1、第3章交变电流单元测试1如图1所示的线圈中产生了交变电流的是()图1解析：当线圈绕垂直于磁场的轴转动，磁通量发生变化，才能产生交变电流，B、C、D均符合要求，A项中线圈的磁通量不发生变化，故不产生交变电流答案：BCD2正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图2甲所示的方式连接，R10 ，交流电压表的示数是10 V图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象则 ()图2A通过R的电流iR随时间t变化的规律是iRcos100t(A)B通过R的电流iR随时间t变化的规律是iRcos50t(A)CR两端的电压uR随时间t变化的规律是uR5cos100t(V)DR两端的电压uR随时间t变化的规律是uR5co
2、s50t(V)解析：交流电压表示数为10 V，是有效值，故Um10 V，电阻上的交变电流与交变电压的变化趋势相同，电阻R上电流的最大值为10/10 A A，又因t0 时，uum，故iRcos100t(A)，uR10cos100t(V)，故选A.答案：A3家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分来实现的，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，比过去用变压器调压方便且体积较小某电子调光灯经调整后的电压波形如图3所示，若用多用表测灯泡的两端的电压，多用电表示数为 ()图3A.Um B.UmC.Um D.Um解析：多用电表测得的电压值为有效值，根据电流的热效应
3、QT，得U有Um，C正确答案：C4把一个电热器接到10 V直流电源上，产生的热量为Q，若把它接到按正弦规律变化的交流电源上，在相同时间内产生的热量为Q/2.则该交变电流的 ()A峰值是10 VB角速度一定是100n rad/sC峰值是10 VD有效值是10 V解析：Qt，t，所以U有，所以UmU10 VC项正确答案：C5某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图4所示，由图中信息可以判断 ()A在A和C时刻线圈处于中性面位置B在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C从AD时刻线圈转过的角度为2D若从OD时刻历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变100次解析：根据图
4、象，首先判断出感应电流的数学表达式iImsint.其中Im是感应电流的最大值，是线圈旋转的角速度另外应该进一步认识到线圈是从中性面开始旋转，而且线圈旋转一周，两次经过中性面，经过中性面的位置时电流改变方向从该图形来看，在O、B、D时刻电流为零，所以此时线圈恰好在中性面的位置，且穿过线圈的磁通量最大；在A、C时刻电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时磁通量为零；从A到D时刻，线圈旋转3/4周，转过的角度为3/2；如果从O到D时刻历时0.02 s，恰好为一个周期，所以1 s内线圈转动50个周期，100次经过中性面，电流方向改变100次综合以上分析可得，只有选项D正确答案：D6通有电流iImsi
5、nt的长直导线OO与断开的圆形导线圈在同一平面内，如图5所示(设电流由O至O为正)，为使A端的电势高于B端的电势且UAB减小，交变电流必须处于每个周期的 () 图5A第一个周期 B第二个周期C第三个周期 D第四个周期解析：由E可知，要E减小，即要减小，题中要求EAEB，由楞次定律知，第一个周期内在0才符合要求，A项正确答案：A7电阻R1、R2与交流电源按照图6甲所示方式连接，R110 ，R220 .合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示则 ()图6A通过R1的电流有效值是 ABR1两端的电压有效值是6 VC通过R2的电流最大值是 ADR2两端的电压最大值是6 V
6、解析：首先从交变电流图象中找出交变电流的最大值即为通过R2的电流的最大值，为 A，由正弦交变电流最大值与有效值的关系ImI，可知其有效值为0.6 A，由于R1与R2串联，所以通过R1的电流的有效值也是0.6 A，A、C错误；R1两端电压的有效值为U1IR16 V，B正确；R2两端电压的最大值为Um2ImR220 V12 V，D错误答案：B8在两块金属板上加交变电压UUmsint，当t0时，板间有一个电子正好处于静止状态，下面关于电子以后运动情况的判断哪些是正确的 ()AtT时，电子回到原出发点B电子始终向一个方向运动Ct时，电子将有最大速度Dt时，电子的位移最大解析：电子在电场中受到变化的电场
7、力的作用FEq，电压变，故场强变在第一个半周期内电子从静止开始做正向的变加速运动，第二个半周期内做正向的变减速运动，一个周期结束时电子速度恰减为零如此电子一直向一个方向周期性运动，在t(2k1)(k0,1,2，)时刻速度有最大值综上所述，B、C项正确答案：BC9一个边长为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 .磁感应强度B随时间t的变化关系如图7所示，则线框中感应电流的有效值为 ()A.105 A B.105 AC.105 A D.105 A解析：由Bt图可知I1 A2105 AI2 A3105 A由电流的热效应I12Rt1I22Rt2I2Rt，即(210
8、5)20.363(3105)20.362I20.365，得I105 A，故选项B正确答案：B10将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图8所示的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为 ()A. B.C. D.解析：单匝正方形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，将产生正弦式交变电流，则电动势的最大值EmBl22nBl2，其有效值E，计算小灯泡的额定功率P要用其有效值，即P.R，故只有B选项正确答案：B11把电压u120sint V、频率为50
9、 Hz的交变电流加在激发电压和熄灭电压均为u060 V的霓虹灯的两端(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？(已知人眼的视觉暂留时间约为 s)解析：(1)如图所示，画出一个周期内交变电流的ut图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1.当uu060 V时，由u120sint V求得：t1 s再由对称性知一个周期内能发光的时间：tT4t1 s4 s s再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为：t s2400 s.(2)很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间间隔只
10、有 s(如图中t2t3那段时间)，由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约为 s远大于 s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉答案：(1)2400 s(2)见解析12如图9所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：图9(1)从图示位置起转过1/4转的时间内负载电阻R上产生的热量；(2)从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电荷量；(3)电流表的示数解析：线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流此交变电动势的最大值为EmBSB2n2Bnr2.(1)在线圈从图示位置转过1/4转的时间内，电动势的有效值为E电阻R上产生的热量Q()2R.(2)在线圈从图示位置转过1/4转的时间内，电动势的平均值为.通过R的电荷量qtt.(3)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E，由有效值的定义得T解得E.故电流表的示数为I.答案：(1)(2)(3)
