1、 / 10第二章 交變電流與發電機章末檢測卷（時間：90分鐘滿分：100分）、單項選擇題（本題共6小題，每小題4分，共24分）.如下圖所示的四種隨時間變化的電流圖像，其中屬于交變電流的是tinUIV3tinUIV3答案 D解析 由圖像可知，A、日C選項電流的大小變化，但電流的方向一直沒變，由交變電流、直流電的廣義定義知該電流應為直流電.直流電的廣義定義知該電流應為直流電.D選項中電流大小和方向都改變，故為交變電流.圖1甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示的電壓按正弦規律變化，圖乙所示的電壓是正弦函數的一部分，下列說法錯誤的是（）甲甲u/V20個廠廠嗎一20口 I之卜乂34 5】今戶今的1

2、01。 TOC o 1-5 h z _20ILUJJL._ J i 一 _lVZ1rA.圖甲、圖乙均表示交流電B.圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u = 20sin （100兀t） VC.圖乙所示電壓的有效值為10 12 VD.圖乙所示電壓的有效值為10 V答案 C解析 根據交變電流定義，圖甲、圖乙均表示交流電，圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u =20sin （100兀t） V ,選項 A、B正確.由有效值定義，錯誤！ X0.02 s =0.04 s X 錯誤！，解得題圖乙所示電壓的有效值為10 V,選項D正確，C錯誤.在如圖2所示的交流電路中，保持電源電壓一定，當交變電流的頻率增大時，各電壓表的示

3、數將（）圖2圖2V V3增大，V2減小M不變，V2減小，V3增大M不變，V2增大，V3減小Mi、V V3都不變答案 C解析 電感線圈對交流電的阻礙作用隨著頻率的增大而增大，因此電壓表V示數增大，電容器對交流電的阻礙作用隨著頻率的增大而減小，電壓表V3減小，電壓表 V1不變，故選C.4.在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉軸勻速轉動，如圖3甲所示，產生的感應電動勢的圖像如圖乙所示，則 （）圖3圖3t= 0.005 s時線框的磁通量變化率為零t=0.01 s時線框平面與中性面重合C.線框產生的感應電動勢有效值為311 VD.線框產生的感應電動勢頻率為100 Hz答案 B解析 由題圖乙可知

4、，正弦交流電電壓的最大值為311 V,周期T= 0.02 s ,所以該交流電的有效值為.E 311UJ=-的有效值為.E 311UJ=-F=- V= 220 V,頻率.2 ,：20.005 s時電動勢最大，磁通量的變化率最大,.1f = T=50 Hz, C、D錯誤；由題圖乙知，t =A錯誤；t=0.01 s時電動勢為0,磁通量變化率為0,但磁通量最大，線框處于中性面位置，B正確.某電源輸出的電流既有交流成分又有直流成分，而我們只需要穩定的直流，下列設計的電路圖中，能最大限度使電阻 R獲得穩定直流的是（）答案 A.如圖4所示，線框匝數為 M面積為S,以角速度 繞垂直磁感應強度為 B的勻強磁場的

5、軸勻速轉動.線框的電阻、電感均不計，外電路接有電阻R理想電流表因和二極管D.二極管D管D具有單向導電性，即正向電阻為零,反向電阻無窮大.下列說法正確的是圖4圖4A.圖示位置電流最大B. R兩端電壓的有效值東NBSC.交流電流表的示數I=*NBS2BSD. 一個周期內通過 R的電荷量q= 2BS R答案 C解析由題圖可知，圖示位置通過R兩端電壓的瞬時值如圖所示表示.解析由題圖可知，圖示位置通過R兩端電壓的瞬時值如圖所示表示.R的電流為零,設電壓的有效值為 U,在一個周期內有：錯誤！錯誤！=錯誤！ T,解彳導:U=錯誤！ NB& ,電 UNBSd, 一 A流的有效值I=r= -2R-，在一個周期內

