高中物理 第3章 交变电流 第1节 交变电流的特点自我小测（含解析）鲁科版选修

在学生就要走出校门的时候，班级工作仍要坚持德育先行，继续重视对学生进行爱国主义教育、集体主义教育、行为规范等的教育，认真落实学校、学工处的各项工作要求交变电流的特点夯基达标1.如下图所示各图线中表示交变电流的是( )2.下面关于交变电流的说法中，正确的是( )A.交流电器设备上所标的电流值是交流的最大值B.用交流电流表和电压表测定的读数值是交流的瞬时值C.给定的交流电数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D.跟交流电有相同的热效应的直流的数值是交流电的有效值3.将正弦交流电经过整流器处理后，得到的电流波形刚好去掉了半周，如下图所示，它的有效值是( )A.2 A B.2 A C. A D.1 A4.正弦交流电压的峰值为10 V，周期为0.2 s，将此电压接在10 的电阻上，在0.05 s内电阻上产生的热量 ( )A.可能为零 B.一定为0.25 JC.不可能大于0.25 J D.可能小于0.25 J5.一个电热器接在10 V的直流电源上，在t s内产生的焦耳热为Q.今将该电热器接在一交流电源上，它在2t s内产生的焦耳热为Q，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是( )A.最大值是102 V，有效值是10 V B.最大值是10 V，有效值是52 VC.最大值是52 V，有效值是5 V D.最大值是20 V，有效值是102 V能力提升 6.两个完全相同的电热器，分别通过如图(a)和(b)所示的电流最大值相等的方波交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比PaPb等于_.7.如下图所示交变电流的有效值是多少？8.如下图所示的电流i通过一个R1 的电阻，它不是恒定电流.(1)怎样计算通电1 s内电阻R中产生的热量？(2)如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1 s内产生同样的热，这个电流是多大？9.家用可调温电热毯的原理如下图所示，图中D为整流二极管，具有单向导电性，电热毯接在220 V交流电路中，当开关接在1位置时，电热毯功率为40 W，当开关接在2位置时，电路中的电流有效值为_.10.请探索下列问题中如何求感应电动势的有效值.如上图所示，ab是半径为L、电阻不计的1/4圆周的金属槽环，固定于竖直平面内，圆心为O.Oa是质量不计的轻金属杆，其电阻为r，它的一端挂在O点(无摩擦)，另一端连一金属小球，小球的质量为m，与金属槽环接触良好无摩擦.Ob是一根竖直的与金属槽环相连接的金属丝，其电阻为R.上述整个装置置于水平方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B.现将金属小球从a点由静止开始释放，它滑到b点时的速度为v，所经过的时间为t，问：这一过程中，感应电动势的有效值是多大？拓展探究11.多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇.过去是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速.现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的.如下图所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压.即在正弦交流电的每一个周期中，前面周期被截去.调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压.那么现在电灯上的电压为_.参考答案1解析：大小、方向随时间做周期性变化的电流为交变电流，然而A项中电流大小虽周期性变化，但方向不变，是直流电流而不是交变电流.答案：BCD2解析：理解有效值、最大值和瞬时值的物理意义.交流电器设备上所标的电压和电流值、用交流电流表和电压表测定的数值是交流电的有效值.答案：CD3解析：，Q直I2RT，Q交Q直，故I1 A.答案：D4解析：正弦交流电在一小段有限的时间内，有效值不一定是峰值的.答案：D5解析：根据.在直流电中：；在交流电中:，因此，U52 V，Um10 V.答案：B6解析：有效值与最大值关系是仅对正弦交变电流适用，即对于(b)图才有，对于(a)图的方波交变电流来说，由于每时刻通过电阻R的电流都是Im，只是方向做周期性变化，而对于电流通过电阻发热来说，它是与电流方向没有关系的.因此从热效应来说(a)图交变电流与电流是Im的恒定电流是等效的，也可以说(a)图交变电流有效值就是Im.因此IaIm，PaIa2RIm2R.所以PaPb121.答案：217解析：图示中的交变电流前半个周期是正弦式交变电流的半个波形，后半个周期是恒定的电流，可以分段用QI2Rt计算热量. 设交流电通过电阻R，则在一个周期T内发出热量：(， 给R通以直流电流I，则在一个周期T内的发热量：Q直I2RT，令Q直Q交，可得交变电流的有效值：.答案：3 A8解析：(1)电流i在1 s内产生的热量(2)由I2RtQ得电流即该交变电流的有效值为1.67 A.答案：(1)2.8 J (2)1.67 A9解析：设开关接到1、2位置时电路中电流有效值分别为I1、I2，电热毯阻值为R，交流电周期为T，据题意：Q2Q1/2答案：0.13 A10答案：先由能量守恒求出回路中产生的电能Q，此电能由焦耳定律知QE2t/(Rr)，式中E即为电动势的有效值，.11解析：若将波形补画完整，则为正弦曲线，电压有效值为.本题中波形只为正弦曲线的一半，若电源加在同一电阻上，在相同时间内产生的热量只为正弦交流电的一半，据有效值的定义：若为正弦交流电： 在题中情况下 由两式比较得: 答案： 配