高中物理课时跟踪检测三相交变电流鲁科版2

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2020-2021学年鲁科版选择性必修第二册 3.2交变电流的产生随堂检测(含解析)

2020-2021学年鲁科版（2019）选择性必修第二册3.2交变电流的产生随堂检测（含解析）1.关于交变电流，下列说法中正确的是( ) A.在一个周期内交变电流的方向只改变一次 B.电风扇铭牌上标出的电压值和电流值都是指有效值C.某正弦式交流电压的最大值为311 V ，则该交流电压最小值为311V -D.用交流电流表或交流电压表测交流电流或电压时，测量的是交流电流或电压的最大值 2.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50 V ，那么该线圈由图示位置(线圈平面与磁场方向平行)转过30°时，线圈中的感应电动势大小为( )A.50VB.25VC.253VD.10V3.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的电动势为()2202sin100πV e t =.关于这个交变电流，下列说法中正确的是( ) A.电动势的有效值为220 V B.交变电流的频率为100 Hz C.电动势的最大值为220 VD.0t =时，线圈平面与中性面垂直4.小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数.将发电机与一个标有“6 V 6 W”的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻.当线圈的转速为5r/s n =时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时值表达式为( ) A.sin 5(A)i t = B.sin10π(A)i t =C. 1.41sin 5(A)i t =D. 1.41sin10π(A)i t =5.一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时的t Φ-图像如图所示，将此交变电流与4ΩR =的电阻连接，R 的功率为22πW ，不计线圈的电阻，下列说法正确的是( )A.交变电流的频率为50 HzB.0.5s t =时线圈中的电流最大C.1s t =时线圈处于“中性面”位置D.线圈产生电动势的最大值是4πV6.一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生的感应电流如图所示.下列判断正确的是( )A.0.01s t =时刻，线圈平面处于中性面位置B.0.02s t =时刻，线圈的磁通量变化率最大C.该交变电流的频率为100 HzD.1 s 内电流的方向变化100次7.甲图为小型交流发电机的原理图，发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴OO '匀速转动，从0t =时刻开始，通过矩形线圈的磁通量随时间变化的规律如图乙所示，已知线圈的匝数50n =，线圈的电阻5r =Ω，线圈与外电路连接的定值电阻45R =Ω，电压表为理想交流电表.则下列判断正确的是( )A.线圈转动的周期为6.28 sB.0t =时刻线圈平面与磁感线平行C.线圈转动过程中产生的最大电动势为1002VD.电压表的示数为452V8.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示；产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示.则下列说法正确的是( )A.0.01st=时穿过线框的磁通量最小B.该线圈转动的角速度大小为πrad/sC.该交变电动势的瞬时值表达式为222sin(100π)Ve t=D.线框平面与中性面的夹角为45°时，电动势瞬时值为22 V9.在磁感应强度为1 T的匀强磁场中有一匝数为10匝的矩形线圈ABCD，如图所示，线圈绕OO'轴以转速50r/sπn=匀速转动.20cm,25cmAB BC==，线圈的总电阻为1r=Ω，定值电阻的阻值为9R=Ω，从图示位置开始计时.(1)写出t时刻整个线圈中的感应电动势e的表达式.(2)线圈转过30°，流过R的电荷量为多少?(3)线圈转过30°时，磁通量的变化率为多少?答案以及解析1.答案：B解析：在一个周期内交变电流的方向改变两次，故A 错误；电风扇铭牌上标出的电压值和电流值都是指有效值，B 正确；某正弦式交流电压的最大值为311 V ，则其最小值为零，故C 错误;交流电流表和交流电压表测量的是有效值，故D 错误. 2.答案：C解析：线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动，从垂直中性面的位置开始计时，感应电动势的瞬时值为m cos e E θ=，故当30θ=°时，感应电动势的瞬时值为m cos3050V V e E ===°，故选C. 3.答案：A解析：由()πV e t =可知该交变电流的电动势的最大值为V ，有效值为220 V ，故A 正确，C 错误;线圈转动的角速度为100πrad/s ，2πT ω=，故其频率为1100πHz 50Hz 2πf T ===，故B 错误;当0t =时，0e =，此时线圈处在中性面的位置，故D 错误. 4.答案：D解析：小灯泡正常发光，电流有效值为6A 1A 6P I U ===A ，根据2πn ω=得10πrad/s ω=，电路中电流的瞬时值表达式为 1.41sin10π(A)i t =，故选D.5.答案：D解析：由题图知，交变电流的周期为2s T =，交变电流的频率为10.5Hz f T==，选项A 错误；0.5s t =时线圈的磁通量最大，电动势为零，电流为零，选项B 错误；1s t =时线圈的磁通量为零，即线圈处于与“中性面”垂直的位置，选项C 错误；由功率公式有2E P R =，得V E =，故线圈产生电动势的最大值为m 4πV E ==，选项D 正确.6.答案：AD解析：由图像知0.01s t =和0.02s t =时，电动势为零，线圈的磁通量变化率最小且为零，线圈平面与磁场方向垂直，线圈平面处于中性面位置，A 正确，B 错误;由图像知该交变电流的周期0.02s T =，所以频率50Hz f =，C 错误;一个周期内电流方向变化两次，1 s 内电流的方向变化100次，D 正确. 7.答案：BD解析：由图乙可知，线圈转动的周期为26.2810s T -=⨯，A 错误;由图乙可知，0t =时刻，磁通量为零，线圈平面与磁感线平行，B 正确;线圈产生的最大电动势m m 100V E NBS N ωΦω===，C 错误;电压表测的是电阻R 两端的电压，示数为VEU R R R r=⋅==+，D 正确.8.答案：CD解析：由题图乙知，0.01s t =时，电动势为0，穿过线圈的磁通量最大，选项A 错误；该线圈转动的角速度2π2πrad /s 100πrad /s 0.02T ω===，选项B 错误；该交变电动势的瞬时值表达式为m sin()π)V e E t t ω==，选项C 正确；该线圈平面与中性面夹角为45°时，电动势瞬时值为45V 22V e ︒==，选项D 正确. 9.答案：(1)50cos100(V)e t = (2)0.025 C (3)4.33 Wb/s解析：(1)感应电动势最大值m 122π50V E NBS NBL L n ω==⋅=，整个线圈中的感应电动势的瞬时值表达式为m cos 50cos100(V)e E t t ω==. (2)线圈转过30°时，q I t =∆，其中()E I N R R r t Φ∆==+∆总，故q N R rΦ∆=+. 又121(sin 30sin 0)2BS BL L Φ∆=-=°°，代入数据得0.025C q =.(3)线圈转过30°时，πs 600t ϕω==，此时50cos100(V)V e t ==，而e N tΦ∆=∆，可得Wb/s 4.33Wb/s t Φ∆==∆.。

高中物理课时跟踪检测(六)交变电流教科选修3-2

课时跟踪检测（六）交变电流1．下列说法中正确的是( )A．只有大小和方向都不发生变化的电流才是直流电B．如果电流的大小做周期性变化，则一定是交变电流C．交变电流的最大特征是电流的方向发生变化D．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的解析：选C 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流；直流与交流最主要的区别在于电流的方向是否发生变化，只要方向不变就是直流；交变电流有着不同的形式，如方波电流、锯齿波电流等，不一定都是按正弦或余弦规律变化的。

选项C正确。

2．(多选)下列哪些情况线圈中能产生交变电流( )解析：选BCD 图A中线圈转动时磁通量总是为零，故不产生交流电，B、C、D三图中的线圈转动时磁通量发生周期性变化，产生交变电流。

