2020学年高中物理阶段验收评估三交变电流鲁科版选修3_2

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阶段验收评估（三） 交变电流

(时间：50分钟 满分：100分)

一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)

1．小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图1所示。矩形线圈ab边和

cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压( )

图1

A．峰值是e0 C．有效值是2Ne0 2

B．峰值是2e0 D．有效值是2Ne0

2

·2Ne0＝2Ne0，C2

解析：选D 发电机输出电压峰值是2Ne0，A、B错误；有效值是错误，D正确。

2．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图2甲所示，产生的交变电动势的图像如乙所示，则( )

图2

A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为311 V D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz

解析：选B t ＝0.005 s 时感应电动势最大，线框的磁通量变化率也最大，A错误。t ＝0.01 s 时感应电动势为零，穿过线框磁通量最大，线框平面与中性面重合，B正确。感311 应电动势的最大值为 311 V，有效值则为 V，C 错误。所产生电动势的周期为 0.02 s，

2频率等于周期的倒数，为50 Hz，D错误。

3．三个相同的电阻，分别通过如图3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3

A．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 1

C．在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的 2D．在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小

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12

解析：选C 甲图像电流的有效值为I0，乙图像电流的有效值为I0，丙图像根据电流

12T2

有效值的定义有：I0R＝IRT，解得电流有效值I＝I0，根据焦耳定律相同时间内产生的

22热量之比等于电流有效值的平方比，Q1∶Q2∶Q3＝1∶2∶1，C对。

4．在匀强磁场中，一电阻为R的单匝矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动，如图4所示，某时刻线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量为Φ。当线框再转过60°时，回路电流瞬时值为I，则线框转动的周期是( )

图4

A.C.πФ

2IRπФ

B.D.

3πФ

2IR3πФ

IRIR2πEm

解析：选D 由题意可知Em＝Ф，瞬时值e＝Emsinωt，故i＝sin ωt，当ωt＝

TR60°时，i＝I，解得T＝

3πФ

，选项D正确。

IR5．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图像如图5所示，由图可以知道( )

图5

A．0.01 s时刻线圈处于中性面位置 B．该交变电流有效值为0.2 A C．0.01 s时刻穿过线圈的磁通量为零

D．将该交变电流频率增大时，则接入电路中的电感线圈的感抗和电容器的容抗都 增大

解析：选C 由题图可知0.01 s时刻，感应电流最大，线圈产生的感应电动势最大，线圈与磁感线平行，即与中性面垂直，穿过线圈的磁通量为零，A错，C对。由正弦交变电流有效值与最大值的关系得I＝

Im

6.28＝ A＝4.45 A，B错。该交变电流频率增大时，电感21.41

线圈的感抗增大，电容器的容抗减小，D错。

6．矩形线圈的匝数为50，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图6所示，下列结论正确的是( )

图6

A．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势最大 B．在t＝0.2 s和t＝0.4 s时，电动势改变方向

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