【赢在课堂】2014年高中物理 课时训练8 描述交变电流的物理量 新人教版选修3-2

1 课时训练课时训练 8 8 描述交变电流的物理量描述交变电流的物理量 1 1 2012 2012 北京理综 一个小型电热器若接在输出电压为 10 V的直流电源上 消耗电功率为 P 若把 它接在某个正弦交流电源上 其消耗的电功率为 如果电热器电阻不变 则此交流电源输出电压的 最大值为 A 5 V B 5 V C 10 VD 10 V 答案 C 解析 根据公式 P 再结合交流电的有效值定义 U效 知其有效值 U效 5V 根据正弦式交变电流有效值 和最大值的关系知最大值为 5V 10 V 选项C正确 2 2 以下说法正确的是 A 交变电流的有效值就是它的平均值 B 任何交变电流的有效值都是它最大值的 C 如果交变电流接在电阻 R 上产生的热量为 Q 那么该交变电流的有效值为 D 以上说法均不正确 答案 D 解析 交变电流的有效值不同于它的平均值 A错误 只有正弦式交变电流的有效值是它最大值的 B 错误 根据有效值定义 交变电流接在电阻 R 上 Q I2RT I C项错误 3 3 在电路的 M N 间加一如图所示的正弦交流电 负载电阻为 100 若不考虑电表内阻对电路的影 响 则交流电压表和交流电流表的读数分别为 A 220 V 2 20 A B 311 V 2 20 A C 220 V 3 11 A D 311 V 3 11 A 答案 A 解析 由题中图象可知 Um 311 V 因为是正弦式交变电流 所以电压的有效值 U V 220 V 即为交流 电压表的示数 交流电流表的示数 I 2 20 A 所以A正确 4 4 如图所示是一交变电流的 i t 图象 则该交变电流的有效值为 A 4 A B 2A C A D A 答案 D 解析 设该交变电流的有效值为 I 由有效值的定义得 2Rt1 Rt2 I2Rt 而 t t1 t2 代入数据解得 I A 故D正确 5 5 图 a 为电热毯的电路示意图 电热丝接在 u 311sin 100 t V 的电源上 电热毯被加热到一 定温度后 通过装置P使输入电压变为图 b 所示波形 从而进入保温状态 若电热丝电阻保持不变 此 时交流电压表的读数是 2 A 110 VB 156 V C 220 VD 311 V 答案 B 解析 交流电压表的读数是交变电流的有效值 因此必须根据有效值的定义来计算 由有效值的定 义可得 T 0 解得 U 110 V 156 V 6 6 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甲所示 已知发电机线圈内阻为 5 0 现外接一只电阻为 95 0 的灯泡 如图乙所示 则 A 电压表V的示数为 220 V B 电路中的电流方向每秒改变 50 次 C 灯泡实际消耗的功率为 484 W D 发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为 24 2 J 答案 D 解析 电动势的有效值为 E V 220 V 所以电流的有效值 I A 2 2 A 所以电压表的示数为 U IR 2 2 95 0 V 209 V A错误 交流电的频率为 f 50 Hz 每个周期内电流方向改变 2 次 故每 秒内电流方向改变 100 次 B错误 灯泡实际消耗的功率为 P灯 I2R 2 22 95 0 W 459 8 W C错误 发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为 Q I2rt 2 22 5 0 1 J 24 2 J D正确 7 7 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图 它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽 中的半径为 r 0 10 m 匝数n 20 的线圈 磁场的磁感线沿半径方向均匀分布 其右视图如图乙所示 在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B T 线圈的电阻为 R1 0 50 它的引出线接有R2 9 5 的小灯泡L 外力推动线圈框架的 P 端 使线圈沿轴线做往复运动 便有电流通过小灯泡 当线 圈运动速度 v 随时间 t 变化的规律如图丙所示时 摩擦等损耗不计 求 1 小灯泡中电流的最大值 2 电压表的示数 3 t 0 1 s时外力 F 的大小 4 在不改变发电装置结构的条件下 要使小灯泡的功率提高 可采取什么办法 答案 1 0 16 A 2 1 07 V 3 0 128 N 4 提高 vm 3 解析 1 由题意及法拉第电磁感应定律知道 由于线圈在磁场中做往复运动 产生的感 应电动势的 大小符合正弦曲线变化规律 线圈中的感应电动势的最大值为 Em nBlv nB2 rvm 电路总电阻为 R1 R2 那么小灯泡中电流的最大值为 Im A 0 16 A 2 电压表示数为有效值 U ImR2 0 16 9 5 V 0 76V 1 07 V 3 当 t 0 1 s也就是 T 4 时 外力 F 的大小为 F nB2 rIm vm 0 128 N 4 增大线圈运动速度 vm 8 8 城市晚上或者每逢节日 同学们往往能看到许多霓虹灯发出鲜艳绚丽的灯光 将城市装扮得异彩 纷呈 赏心悦目 频率为 50 Hz的交变电流 其电压 u 168sin t V 把它加在激发电压 熄灭电压均为 84 V的 霓虹灯的两端 求在半个周期内霓虹灯点亮的时间 答案 s 解析 霓虹灯发光原理与白炽灯不同 由题可知 加在霓虹灯两端电压高于 84 V才将灯点亮 小于 84 V则不能点亮 则有 u 84 V 同学们能否从以下几个方向考虑 1 从瞬时值表达式考虑时间 2 如 何直观地求时间 3 一个周期内霓虹灯被点亮几次 交变电压的周期 T 0 02 s 电压的