3．(多选)图1所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是( )图1A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置，ab边的感应电流方向是a→bD．图示位置，ab边的感应电流方向是b→a解析：选AC 线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈转动一周，有两次经过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动两次，故A正确；线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面，显然图示位置不是中性面，所以B错误；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则知，ab边的感应电流方向是a →b ，C 正确，D 错误。

4．(多选)如图2所示，一正方形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动。

沿着OO ′观察，线圈沿逆时针方向转动。

已知匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈匝数为n ，边长为l ，电阻为R ，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时( )图2A ．线圈中感应电流的方向为abcdaB ．线圈中的感应电流为nBl 2ωRC ．穿过线圈的磁通量为0D ．穿过线圈的磁通量的变化率为0解析：选BC 图示位置为垂直于中性面的位置，此时通过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电流也最大，I ＝nBSωR ＝nBl 2ωR，由右手定则可判断出线圈中感应电流的方向为adcba 。

鲁科版高中物理选修3-2本章练测：第3章交变电流(含答案)

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第3章交变电流建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.根据交变电流瞬时表达式i=5sin500t A可知，从开始计时起，第一次出现电流峰值所需要的时间是( )A.2 msB.1 msC.6.28 ms D．3.14 ms2.(2011年海淀高二检测)边长为L的正方形闭合线圈共n匝，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕垂直于磁感线并在线圈平面内的轴匀速转动，要使线圈中的感应电流增大1倍，下列措施可采用的是( )A．只将角速度ω增大1倍B．只将线圈边长L增大至2LC．只将线圈匝数增加至2nD．只将磁感应强度增至2B3.一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220√2sin100πt V，则( )A．交流电的频率是100π HzB．t=0时，线圈位于中性面C．交流电的周期是0.02 sD．t=0.05 s时，e有最大值4.如图1所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是( )图1A．如果将频率增大，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强B．如果将频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱C．如果将频率减小，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强D．如果将频率减小，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱5．一个电热器接在10 V的直流电源上，消耗的功率是P，当把它接到一正弦波形交流电源上时，消耗的功率是P/4，则该交流电源的电压的最大值是( )A.5 VB.7.07 VC.10 VD.14.14 V6.有一交变电流如图2所示，则由此图象可知( )图2A．它的周期是0.8 sB．它的峰值是4 AC．它的有效值是2√2 AD．它的频率是0.8 Hz7．(2011年杭州高二检测)交变电压的瞬时值为u= U m sin100πt(V)，当t=1600s时，u=5√2 V，则从电压表上看到的读数为( )A.√2 V B．5√2 VC.10√2 V D．10 V8．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°的过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为( )A．π/2 B. 2/πC．2π D．π9．“二分频”音箱有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器，音箱要将扩音器送来的含不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．图3为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则( )图3A．甲扬声器是高音扬声器B．C2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D．L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流10．(2011年莆田高二检测)三个相同的电阻，分别通过如图4甲、乙、丙所示的交变电流，三个图中的I0和周期T相同．下列说法中正确的是( )图4A．在相同时间内三个电阻发热量相等B．在相同时间内，甲、乙发热量相等，是丙发热量的2倍C．在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的1/2D．在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分) 11．有一个电子元件，当它两端的电压的瞬时值高于e=110√2 V时则导电，低于e=110√2 V时不导电，若把这个电子元件接到220 V、50 Hz的正弦交流电的两端，则它在1 s内导电________次，每个周期内的导电时间为________．12．如图5所示，为某交变电动势随时间变化的图象，从图象中可知交变电动势的峰值为______ V．周期T是________s，交变电动势变化最快的时刻是________，穿过产生此电动势的线圈的磁通量变化最快的时刻是______，若此交流线圈共100匝，则穿过此线圈的最大磁通量是________Wb.图5三、计算题（本题共3小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.(16分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图6甲所示．发电机内阻r=5.0 Ω，外电路电阻R=95 Ω.已知感应电动势的最大值E max=nωΦmax，其中Φmax为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数．图6 14．(16分)(2011年三明市高二检测)如图7所示，N=50匝的矩形线圈abcd，边长ab=20 cm，ad=25cm，放在磁感应强度B=0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n=3000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r=1 Ω，外电路电阻R=9 Ω，t=0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里．图7(1)在图中标出t=0时感应电流的方向；(2)写出线圈感应电动势的瞬时表达式；(3)从图示位置转过90°过程中流过电阻R的电荷量是多大？15．(16分)如图8所示，矩形闭合金属线圈abcd的边长分别为l1和l2，电阻为R.ab边是固定转动轴，它恰位于有界匀强磁场的边界处，磁感应强度大小为B.某时刻线圈位置如图所示，磁感线垂直纸面，方向向里．线圈绕固定转动轴匀速转动，角速度大小为ω，从图示位置开始计时，规定电流沿adcb方向的流动为正方向．图8(1)在直角坐标系中画出线圈内感应电流随时间变化的关系图象(画出两个周期)；(2)求此感应电流的有效值．第3章交变电流得分：一、选择题二、填空题11.12.三、计算题13.14.15.第3章交变电流参考答案一、选择题1.D 解析：法一：由已知条件有2πT =ω=500 rad/s，则T=2π500.从中性面开始计时，第一次出现电流峰值需Δt=T 4=2π500×14s=π1000s=3.14×10－3 s.法二：由交流电瞬时值表达式，令i为最大值时有sinωt=1，即500t=π2，则t=π1000=3.14×10－3 s．选D.2.ABD 解析：由公式I=UR =m√2R=√2R可推得A、D正确．边长为2L时，S′=4S，R′=2R，故B正确，若匝数n′=2n，则R′=2R，I不变，故C项错误．3.BC 解析：由瞬时值表达式可知：角速度ω=100π rad/s.感应电动势是按正弦规律变化的，所以t=0时，线圈平面位于中性面．因ω=2πf，所以f=ω2π=100π2πHz=50 Hz由T=1f 得T=150s=0.02 s当t=0.05 s时，e=220√2sin5π V=0，故B、C选项正确．4.BC 解析：某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A1的电流增大，通过A2的电流减小，故B项正确；同理可得C项正确，故选B、C.5.B 解析：由电流的热效应算出有效值：102R =4×U2R，得有效值为5 V，则最大值为：5×√2 V≈7.07 V.6.AB 解析：由图象可读得其T=0.8 s，f=1T=1.25 Hz，故A对，D错；又由图象读得I m=4 A，故B对；因为电流为非正弦式交流电，故有效值I ≠m√2=2√2 A，C错．7.D 解析：将t =1600s 及u =5√2 V 代入u =U m sin100πt(V)，可以求得最大值U m =10√2 V ，有效值为10 V ，电压表的读数为有效值，故D 对．8.B 解析：设矩形线圈面积为S ，匀速转动角速度为ω，磁感应强度为B ，则转动180°的过程中平均电动势E =2BSωπ，转动180°的过程中最大感应电动势为E m =BSω.故E E m=2π，选项B 正确．9.D 解析：电路中的电感和电容作用可以简单概括为：电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频；电容是通交流、隔直流，通高频、阻低频．10.C 解析：甲图象电流的有效值为√20，乙图象电流的有效值为I 0，丙图象根据电流有效值的定义有：I 02R T2=I 2RT ，解得电流有效值I =√20，根据焦耳定律相同时间内产生热量之比等于有效值的平方比，Q 1∶Q 2∶Q 3=1∶2∶1，C 对．二、填空题11.100 175 s解析：由题意知，加在电子元件两端电压随时间变化的图象如图9所示，表达式为u =220√2sinωt图9其中ω=2πf ，f =50 Hz ，T =1f=0.02 s ，得u =220√2sin100πt把u′=110√2 V 代入上述表达式得到t 1=1600s ，t 2=5600s 所以每个周期内的导电时间为Δt =2(t 2−t 1)=4300s =175s .由所画的u −t 图象知，一个周期内导电两次，所以1 s 内导电的次数为n =2t T=100.12.310 0.02 nT2(2n+1)T4311 000π解析：由图象可知周期为0.02 s ，最大电动势为310 V ，图象的斜率表示电动势变化的快慢，变化最快时刻应该是nT 2，根据法拉第电磁感应定律电动势最大的时刻应该是磁通量变化最快的时刻，是(2n+1)T4，由最大值公式可以求出最大磁通量，则E m =nBSω=nΦm ω Φm =E m nω=310100×100π Wb =311 000πWb三、计算题13.1.4 A解析：从Φ−t 图线看出Φmax =1.0×10－2 Wb ，T =3.14×10－2 s .已知感应电动势的最大值E max =nωΦmax ，又ω=2πT. 故电路中电流最大值I max =E max R+r=100×2×3.14×1.0×10−23.14×（95+5.0）×10−2A =2 A交流电流表读数是交变电流的有效值，即I =max√2=1.4 A ．14.解析：(1)根据ab 、cd 切割磁感线，由右手定则可得线圈中感应电流方向为a →d →c →b →a .(2)线圈的角速度ω=2πn =2×π×300060rad/s =100π rad/s .设ab 边在t =0时刻速度为v ab ，图示位置的感应电动势最大，其大小为E m=2NBab·v ab=NBab·ad·ω=50×0.4×0.20×0.25×100π V=314 V，电动势的瞬时表达式为：e=314cos100πt V.(3)q=IΔt.从t=0起转过90°的过程中，Δt时间内流过R的电荷量q=NΔΦΔt(R+r)Δt=NBSR+r=50×0.4×0.20×0.251+9C=0.1 C.15.(1)见解析(2)Bl1l2ω2R解析：(1)如果在题图所示的右半部区域里也有磁感应强度为B的匀强磁场，则线圈在绕ab轴匀速转动时，线圈中将产生正弦交流电，而且是从中性面开始计时的．现在的情况恰好在半个周期内没有感应电流，因此根据正弦交流电的图象画出如图10所示的曲线．图10(2)此感应电流的最大值I m=E mR ，感应电动势的最大值E m=Bl1l2ω，所以I m=Bl1l2ωR.则电流在T4～34T时间内的有效值为I=√2m.(√2m )2R·T2=I2RT，即12B2l12l22ω2R2·R·T2=I2RT，故I=Bl1l2ω2R.。