6、，只有半周期的時間有電流通過R,故：q=N-R-2NBS故選C. R、多項選擇題（本題共4小題，每小題5分，共20分.每題至少有兩個選項正確，選對得5分，漏選得2分，錯選得。分）7.如圖5所示的電路，一燈泡和一可變電容器串聯，下列說法正確的是（）圖5圖5a、b端接穩恒直流電，燈泡發亮a、b端接交變電流，燈泡發亮a、b端接交變電流，燈泡發亮，且將電容器電容增大時，燈泡亮度增大a、b端接交變電流，燈泡發亮，在不改變交變電流有效值的情況下增大其頻率，燈泡亮 度增大 答案 BCD解析 電容器有“通交流，隔直流，通高頻，阻低頻”的特點，B、D項正確，A錯誤；增大電容器的電容，電容的阻礙作用減小，電流增大

7、，燈泡的亮度增大，C項正確.8. 一正弦交流電的電壓隨時間變化的規律如圖6所示，由圖可知（）圖6圖6A.該交流電的電壓瞬時值的表達式為u=100sin （25 t） VB.該交流電的頻率為 25 HzC.該交流電的電壓的有效值為100 2 VD.若將該交流電壓加在阻值R= 100 Q的電阻兩端，則電阻消耗的功率為50 W答案 BD1.解析由圖像可知正弦父流電的周期T= 0.04 s ，則f=T=25 Hz , 3=2 7tf=50兀rad/s ,所以該交流電的電壓瞬時值的表達式為u=100sin （50兀t） V , A錯誤，B正確；該交流電的電壓的有效值為 % V= 50/2 V,則C錯誤；

8、若將該交流電壓加在阻值R= 100 QU2的電阻兩端，則電阻消耗的功率為P=有=錯誤！ W= 50 W,則D正確，所以正確答案為RB、D.9.如圖7甲是小型交流發電機的示意圖，兩磁極 N S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，,為交流電流表.線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO沿逆時針方向勻速轉動，從圖示位置開始計時，產生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示，以下判斷正確的是（圖7A.電流表的示數為10 AB.線圈轉動的角速度為 50兀rad/s0.01 s時線圈平面與磁場方向平行0.02 s時電阻R中電流的方向自右向左答案 AC.如圖8所示，發電機內部線圈處于磁鐵和圓柱形鐵心之間的徑向磁場中，兩半

9、邊間的過渡區域寬度很小，可忽略不計.線圈的總匝數為M總電阻為r,每匝線圈的面積為 S,緣圈所在位置的磁感應強度大小為 B當線圈以角速度 少勻速轉動時，額定電壓為 U電阻為 R的小燈泡在電路中恰能正常發光，則發電機產生的感應電動勢的有效值是（）發業機內部 科向磁場圖8發業機內部 科向磁場圖8A. NB& B.答案 AD3勻速轉NBSd，選項A3勻速轉NBSd，選項A正確，B錯誤.由閉合電路歐姆定律，E= U+ Ur=（1+R）U,選項C錯誤，D正確.三、填空題（本題共2小題，共8分）.（4分）一交流電壓隨時間變化的圖像如圖 9所示.若將該電壓加在 10 的電容器上， 則電容器的耐壓值應小于 V;

10、若將該電壓加在一阻值為 1 k Q的純電阻用電器上，用 電器恰能正常工作，為避免意外事故的發生，電路中保險絲額定電流不能低于 A.圖9圖9答案 200 0.14解析電容器的耐壓值應小于交流電的最大值，即小于 200 V;保險絲的額定電流為有效,22Umax 200,22值，所以 I = -R-= 1 co。A = 0.14 A. （4分）有一個電子元件，當它兩端的電壓的瞬時值高于e= 11072 V時則導電，低于 e= 1102 V時不導電，若把這個電子元件接到有效值為220 V、頻率為50 Hz的正弦交流電的兩端，則它在1 s內導電 次，每個周期內的導電時間為 .答案 100 三s75解析

