2013高中物理选修32第5章第2节课时跟踪训练高中物理练习试题

1[课时跟踪训练](时间30分钟，满分60分)一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．如图1所示，已知交流电源的电动势为e＝2202sin100πtV，电阻R＝2200Ω，则电路中交流电流表和电压表的示数分别为()A．0.12A,2202V图1B．0.1A,2202VC．0.12A,220VD．0.1A,220V解析：交流电流表、电压表的读数都为有效值，所以U＝22022V＝220V，I＝UR＝2202200A＝0.1A，所以选D。答案：D2．阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图2所示的交流电源上。以下说法中正确的是()A．电压的有效值为10VB．通过电阻的电流有效值为22A图2C．电阻消耗的电功率为5WD．电阻每秒钟产生的热量为10J解析：根据图象可知电压最大值为Um＝10V，有效值为U＝102V，电流有效值为I＝UR＝22A，电阻消耗的电功率为P＝I2R＝(22)2×10W＝5W。每秒种产生的热量为Q＝Pt＝5J。答案：BC3．一电阻接一直流电源，通过4A的电流时热功率为P，若换接一正弦交流电源，它的热功率变为P2，则该交流电电流的最大值为()A．4AB．6AC．2AD．42A解析：由P＝I2R得R＝PI2＝P16，接交流电时，P2＝I′2P16，2I′2＝16。I′＝42A，所以Im＝2I′＝4A。应选A。2答案：A4．夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行。一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系如图3所示，此空调器运转1h用电()图3A．1.0度B．1.5度C．2.0度D．2.5度解析：由图象知，电功率随时间的变化周期为15min，前5min为0.5kW，后10min为2kW。设电功率的有效值为P，周期为T，据有效值定义有P1T3＋P22T3＝PT将P1＝0.5kW，P2＝2kW代入得：P＝1.5kW。此空调1h用电W＝Pt＝1.5度。答案：B5．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图4甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，现外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图4乙所示，则()图4A．电压表V的示数为220VB．电路中的电流方向每秒钟改变50次C．灯泡实际消耗的功率为484WD．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J解析：由题图甲知Em＝2202V，则电源电动势有效值E＝Em2＝220V，I＝ER＋r＝22095.0＋5.0A＝2.2A，V表示数亦即路端电压有效值U＝IR＝2.2×95V＝209V，A错；线框每转一圈，电流方向改变两次，故每秒钟电流方向改变n＝tT×2＝10.02×23次＝100次，B错；由P灯＝UI得：P灯＝209×2.2W＝459.8W，C错；由Q＝I2rt得：Qr＝2.22×5×12J＝24.2J，D正确。答案：D6．在阻值为70Ω的电阻中通以正弦交变电流，测得在10min内放出的热量为2.1×104J，则此交变电流的最大值为()A．0.24AB．0.5AC．0.707AD．1A解析：根据Q＝I2Rt得I＝12A，所以Im＝2I＝1A。答案：D7．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按图5甲所示的方式连接，R＝10Ω，交流电压表的示数是10V，图5乙是交变电源输出电压U随时间t变化的图象，则()图5A．通过R的电流IR随时间t变化的规律是IR＝2cos100πtAB．通过R的电流IR随时间t变化的规律是IR＝2cos50πtAC．R两端的电压UR随时间t变化的规律是UR＝52cos100πtVD．R两端的电压UR随时间t变化的规律是UR＝52cos50πtV解析：交流电压表测的是有效值U＝10V，电压的最大值Um＝102V。由图象可得电阻R两端交流电压的瞬时值UR＝102cos100πtV，通过R上的电流有效值I＝UR＝1010A＝1A，则最大值Im＝2A，其瞬时值为IR＝2cos100πtA。答案：A8．频率为50Hz的交变电流，其电压u＝1202sinωtV，把它加在激发电压、熄灭电压均为85V的霓虹灯的两端，则在半个周期内霓虹灯点亮的时间是()A.150sB.1100s4C.1150sD.1200s解析：该交变电压的周期T＝150s＝0.02s，电压的最大值Um＝1202V≈170V＝2×85V。作出交变电压的u－t图象如图所示，由于加在霓虹灯两端电压大于85V时灯管才发光，由图象可知在半个周期内灯管点亮的时间是Δt＝t2－t1，u＝170sin(2πft)V＝85V则2πft1＝π6，t1＝1600s2πft2＝5π6，t2＝5600s所以Δt＝t2－t1＝1150s即霓虹灯在半个周期内被点亮的时间为1150s。答案：C二、非选择题(本题共2小题，每小题10分，共20分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)9．一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，线圈的匝数n＝100匝，穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化关系如图6甲所示，发电机线圈的电阻r＝5Ω，外电路电阻R＝95Ω。求串联在外电路中的交流电流表的读数。图6解析：感应电动势的最大值：Em＝nBSω＝nΦmω设线圈在磁场中转动的周期为T，则有ω＝2πT根据欧姆定律，电路中的电流的最大值为：Im＝EmR＋r有效值：I＝22Im5由题中给定的Φ－t图象可得：Φm＝1.0×10－2Wb，T＝3.14×10－2s解以上各式，并代入数据，得：I＝1.41A。答案：1.41A10．n匝矩形线圈，面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴，以角速度ω做匀速转动，外电路闭合。若从线圈通过中性面时开始计时，则经过14个周期，外力做功为多少？(已知线圈与外电路总电阻为R)解析：线圈产生感应电动势的最大值为：Em＝nBωS，有效值为E＝Em2＝22nBωS，线圈中电流的有效值为I＝ER＝2nBωS2R，电热功率为P＝I2R＝n2B2S2ω22R，在T/4时间内产生的内能为：Q＝P·T4＝ωπn2B2S24R，即外力做的功为W外＝Q＝ωπn2B2S24R。答案：ωπn2B2S24R