高中物理鲁科版选修3-2 第4章第1节三相交变电流课时作业含试卷分析详解

一、选择题1．下列关于三相交流发电机的说法中，正确的是()A．三个线圈都不可以单独向外供电B．三个线圈发出交变电流的有效值依次相差T/3C．三个线圈发出交变电流的瞬时值依次相差T/3D．三个线圈发出交变电流的最大值依次相差T/3解析：选D．产生三相交变电流的三个线圈是相互独立的，每一个都相当于一个独立的电源可以单独供电，只是它们到达最大值的时间依次相差三分之一个周期，故A错误，D正确；三个线圈发出交变电流的有效值任何时刻都相同，故B错误；由三相交变电动势的图象(如图)知，C错误．2．对于照明电路的“火线”与“地线”，正确的理解是()A．进入每个家庭的两根输电线，火线即是某一相的端线，地线即是星形接法中的零线B．电路中的电流总是由火线流入，地线流出，因而开关要接在火线上C．正常情况下，地线电势为零，与大地没有电势差D．火线与地线间的电势差为220 V，且总是火线的电势高解析：选 A.照明电路中电流大小和方向都是周期性变化的，时而由火线流入地线流出，时而由火线流出地线流入．开关接在火线上，断开开关使用电器脱离火线，避免检修时接触火线触电．火线和地线间的电势时而火线高，时而地线高，因此只有A正确．3．(多选)三相交流发电机的3个线圈中，A相的电压U＝311·sin(100πt) V，那么() A．3个线圈中交流电的频率都是50 HzB．在t＝0时刻，其他两相的输电电压为零C．若按Y形接法，任意两线间的电压最大值为380 VD．若按△形接法，任意两线间的电压有效值为380 V解析：选AD．由ω＝100π rad/s求出f＝50 Hz，A对；由于三个线圈相位差为120°，A相电压最大或为零时，另两相的输电电压没有达到最大或零值，B项错误；按Y形接法，两火线间电压为380 V，指的是有效值，C错误；按△形接法，任意两线间电压都为380 V，指的是有效值，D正确．4．如图所示是三相交流发电机与三只灯泡连接的电路图，已知发电机每个线圈发出交变电压的有效值为220 V，则下列说法中正确的是()A．每只灯泡的额定电压必须是380 V才能正常工作B．每只灯泡的额定电压必须是220 V才能正常工作C．三只灯泡的额定功率必须都相同才能正常工作D．一只灯泡灯丝断开，其他两只灯泡不能正常工作解析：选B．每只灯泡均接在各自一个线圈两端，故每只灯泡的额定电压为220 V就能正常工作；因为连接有中性线，所以一只灯泡灯丝断开，其他灯泡不受影响．5．(多选)一台三相电炉，铭牌上标有“220 V/380 V，△/Y”的字样，由此可见() A．电炉每一相的额定电压是220 VB．电炉每一相的额定电压是380 VC．供电电压是380 V，电炉的三相负载应该采用三角形连接D．供电电压是380 V，电炉的三相负载应该采用星形连接解析：选AD．铭牌上的字样说明电炉每一相的额定电压为220 V，故A正确．若供电线路的线电压为220 V时，用三角形接法，若供电线路的线电压为380 V时，用星形接法，故D 正确．6．三相电源的连接如图所示，电路中的三个交流电压表的示数U 1、U 2、U 3间的关系是( )A ．U 1∶U 2＝1∶2B ．U 1∶U 3＝1∶1C ．U 2∶U 3＝1∶1D ．U 2∶U 3＝1∶3解析：选B ．该接法是星形接法，采用三相四线制对外供电，三只交流电压表，其中U 1、U 3测量的是相电压，U 2测量的是线电压，选项B 正确．7．(多选)发电机三相线圈绕组采用星形接法时，关于输电线中性线的说法中正确的是( )A ．中性线不能去掉B ．当三相负载不对称时，中性线中有电流C ．中性线中一定没有电流D ．当三相负载对称时，中性线中无电流解析：选BD ．三相四线制星形接法中，若各电路负载相同，则中性线中无电流，可以去掉，形成三相三线制接法；若负载不对称，各相用电情况不一定相同，中性线中有电流通过，不能去掉，故选项B 、D 正确，A 、C 错误．8．(多选)关于三相交流电源的负载的连接方式，下列说法正确的是( )A ．负载采用何种连接方式取决于负载的额定电压B ．发电机采用星形接法，负载就必须采用星形接法C ．三相对称负载可以接成三角形，也可以接成星形D ．三相四线制和三相三线制的星形接法中U 相＝U 线3＝220 V 解析：选ACD ．负载采用何种接法应取决于负载的额定电压，A 正确．三相对称负载可以按星形或三角形连接，C 正确．星形接法中U 线＝3U 相，D 正确．发电机采用星形接法时，负载有星形、三角形两种接法，B 错误．☆9.如图所示，A 、B 、C 是三相交流电源的三根火线，D 是零线．电源的相电压为220 V ，L 1、L 2、L 3是三个“220 V ,60 W”的灯泡．开关S 1断开，S 2和S 3闭合，由于某种原因，电源的零线在图中O ′处断开，那么L 2和L 3两灯泡将( )A ．立即熄灭B ．变得比原来亮些C ．变得比原来暗些D ．保持亮度不变解析：选C.当S 1和零线断开后，两灯泡L 2和L 3变成串联关系，两端电压为B 、C 两火线间的线电压380 V ，此时每个灯泡分得的电压为190 V ，均小于它们的额定电压220 V ，两灯泡变暗．故选C.☆10.如图所示，A 、B 、C 为三相交流电源，每个灯泡的额定电压均为220 V ，额定功率相同．则L 与L ′两灯的实际功率之比为(设灯泡电阻恒定)( )A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶3D ．3∶1解析：选D ．由题意知电源线电压U 线＝220 V ，对负载采用三角形接法来说，每相负载两端的电压都等于电源的线电压，因此L 灯两端电压U L ＝U 线＝220 V.对负载采用星形接法来说，由于三相负载相同，每相负载的电压为线电压的13，因此L ′灯两端电压U L ′＝13U 线＝2203 V ．设每盏灯的电阻为R ，则L 灯的实际功率P L ＝U 2L R ＝(220 V )2R ，L ′灯的实际功率P L ′＝U 2L ′R ＝⎝⎛⎭⎫2203 V 2R，故P L ∶P L ′＝3∶1.二、非选择题11.三相交流发电机线圈和负载连接如图所示，已知每相线圈的电压为220 V ，R 1＝R 2＝R 3＝38 Ω，R A1＝R A2＝R A3＝22 Ω.求通过电阻和电灯的电流．解析：发电机每个线圈始端A 、B 、C 分别由端线引出，末端X 、Y 、Z 用中性线连接，形成星形连接，因AX 、BY 、CZ 间电压(相电压)是220 V ，所以A 、B 、C 三条端线间电压(线电压)U 线＝3U 相＝380 V.电阻R 1、R 2、R 3是三角形连接，电阻两端电压是两端线间电压U R ＝U 线＝380 V ，通过每个电阻的电流I R ＝U R R ＝38038A ＝10 A. 电灯A 1、A 2、A 3是星形连接，两端电压是端线与中性线之间的电压，U A ＝U 相＝220 V ，所以通过每个电灯的电流为I A ＝U A R A ＝22022A ＝10 A. 答案：10 A 10 A☆12.在线电压为380 V 的三相交流电路中，如图所示，接有三只电阻均为484 Ω的电灯．问：(1)这三只电灯属何种接法？每只灯的电压、电流、功率各是多少？(2)若L 1灯的保险丝熔断，则其余两灯的电压、电流、功率又各是多少？(3)若L 1灯短路，则其余两灯的情况怎样？解析：(1)属于星形接法，每只灯上的电压为相电压，即U ＝220 V ，根据欧姆定律和功率公式得：I ＝U R ＝220484 A ＝0.45 A ，P ＝U 2R ＝2202484W ＝100 W. (2)若L 1灯保险丝熔断，即断开了一相，此时属于线电压加在BC 两端，这两只灯每只灯上的电压为U 2＝190 V ，电流、功率分别是I 2＝U 2R ＝190484A ＝0.4 A ， P 2＝U 22R ＝1902484W ＝74.6 W. (3)若L 1灯短路，则O 点与A 等电势，L 2、L 3两灯两端的电压均为线电压380 V ，均被烧毁．答案：(1)星形接法 220 V 0.45 A 100 W(2)190 V 0.4 A 74.6 W(3)均被烧毁。