11、由題意知，加在電子元件兩端電壓隨時間變化的圖像如圖所示，表達式為u= 220姆sin 3 t V1其中 3=2兀= f = 50 Hz, T= f = 0.02 s ，得 u=220Wsin （100 % t） V把u = 110山V代入上述表達式得到1.5t1=600 s , t 2= 600 s所以每個周期內的通電時間為At = 2（t 2 11） = - s = s 30075由所畫的ut圖像知，一個周期內導電兩次，所以 1 s內導電的次數為n=2；= 100.四、計算題（本題共4小題，共48分）13. （8分）一臺微波爐說明書所列的部分技術參數如下表，請回答：型號WD800(MG 55

12、79MT)輸入電源220 V,50 Hz輸出功率800 W微波頻率2 450 MHz輸入功率1 250 W（1）這臺微波爐使用的是哪一種電源？（2）這臺微波爐輸入電流的有效值是多大？輸入電流的峰值是多大？答案 （1）交流電源（2）5.68 A 8.03 A解析（1）由表數據可知其是交流電源. P 1 250（2）輸入電流有效值I = u= -220- A= 5.68 A輸入電流的峰值 I max= V2I =小5.68 A =8.03 A.（10分）某電路兩端交流電壓u=Unaxsin （100兀t）,在t = 0.005 s 時刻，電壓 u為10V,求接在此電路兩端的電壓表示數.如將阻值為R

13、的電阻接在此交流電壓上時功率為P,P ,，而改接在電壓為 U0的直流電壓上時功率為 2,求U0的值.答案 7.07 V 5 V解析 根據 u=Ukaxsin （100 nt）,代入 t=0.005 s 時的電壓值，10 V = UUsin （0.5 兀），得 Umax= 10 V而電壓表的示數指的是有效值4,1 .故 U=Unax= 7.07 V2U2 1U02由功率關系p= U2和1p= U02得R 2 R一、一.1 . 1 .所求直流電壓的值 U）=尸U= 5 5ax= 5 V.J22（12分）如圖10所示，間距為l的光滑平行金屬導軌，水平放置在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，右端接

14、阻值為R的電阻.一電阻為 r、質量為m的導體棒放置在導軌上，在外力F作用下從t = 0時刻開始運動，其速度隨時間的變化規律為V= Vmaxsin 3t.不計導軌電阻，求:XXXK X K圖102（1）從1=0到1 = 時間內電阻 R廣生的熱量;兀（2）從t=0到t = 時間內外力F所做的功.2答案（1）錯誤！ （2）錯誤！ mV音誤！ +錯誤!解析導體切割磁感線產生的電動勢為e = Blv = Blv maxsin3 t = Emaxsin9 t可見它是一個正弦交變電流，所以其有效值為Emax Blvmax2-電流的有效值為I =己匚r十r（1）時間t =紅=T所以這段時間內產生的熱量為Q=

15、12Rt=錯誤！.在四分之一周期內產生的熱量為Q = I2 （R+ r） T=錯誤！ （ R+ r） 錯誤！=錯誤！4一，由功能關系得：Wb = 2mvmax+Q.1，Wk= 2mvmax+ 錯誤!.16. （18分）如圖11所示，線圈面積為 0.05 m2,共100匝，線圈總電阻為 1 Q,與外電阻的勻強磁場中繞 OO的勻強磁場中繞 OO以車t速n= 300 r/min 勻速轉動時,R= 9 a相連.當線圈在 B= T 兀求:M X X X XX X 0 X X X圖M X X X XX X 0 X X X圖11(1)若從線圈處于中性面開始計時，寫出電動勢的瞬時值表達式;(2)兩電表因、1s

16、的示數； . 1(3)線圈車t過60 s時，電動勢的瞬時值；(4)線圈車t過 白s的過程中，通過電阻 R的電荷量；30(5)線圈勻速轉一周外力做的功.答案 (1) e=100sin (10 nt) V (2)5 由 A 45 小 V(3)50 V1 -(3)50 V1 -(4)2T c(5)100 J TOC o 1-5 h z 解析 (1)因為Emax= NBSd , 3 =2兀n,其中n= 300 r/min = 5 r/s ，代入數據可得co =10 兀 rad/s , Emax= 100 V若從線圈處于中性面時開始計時，則e= Emaxsinat,所以電動勢的瞬時值表達式為e=100sin (10 兀 t) V.(2)兩電表的示數為交流電的有效值：1