb5 VD错误。]◎题组三 交变电流四值比较9如图所示一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动线圈匝数N100线圈电阻r3 Ωabcd0.5 mbcad0.4 m磁感应强度B0.5 T电阻R311 Ω当线圈以n300 r/min的转速匀速转动时求:(1)感应电动势的最大值;(2)t0时线圈在图示位置写出此交变电流电动势瞬时值表达式;(3)此电压表的示数是多少?[解析] (1)电动势的最大值为EmNBωSNB·(2πn)·(ab·bc)314 V(2)电动势瞬时值的表达式eEmsin ωt314sin 10πt(V)(3)UV×220 V[答案] (1)314 V (2)e314sin 10πt(V) (3)220 V10如图所示实验室中有一台手摇交流发电机内阻r1.0 Ω外接R9.0 Ω的电阻闭合开关S当发电机转子以某一转速匀速转动时产生的电动势e10sin10πt(V)(  )A该交变电流的频率为10 HzB该电动势的有效值为10 VC外接电阻R所消耗的电功率为10 WD电路中理想交流电流表的示数为1.0 AD [由产生的电动势可知,该交变电流的频率为5 Hz,选项A错误;该电动势的有效值为E10 V,选项B错误;电路中交流电流表的示数为电流的有效值,为I1.0 A,选项D正确;外接电阻R所消耗的电功率为PI2R9 W,选项C错误。]11在如图甲的电路中电阻R26R1D1D2为理想二极管当输入图乙的正弦交流电时电压表的示数为(  )甲        乙A  B  C  DU0C [由题意可知,0时间内两电阻串联,则电路总电阻RR1R2根据欧姆定律得出电压表读数U1R1T时间内电压反向,回路中只有电阻R1,则电路总电阻RR1根据欧姆定律得出电压表读数U2U0根据交流电的有效值定义得··T解得UU0,故C正确。]12有一交流发电机模型用示波器观察到它产生的感应电动势波形如图所示求:(1)电动势的最大值和有效值(2)t s电动势的瞬时值并指出此时线圈相对于磁场的位置(3)已知线圈面积为16 cm225计算匀强磁场的磁感应强度[解析] (1)由图像可知电动势的最大值Em5 V,根据正弦交流电的最大值和有效值的关系,有效值为:EEm3.5 V(2)因为eEmsin ωt5sin 100πt(V),当t s时,e5sin 100π× V5 V这时线圈平面跟磁感线平行。(3)由于EmnBSω,所以B T0.4 T[答案] (1)5 V 3.5 V (2)5 V 线圈平面跟磁感线平行  (3)0.4 T13.如图所示在匀强磁场中有一个内阻r3 Ω面积S0.02 m2的半圆形导线框可绕OO轴旋转已知匀强磁场的磁感应强度BT若线框以ω100 π rad/s的角速度匀速转动且通过电刷给6 V 12 W的小灯泡供电则:(1)若从图示位置开始计时求线框中感应电动势的瞬时值表达式;(2)由题中所给已知条件外电路所接小灯泡能否正常发光?如不能则小灯泡实际功率为多大?[解析] (1)线框转动时产生感应电动势的最大值EmBSω×0.02×100π V 10 V因线框转动从平行于磁感线位置开始计时,则感应电动势的瞬时值表达式为eEm cos ωt10cos(100πt)V(2)由题意知灯泡的电阻R3 Ω线框产生的电动势的有效值E10 V灯泡两端电压UR5 V<6 V,故灯泡不能正常发光,其实际功率P W W[答案] (1)e10cos(100πt)V (2)不能  W 

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