鲁科版高中物理选修3-2第三章交变电流章末综合检测.docx

高中物理学习材料唐玲收集整理(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．下列关于交流电的说法中正确的是( )A．交流电器设备上所标的电压和电流值是交流电的峰值B．用交流电流表和电压表测定的读数值是交流电的瞬时值C．给定的交流数值，在没有特别说明的情况下是指有效值D．跟交变电流有相同的热效应的直流电的数值是交流电的平均值解析：选 C.对于交变电流，在没有特别说明的情况下是指有效值，交流电流表和电压表的读数值是交流电的有效值，交流电器的铭牌上所标的电压和电流也是有效值，所以A、B、D错误，C正确．2．如图3－5是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中直流电流表有示数的位置是( )图3－5A．甲、丙B．乙、丁C．甲、乙 D．丙、丁解析：选B.线圈转动中感应电流时刻在变化，位于中性面位置时磁通量最大，但感应电流最小，等于零．位于与中性面垂直位置时，磁通量最小，但感应电流最大，故选B.3．图3－6中的四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是( )图3－6解析：选C.我国居民用电是有效值为U ＝220 V ，频率为50 Hz 的正弦交流电，故其最大值为U m ＝ 2 U ＝311 V ，周期为T ＝1f＝0.02 s ，选项C 正确． 4．如图3－7所示，有一矩形线圈abcd 在匀强磁场中分别绕轴O 1O 1′和中轴O 2O 2′以同样的角速度匀速转动，那么此线圈在以O 1O 1′和O 2O 2′分别为轴旋转到线圈平面与磁感线平行时，可产生的感应电流之比为( )图3－7A ．1∶2B ．2∶1C ．1∶4D ．1∶1解析：选D.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的最大感应电动势E m ＝NBS ω，与转轴位置无关，故在题中两种情况下转动一周时，产生的感应电流是相等的，故D 项正确．5．一个电热器接在10 V 的直流电源上，消耗的功率是P ，当把它接到一正弦波形交流电源上时，消耗的功率是P /4，则该交流电源的电压的最大值是( )A ．5 VB ．7.07 VC ．10 VD ．14.14 V解析：选B.由电流的热效应算出有效值：102R ＝4×U 2R，得有效值为5 V ，则最大值为：5× 2 V ≈7.07 V.6．某交流电电压为u ＝102sin314t (V)，则( )A ．击穿电压为10 V 的电容器能直接接在此电源上B ．把电磁打点计时器接在此电源上，打点周期为0.01 sC ．把额定电压为10 V 的小灯泡直接接在此电源上，小灯泡将被烧坏D ．把额定电压为10 V 的小灯泡直接接在此电源上，小灯泡能正常发光解析：选D.从交变电压的最大值可知，该交变电压的有效值为10 V ，小灯泡可接在该电源上，并且能正常发光，击穿电压为10 V 的电容器不能接在该电源上，因为电容器的击穿电压为最大值，由此可见选项D 正确，选项A 、C 均错误；从瞬时值方程可以读出ω＝314＝100π，得该交变电源的周期为0.02 s ，选项B 错误．7．(2011年杭州高二检测)交变电压的瞬时值为u ＝U m sin100πt (V)，当t ＝1600s 时，u ＝5 2 V ，则从电压表上看到的读数为( )A. 2 V B ．5 2 VC ．10 2 VD ．10 V解析：选D.将t ＝1600s 及u ＝5 2 V 代入u ＝U m sin100πt (V)，可以求得最大值U m ＝10 2 V ，有效值为10 V ，电压表的读数为有效值，故D 对．8．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°的过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为( )A ．π/2B ．2/πC ．2πD ．π解析：选B.设矩形线圈面积为S ，匀速转动角速度为ω，磁感应强度为B ，则转动180°的过程中平均电动势E ＝2BS ωπ，转动180°的过程中最大感应电动势为E m ＝BS ω.故E E m＝2π，选项B 正确． 9．“二分频”音箱有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器，音箱要将扩音器送来的含不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．图3－8为音箱的电路图，高、低频混合电流由a 、b 输入，L 1和L 2是线圈，C 1和C 2是电容器，则( )图3－8A ．甲扬声器是高音扬声器B ．C 2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器C ．L 1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D ．L 2的作用是减弱乙扬声器的低频电流解析：选D.电路中的电感和电容作用可以简单概括为：电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频；电容是通交流、隔直流，通高频、阻低频．10．(2011年莆田高二检测)三个相同的电阻，分别通过如图3－9甲、乙、丙所示的交变电流，三个图中的I 0和周期T 相同．下列说法中正确的是( )图3－9A ．在相同时间内三个电阻发热量相等B ．在相同时间内，甲、乙发热量相等，是丙发热量的2倍C ．在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的1/2D ．在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小解析：选C.甲图象电流的有效值为12I 0，乙图象电流的有效值为I 0，丙图象根据电流有效值的定义有：I 20R T 2＝I 2RT ，解得电流有效值I ＝12I 0，根据焦耳定律相同时间内产生热量之比等于有效值的平方比，Q 1∶Q 2∶Q 3＝1∶2∶1，C 对．二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分．按题目要求作答)11．有一个电子元件，当它两端的电压的瞬时值高于e ＝110 2 V 时则导电，低于e ＝110 2 V 时不导电，若把这个电子元件接到220 V 、50 Hz 的正弦交流电的两端，则它在1 s内导电________次，每个周期内的导电时间为________．解析：由题意知，加在电子元件两端电压随时间变化的图象如图所示，表达式为u ＝2202sin ωt其中ω＝2πf ，f ＝50 Hz ，T ＝1f＝0.02 s ，得u ＝2202sin100πt把u ′＝110 2 V 代入上述表达式得到t 1＝1600 s ，t 2＝5600s 所以每个周期内的导电时间为Δt ＝2(t 2－t 1)＝4300 s ＝175s. 由所画的u －t 图象知，一个周期内导电两次，所以1 s 内导电的次数为n ＝2t T＝100.答案：100 175s 12．如图3－10所示，为某交变电动势随时间变化的图象，从图象中可知交变电动势的峰值为________ V ．周期T 是________s ，交变电动势变化最快的时刻是________，穿过产生此电动势的线圈的磁通量变化最快的时刻是________，若此交流线圈共100匝，则穿过此线圈的最大磁通量是________Wb.图3－10解析：由图象可知周期为0.02 s ，最大电动势为310 V ，图象的斜率表示电动势变化的快慢，变化最快时刻应该是nT /2，根据法拉第电磁感应定律电动势最大的时刻应该是磁通量变化最快的时刻，是(2n ＋1)T /4，由最大值公式可以求出最大磁通量，则⎩⎪⎨⎪⎧ E m ＝nBS ω＝n Φm ωΦm ＝E m n ω＝310100×100πWb ＝311000π Wb.答案：见解析三、计算题(本题共4小题，共48分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(10分)(2011年泉州高二检测)一个面积为S 的矩形线圈在匀强磁场中以一边为轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直．线圈中感应电动势e 与时间t 的关系如图3－11所示，感应电动势最大值和周期可由图中读出，则磁感应强度是多少？当t ＝T12时，线圈平面与磁感线的夹角等于多少？图3－11解析：从题图中可以看出，当t ＝0时，e ＝E m .此时线圈平面与磁感线的夹角为0°，也就是线圈平面与磁感线平行，所以E m ＝NB ωS ＝NBS 2πT ，N ＝1，B ＝E m T 2πS .当t ＝T 12时，线圈转过角度为ωt ＝2πT ×T 12＝π6＝30°.此时线圈平面与磁感线夹角为30°. 答案：E m T2πS30° 14．(10分)(2011年济南高二检测)如图3－12所示，单匝线圈在匀强磁场中绕OO ′轴从图示位置开始匀速转动，已知从图示位置转动π6时，线圈中感应电动势大小为10 V ，求：图3－12 (1)交变电动势的峰值；(2)线圈从图示位置转动π2的过程中，交变电动势的平均值．解析：(1)交变电动势的瞬时值为e ＝E m sin ωt V ，将ωt ＝π6，e ＝10 V 代入上式，有10 V ＝E m sin π6，解得E m ＝20 V. (2)线圈从图示位置转过π2的过程中，磁通量的变化量为ΔΦ＝BS ，经历的时间Δt ＝π2ω，此过程中交变电动势的平均值：e ＝ΔΦΔt ＝2B ωS π＝2π·E m ＝2π×20 V ＝12.7 V. 答案：(1)20 V (2)12.7 V15．(14分)(2011年三明市高二检测)如图3－13所示，N ＝50匝的矩形线圈abcd ，边长ab ＝20 cm ，ad ＝25 cm ，放在磁感应强度B ＝0.4 T 的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO ′轴以n ＝3000 r/min 的转速匀速转动，线圈电阻r ＝1 Ω，外电路电阻R ＝9 Ω，t ＝0时，线圈平面与磁感线平行，ab 边正转出纸外、cd 边转入纸里．图3－13(1)在图中标出t ＝0时感应电流的方向；(2)写出线圈感应电动势的瞬时表达式；(3)从图示位置转过90°过程中流过电阻R 的电荷量是多大？解析：(1)根据ab 、cd 切割磁感线，由右手定则可得线圈中感应电流方向a →d →c →b →a .(2)线圈的角速度ω＝2πn ＝2×π×300060rad/s ＝100π rad/s.设ab 边在t ＝0时刻速度为v ab ，图示位置的感应电动势最大，其大小为E m ＝2NB ab ·v ab＝NB ab ·ad ·ω＝50×0.4×0.20×0.25×100π V＝314 V ，电动势的瞬时表达式为：e ＝314cos100πt V.(3)q ＝I Δt .从t ＝0起转过90°的过程中，Δt 时间内流过R 的电荷量q ＝N ΔΦΔt (R ＋r )Δt ＝NBS R ＋r＝50×0.4×0.20×0.251＋9C ＝0.1 C.答案：见解析16．(14分)如图3－14所示，矩形闭合金属线圈abcd 的边长分别为l 1和l 2，电阻为R .ab 边是固定转动轴，它恰位于有界匀强磁场的边界处，磁感应强度大小为B .某时刻线圈位置如图所示，磁感线垂直纸面，方向向里．线圈绕固定转动轴匀速转动，角速度大小为ω，从图示位置开始计时，规定电流沿adcb 方向的流动为正方向．图3－14(1)在直角坐标系中画出线圈内感应电流随时间变化的关系图象(画出两个周期)；(2)求此感应电流的有效值．解析：(1)如果在题图所示的右半部区域里也有磁感应强度为B 的匀强磁场，则线圈在绕ab 轴匀速转动时，线圈中将产生正弦交流电，而且是从中性面开始计时的．现在的情况恰好在半个周期内没有感应电流，因此根据正弦交流电的图象画出如图所示的曲线．(2)此感应电流的最大值I m ＝E m R ，感应电动势的最大值E m ＝Bl 1l 2ω，所以I m ＝Bl 1l 2ωR.则电流在T 4～34T 时间内的有效值为I ＝12I m .(12I m )2R ·T 2＝I 2RT ，即12B 2l 21l 22ω2R 2·R ·T 2＝I 2RT ，故I ＝Bl 1l 2ω2R. 答案：(1)见解析 (2)Bl 1l 2ω2R。

高中物理鲁科版《选修3 2》《第三章交变电流》精品专题课后练习

高中物理鲁科版《选修3 2》《第三章交变电流》精品专题课后练习高中物理鲁科版《选修3-2》《第三章交变电流》精品专题课后练习高中物理鲁科版《选修3-2》《第三章交变电流》精品专题课后练习【2】(含答案考点及解析)班级:___________姓名：___________分数：___________1.家庭用电的电压220v就是指接头处电压的()a．最大值【答案】d【考点】高中物理知识点》电磁学》交流电》交流电的最大值与有效值【解析】试题分析:一般情况下,没有作特殊说明的，交流电都是指有效值，家庭用电的电压为220v，指的就是交流电的的有效值，则它的有效值是220v；考点：交流电有效值b．瞬时值c．平均值d．有效值2.如图所示，l为自感系数很大、直流电阻不计的线圈，d1、d2、d3为三个完全相同的灯泡，e为内阻不计的电源，在t=0时刻闭合开关s，当电路稳定后d1、d2两灯的电流分别为i1、i2。

当时刻为t1时断开开关s，若规定电路稳定时流过d1、d2的电流方向为电流的正方向，则下图能正确定性描述电灯电流i与时间t关系的是【答案】d【考点】高中物理知识点》电磁学》电磁感应》自感现象与涡流【解析】试题分析:电键滑动时，通过的电感的电流变小小，电感可以制约电流i1减小，所以i1慢慢减小最后平衡，断裂电键，通过的电感的电流变大，电感可以制约电流i1增大，所以i1慢慢增大至0，电流的方向未出现发生改变．故a、b错误；电键滑动时，电感制约电流i1减小，i1慢慢减小，则i2慢慢增大，最后平衡；断裂电键，原来通过d2的电流立即消失，但d1、d2、l形成一回路，通过d1的电流也通过d2，所以i2慢慢增大，但电流的方向与断裂前恰好相反．故c错误，d恰当．考点：自感3.如图所示，磁带录音机可用作录音，也可用作放音，其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b.下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的描述，正确的是()a．放音的主要原理就是电磁感应，录音的主要原理就是电流的磁效应b．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应c．放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用d．放音和录音的主要原理都是电磁感应【答案】a【考点】高中物理知识点》电磁学》电磁感应【解析】试题分析：磁带录音机能够录音也能够放音，主要就是磁头的磁化促进作用．当放音时磁带与磁头碰触，由于磁粉并使磁头的电流发生变化从而引致出现声音．而录音时，声音信号转变为电信号，通过磁头写下在磁带上．放音的主要原理磁生电，所以就是电磁感应现象，录音的主要原理就是电生磁，就是电流的磁效应，故a恰当；放音的主要原理磁生电，所以就是电磁感应现象，录音的主要原理就是电生磁，就是电流的磁效应，故b错误；放音的主要原理磁生电，所以就是电磁感应现象，录音的主要原理就是电生磁，就是电流的磁效应，故错误；放音的主要原理磁生电，所以就是电磁感应现象，录音的主要原理就是电生磁，就是电流的磁效应，故d错误；故挑选：a考点：电磁感应在生活和生产中的应用4.输电线的电阻为r，运送的电功率为p，用电压u供电，则用户获得的功率为a．p【答案】b【考点】高中物理知识点》电磁学》交流电》远距离电网【解析】试题分析：输电线上的电流为，选项b恰当。

鲁科版高中物理选修3-2第三章交变电流同步检测卷

鲁科版高中物理选修3-2. 第三章交变电流同步检测试卷一、单选题 1.如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd 的边长ab =cd =L 1，bc =ad =L 2，匝数为n ，线圈的总电阻为r ，线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的OO ′匀速转动，角速度为ω，线圈两端通过电刷e 、f 与阻值为R 的定值电阻连接，从线圈经过中性面开始计时，则（）A. 线圈中感应电动势的最大值为１２B ＬＬωB. 线圈值感应电动势随时间变化的函数表达式为12e =nB ωL L cos ωtC. 经过1/4周期时间通过电阻R 的电荷量为12BL L R +rD. 此发动机在上述工作状态下的输出功率为22222122r)Rn B L L 2(R+w 2.如图所示，将一均匀导线围成一圆心角为90°的扇形导线框OMN ，其中OM ＝R ，线框总电阻为r ，圆弧MN 的圆心为O 点，将导线框的O 点置于直角坐标系的原点，其中第二和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B ，第三象限存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B ．从t ＝0时刻开始，让导线框以O 点为圆心，以恒定的角速度ω沿逆时针方向做匀速圆周运动，则线框中的电流有效值为（）A.2B R 2r ω B. 23B R 2r ωC.22B R rω D.25B R 2rω3.调光台灯是利用闸流晶体管来实现无级调节灯的亮度的。

现将某无级调光台灯接在220 V 的正弦交变电流上，如图甲所示，经过闸流晶体管调节后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时电压表的示数是（）A. 220 VB. 156 VC. 110 VD. 78 V4.如图所示电路，电阻R 1与电阻R 2串联接在交变电源上，且R 1＝R 2＝10Ω，正弦交流电的表达式为u＝20 2 sin 100πt(V)，R1和理想二极管D(正向电阻可看做零，反向电阻可看做无穷大)并联，则R2上的电功率为（）A．10 W B．15 W C．25 W D．30 W5.如图所示，导轨OPQS的电阻忽略不计，OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M可在PQS上自由滑动，空间存在与导轨平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。

2019年高中物理阶段质量检测三交变电流含解析鲁科版选修3_2

交变电流一、单项选择题(本大题共6小题，每小题6分，共36分。

在四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，当线圈通过中性面时，则下列判断不正确的是( )A．线圈平面与磁场方向垂直B．线圈中的感应电动势的方向将发生变化C．通过线圈的磁通量达到最大值D．通过线圈的磁通量的变化率达到最大值2．某个正弦式交变电流的瞬时值表达式是i＝44sin 20t A，与这个表达式相符的交流电的图象是图中的( )3．交变电压的瞬时值u＝U m sin 100πt V，当t＝1600s时，u＝5 2 V，则用电压表测电压，电压表上看到的读数为( )A．5 V B．5 2 VC．10 V D．10 2 V4．一正弦式交流电的电压随时间变化的规律如图所示。

由图可知( )A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25t VB．该交流电的频率为50 HzC．该交流电的电压的有效值为100 2 VD．若将该交流电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W5.某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时，采用了如图所示的电路，其中A1、A2是两个完全相同的灯泡。

已知把开关置于3、4时，电路与交流电源相通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则对该同学所做的操作描述正确的是( ) A．当开关置于1、2时，稳定后A1、A2两个灯泡均发光且亮度也相同B．当开关置于1、2时，稳定后A1、A2两个灯泡均发光，但A1比A2亮C．当开关置于3、4时，稳定后若只增加交流电的频率，两个灯泡的亮度将同时变暗D．在开关置于3、4瞬间，A2立即发光，而A1亮度慢慢增大6.如图所示，面积为S的矩形线圈共有N匝，内阻为r，绕OO′轴以角速度ω匀速转动，当从图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是( )A ．电压表的读数是NB ωSRR ＋rB ．通过电阻R 的电荷量是2NBSR ＋rC ．外力做功是πN 2B 2ωS2R＋rD ．电阻R 上产生的焦耳热是N 2B 2ωRS 22R ＋r二、多项选择题(本大题共3小题，每小题6分，共18分，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)7.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化的图象如图所示，则下列说法正确的是( )A ．t ＝0时刻线圈平面与中性面平行B ．t ＝0.1 s 时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大C ．t ＝0.2 s 时刻，线圈中有最大感应电动势D ．t ＝0.3 s 时刻，线圈中有最大感应电流8.如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω。

高中物理鲁科版选修3-2 第3章第1节交变电流的特点课时作业含试卷分析详解

一、选择题1．下列提到的交变电流，哪一个不．是指有效值( ) A ．交流电压表读数 B ．保险丝熔断电流C ．电容器击穿电压D ．220 V 交变电压解析：选C.电容器击穿电压指电容器两端所允许加的电压的最大值，不是有效值．2．(多选)有一交变电流如图所示，由此图象可知( ) A ．它的周期是0.8 s B ．它的最大值是4 AC ．它的有效值是2 AD ．它的频率是0.8 Hz解析：选AB ．由图象可知周期为0.8 s ．频率为1.25 Hz ，最大值为4 A ，有效值不等于平均值，也不是I m 2，无法根据图象计算，故C 、D 错误，A 、B 正确． 3．某电容器两端所允许加的最大直流电压是250 V ．它在正弦交流电路中使用时，交流电压可以是( )A ．250 VB ．220 VC ．352 VD ．177 V解析：选 D ．电容器的耐压值是指最大值，根据正弦交流电的有效值公式得：U ＝U m 2＝2501.414V ＝177 V. 4.如图所示，正弦式交流电的电压的最大值为311 V ，负载电阻R ＝440 Ω，不考虑电表内阻影响，则电路中交流电压表和电流表的示数分别为( )A ．311 V,0.707 AB ．220 V,0.5 AC ．311 2 V,10 AD ．311 V,0.05 A解析：选B ．交流电压表、电流表示数均为有效值，U ＝U m 2＝3112V ＝220 V ，I ＝U R ＝220440 A ＝0.5 A.5．某一电热器接在U ＝110 V 的直流电源上，每秒产生的热量为Q ；现把它改接到正弦式交流电源上，每秒产生的热量为2Q ，则该交流电压的最大值U m 是( )A ．110 VB ．110 2 VC ．220 VD ．220 2 V解析：选C.接在直流电源上，Q ＝U 2R t ，接在正弦式交流电源上应有2Q ＝⎝⎛⎭⎫U m 22Rt ，所以U m ＝2U ＝220 V.6.如图所示电路中，A 是熔断电流为2 A 的保险丝，R 是可变电阻，接入电动势最大值为311 V 的正弦交流电源，内阻不计．为使保险丝不熔断，可变电阻阻值应该不小于( )A ．110 ΩB ．220 ΩC ．330 ΩD ．440 Ω解析：选A.电动势的有效值E ＝E m 2＝3112V ＝220 V ．R ＝E I ≥2202 Ω＝110 Ω，所以可变电阻阻值不应小于110 Ω，A 正确．7．有一个电子元器件，当其两端电压高于100 V 时导电，等于或低于100 V 时不导电，若把这个电子元器件接到100 V,50 Hz 的正弦交变电压上，这个电子元器件将( )A ．不导电B ．每秒导电50次C ．每秒导电100次D ．每秒电流方向改变50次解析：选C.因为f ＝50 Hz ，所以T ＝0.02 s ．由于电压有效值U ＝100 V ，峰值U m ＝100 2 V ，一个周期内有两次出现峰值，一个周期内导电两次，所以每秒导电100次．又因为一个周期电流方向改变两次，则每秒电流方向改变100次．C 正确，A 、B 、D 错误．8．两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是( )A ．1∶4B ．1∶2C ．1∶ 2D ．1∶1 解析：选B ．两交变电流周期相同，正弦交变电流的有效值I 1＝I m 2，电功率P 1＝I 21R ＝I 2m 2R .方形波交变电流的功率P 2＝I 2m R ，所以P 1∶P 2＝1∶2，B 正确．☆9.如图甲所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P 使加在电热丝上的电压的波形如图乙所示，此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为( )A ．110 VB ．156 VC ．220 VD ．311 V解析：选B ．从u －t 图象看出，每个周期的前半周期是正弦图形，其有效值为220 V ；后半周期电压为零．根据有效值的定义，U 2R T ＝U 21R ·T 2＋0，解得U ＝156 V. ☆10.一个边长为6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36 Ω.磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为( )A.2×10－5 A B ．6×10－5 AC.22×10－5 A D ．322×10－5 A 解析：选B ．由图知0～3 s 内：ΔB Δt 1＝2×10－3 T/s 为恒量，所以此段时间内I 1＝E 1R ＝ΔΦΔt 1·R＝ΔB Δt 1·S R ＝2×10－3×36×10－436×10－2 A ＝2×10－5 A ，同理3～5 s 内电流I 2＝ΔB ′·S Δt 2R ＝－3×10－5 A ，方向与I 1相反；由有效值定义得I 21R Δt 1＋I 22R Δt 2＝I 2R (Δt 1＋Δt 2)，所以I ＝6×10－5 A ，故选B ．二、非选择题11．如图所示是交流电的电流随时间变化的图象，负方向为正弦图象的一部分，则此交流电的电流的有效值是 ______ A.解析：按照交流电有效值的定义，交流电有效值的大小等于在相同时间内通过相同电阻产生相同热量的直流电流值，选择一个周期的时间(T ＝0.4 s)，Q 交＝(32)2R ·T 2＋⎝⎛⎭⎫422R ·T 2，Q 直＝I 2RT ，Q 交＝Q 直，解得I ＝13 A.答案：1312．如图所示，一个电阻为R 的金属圆环放在磁场中，磁场与圆环所在的平面垂直，穿过圆环的磁通量随时间变化的图象如图所示，图中的最大磁通量Φ0和变化的周期T 都是已知量，求在一个周期T 的时间内金属环中产生的焦耳热和交变电流的有效值．解析：0～T /4时间内，感应电动势为：E 1＝ΔΦΔt ＝4Φ0T0～T /4时间内，感应电流为：I 1＝E 1R ＝4Φ0RTT /2～3T /4时间内，感应电动势、感应电流大小同0～T /4内相同，T /4～T /2及3T /4～T 时间内感应电动势、感应电流为0，一个周期内产生的热量为：2I 21R T 4＝8Φ20RT由有效值的定义可知I 2RT ＝8Φ20RT有效值为I ＝22Φ0RT. 答案：8Φ20RT 22Φ0RT。

鲁科版高中物理选修3-2第4章第1节三相交变电流.docx

高中物理学习材料桑水制作1．在匀速转动的三相交流发电机中，关于三个线圈中产生的电动势，下列说法不正确的是( )A ．按相同规律变化，同时达到最大值和最小值B ．具有相同的有效值C ．具有相同的周期和频率D ．具有相同的最大值解析：三相交流发电机中，三个线圈具有相同的有效值、周期、频率及最大值；但它们的相位相差23π。

故B 、C 、D 正确。

A 错误。

答案：A2．关于三相交变电压，下列说法正确的是( )A ．相电压一定大于线电压B ．相电压一定小于线电压C ．三相交变电压不再满足峰值E m ＝2E 有效的关系D ．以上说法都不对解析：在电源的星形接法中，相电压小于线电压，而三角形接法中相电压等于线电压，故A、B错误；三相交变电流的峰值与有效值仍满足E m＝2E有效，C错误。

答案：D3．电源插座有两孔插座和三孔插座，空调机、冰箱、微波炉等家用电器用三孔插座，录音机、电视机等电器用两孔插座，则以下说法正确的是( )A．两孔插座的电压是线电压B．三孔插座上任意两个插孔间的供电电压均为380 VC．不管是两孔插座还是三孔插座，供电电压均为220 VD．以上都不对解析：两种插座的供电电压都是相电压，且U相＝220 V，三孔插座只不过有一个地线插孔，目的是为了保护人的安全。

答案：C4．如果某三相电源的相电压是110 V，对称的三相负载每相的额定电压是190 V，则电源与负载的连接方式分别是( )A．△—Y B．Y—YC．△—△D．Y—△解析：电源的相电压U相＝110 V，若为星形接法，则线电压U线＝3U相＝3×110 V ＝190 V。

又负载的额定电压U额＝190 V，即U额＝U线，故三相负载应为三角形接法，D正确。

答案：D5. 图1中，A、B、C是三相交流电源的3根相线，O是中线。

电源的相电压为220 V。

L1、L2、L3是3个“220 V,60 W”的灯泡。

开关S1断开，S2、S3闭合。

由于某种原因，电源中性线在图中O′处断开，那么L2和L3两灯泡将( )A．立刻熄灭B．变得比原来亮一些图1 C．变得比原来暗一些D．保持亮度不变解析：由题图可知，当S1断开且中性线在O′处断开后，L2、L3两灯串联在两根相线间，总电压为380 V，则两灯电压均小于220 V，因此均变暗，正确选项为C。

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课时跟踪检测（十）三相交变电流
1．下列关于三相交流发电机的说法不正确的是( )
A ．三相交流发电机与单相交流发电机一样，主要组成部分是电枢线圈和磁极
B ．三相交流发电机可分为旋转磁极式和旋转电枢式两类
C ．三相交流发电机发出三相交变电流，但只能使用其中一相交变电流
D ．三相交流发电机也可以当作三个单相交流发电机，分别单独向外传送三组单相交变电流
解析：选C 由三相交流发电机的原理和分类可知A 、B 正确；三相交流发电机能同时产生三相独立的交变电流，每相交变电流都能单独使用，故D 正确，C 错误。

2．在匀速转动的三相交流发电机中，关于三个线圈中产生的电动势，下列说法不正确的是( )
A ．按相同规律变化，同时达到最大值和最小值
B ．具有相同的有效值
C ．具有相同的周期和频率
D ．具有相同的最大值
解析：选A 三相交流发电机中，三个线圈具有相同的有效值、周期、频率及最大值；
但它们的相位相差23
π。

故B 、C 、D 正确，A 错误。

3．下列有关三相交流发电机和三相交变电流的说法正确的是( )
A ．旋转电枢式三相交流发电机一般适用于较大输出功率
B ．三个绕组的匝数和绕向不同，互成120°角
C ．若三个负载相同，则一般可用三相三线制星形接法
D ．三相四线制和三相三线制星形接法中的每个负载两端的电压均为380 V
解析：选C 旋转电枢式发电机一般适用较小功率输出，A 错。

三相交流发电机的三个绕组的匝数和绕向相同且互成120°角，B 错。

负载相同时，可采用三相三线制星形接法，C 正确。

三相四线制和三相三线制星形接法中的每个负载的电压为相电压220 V ， D 错。

4．在三相交变电流中( )
A ．相电压和线电压一定相等
B ．在星形接法中，相电压为380 V ，线电压为220 V
C ．在三角形接法中，线电压为380 V ，相电压为220 V
D ．额定电压为380 V 的三角形接法连接的电动机，用相电压为220 V 的星形接法连接的发电机供电，电动机仍可以正常工作
解析：选D 三相交流电，在星形接法中，线电压为380 V时，相电压为220 V，A、B 错；在三角形接法中，线电压与相电压相等，C项错；三角形接法，相电压与线电压相等，而星形接法中线电压为380 V，电动机仍可正常工作。

5．有关三相交变电流，下列说法正确的是( )
A．线电压等于相电压的 3 倍
B．在三相四线制供电线路中，线电压是相电压的 2 倍
C．家用单相用电器可接入三相四线制电路中的任意两条导线之间
D．三只标有“220 V,100 W”的灯泡按Y形连接接入线电压为380 V的三相四线制电路时，中性线可省去
解析：选D 当电源是星形接法时，U线＝3U相，当电源是三角形连接时，U线＝U相。

家用单相用电器的额定电压为220 V，只能接在三相四线制电路中的火线和零线上。

当电源和负载均采用星形接法，而且三相负载相等时，每相电压均为220 V，电流相等，在这种情况下，中性线可省去。

6．对于照明线路的“火线”和“地线”，正确的理解是( )
A．进入每个家庭的两根线，火线即是某一相的端线，地线即是星形接法的零线
B．电路中的电流总是由火线流入，地线流出，因而开关要接在火线上
C．正常情况下地线电势总是低于火线的电势
D．火线与地线间的电势差为220 V，且电势总是高于大地的电势
解析：选A 进入家庭的两根线一根是火线，一根是零线(常说是地线)，A对；交流电的电流方向周期性变化，火线与地线的电势高低也在不断地交替，C、D错；开关通常接在火线上，是因为断开开关后人接触电线时，能够防止人触电，B错。

7.三只标有“220 V100 W”字样完全相同的灯泡按如图1所示电路连接时恰能正常发光，如果把灯L1换成“220 V40 W”的灯泡，则以下判断正确的是( )
图1
A．L1变亮，L2、L3变暗
B．L1变暗，L2、L3变亮
C．L1变暗，L2、L3亮度不变
D．L1、L2和L3都变暗
解析：选C 灯泡L 1换成“220 V 40 W”的灯泡，相电压没有变化，功率变小，所以亮度会变暗，而另两只灯泡的电压没有发生变化，故亮度不变，选项C 正确。

8．如图2所示，A 、B 、C 为三相交流电源，每个灯泡的额定电压均为220 V ，额定功率相同，则L 与L′两灯的实际功率之比为(设灯泡电阻恒定)( )
图2
A ．1∶2
B ．2∶1
C ．1∶3
D ．3∶1
解析：选D 由题意知电源线电压U 线＝220 V ，对负载采用三角形接法来说，每相负载两端的电压都等于电源的线电压，因此L 灯两端电压U L ＝U 线＝220 V 。

对负载采用星形接法来说，由于三相负载相同，每相负载的电压为线电压的13，因此L′灯两端电压U L ′＝13U 线＝2203
V 。

设每盏灯的电阻为R ，则L 灯的实际功率P L ＝U L 2R ＝220 V 2
R ，L′灯的实际功率P L ′＝U L′2R
＝⎝ ⎛⎭⎪⎫ 2203V 2R ，故P L ∶P L ′＝3∶1。

9．将实验室里的手摇三相交流发电机三个线圈接上两个交流电压表，如图3所示，关于两个电压表的示数说法正确的是( )
图3
A ．甲表的示数等于乙表的示数
B ．甲表的示数小于乙表的示数
C ．甲表的示数大于乙表的示数
D ．无法判断两表的示数大小
解析：选B 甲表测量的是相电压，乙表测量的是线电压，线电压是相电压的 3 倍，即U 乙＝3U 甲，B 对。

10．(多选)如图4所示，发电机每个绕组两端的电压(相电压)为220 V ，三个负载电阻
均为100 Ω，下列说法中正确的是( )
图4
A．发电机绕组采用“Y”接法，负载采用“△”接法
B．每个负载电阻两端的电压为220 V
C．每个负载电阻两端的电压为380 V
D．通过每个负载的电流为3.8 A
解析：选ACD 对发电机而言，由于采用星形接法，所以如果相电压为220 V，那么线电压就是380 V，所以每个负载两端的电压为380 V，通过每个负载的电流为3.8 A。

11.如图5所示，a、b、c、d是星形连接的三相交流电源在照明电路中的输电线，用电压表测得ab间电压为220 V，bc间电压为380 V，那么4根导线中哪根是零线？图中1、2是两盏额定电压都是220 V的白炽灯泡，请分别把它们正确地接入三相输电线路中。

图5
解析：根据三相交流电源知识，ab间电压为220 V，说明a、b中有一根是火线，有一根是零线，bc间电压为380 V，说明b、c都是火线，所以a是零线，b、c及d都是火线。

连接电路如图所示。

答案：a是零线图见解析
12．如图6所示，三相交流电路中，若C相电压的瞬时值方程为U＝311sin(314t) V，D为零线。

电阻R＝110 Ω，则电压表的示数为多少？电流表的示数为多少？
图6
解析：由瞬时值方程知，相电压最大值为311 V，得出有效值为220 V，电压表的示数
为220 V，电流表为2 A。

答案：220 V 2 A。