2019-2020学年高中物理 第2章 交变电流 第3节 表征交变电流的物理量课后提能训练 粤教版选修3-2

1 第第 3 3 节节 表征交变电流的物理量表征交变电流的物理量 基础达标 一 选择题 在每小题给出的四个选项中 第 1 4 题只有一项符合题目要求 第 5 6 题有多项符合题目要求 1 下列关于交流的几种说法中 正确的是 a 交流电器设备上所标的电压 电流值是峰值 b 交流电流表和交流电压表的值是瞬时值 c 跟交流有相同热效应的直流的值是交流的有效值 d 跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值 答案 c 2 如图表示两种电压的波形 其中图甲表示电压按正弦规律变化 下列说法正确的是 甲 乙 a 图甲表示交流电 图乙表示直流电 b 两种电压的有效值都是 311 v c 图甲所示电压的瞬时值表达式为u 220sin 100 t v d 以上说法都不对 答案 d 3 如图所示为一交流电的电流随时间变化的图象 此交流电的有效值是 a 5 ab 5 a 2 c a d a 5 2 2 5 2 答案 b 4 2019 房山质检 如图是一正弦式交流电的电流随时间变化的图象 由图象可知 这个电流的 2 a 有效值为 5 a 周期为 0 02 s 2 b 有效值为 5 a 周期为 0 01 s c 最大值为 10 a 周期为 0 02 s 2 d 最大值为 10 a 周期为 0 01 s 答案 a 解析 根据图象可以知道周期为t 0 02 s 该交流电的最大电流为 10 a 有效值 i a 5 a 故 a 正确 b c d 错误 10 22 5 2019 凯里校级模拟 在图乙的电路中 通入如图甲所示的交变电流 此交变电流 的每个周期内 前三分之一个周期电压按正弦规律变化 后三分之二周期电压恒定 电阻 r的阻值为 12 电表均为理想电表 下列判断正确的是 a 电压表的示数为 6 v 2 b 该交变电流的电压有效值为 4 v 2 c 电阻r一个周期内产生的热量一定等于 9 j d 电流表的示数为 0 5 a 答案 cd 解析 由焦耳定律得 1 2 3 即电压有效值u 6 v 电表读数为 6 2 2 2 r 62 r u2 r 有效值 故 a b 错误 热量根据有效值进行计算 则q t 9 j 故 c 正确 电流表读 u2 r 数为有效值 则i 0 5 a 故 d 正确 u r 6 2019 六安校级月考 下列关于交流电路的说法正确的是 a 电容器的击穿电压为交流电压的最大值 b 电路中电流表的示数为电流的有效值 c 教室内日光灯的额定电压为电压的平均值 d 电路中保险丝的熔断电流为电流的最大值 3 答案 ab 解析 电容器的击穿电压为交流电压瞬时值的最大值 故 a 正确 电路中电压表 电流表的示数均为有效值 故 b 正确 教室内日光灯的额定电压为 220 v 是电压的有效 值 故 c 错误 电路中保险丝的熔断电流要考虑电流的热效应 为电流的有效值 故 d 错 误 二 非选择题 7 如图所示 两个完全相同的电热器 分别通过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pa pb等于多少 甲 乙 答案 2 1 解析 对于乙图有ib im 2 pb i r i r 2b 1 2 2 m 对于甲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 它与电流方向是没有关系的 因此从热效应来 说 甲图交变电流与电流是im的恒定电流是等效的 甲图交变电流有效值就是im 即 ia im pa i r i r 2a2 m 所以pa pb 1 2 1 1 2 8 2019 曲阜名校月考 图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图 其矩形线圈在 匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴oo 匀速转动 线圈的匝数n 100 总电阻r 10 线圈的两端经集流环与电阻r连接 电阻r 90 与r并联的交流电压表为理想电 表 在t 0 时刻 线圈平面与磁场方向平行 穿过每匝线圈的磁通量 随时间t按图乙 所示正弦规律变化 取 3 14 求 1 交流发电机产生的电动势的最大值 2 电路中交流电压表的示数 4 甲 乙 答案 1 200 v 2 90 v 2 解析 1 由图乙可得 m 2 10 2 wb rad s 100 rad s 2 t 2 6 28 10 2 故交流发电机产生的电动势的最大值为em n m 100 2 10 2 100 v 200 v 2 交流发电机产生的电动势有效值为e 100 v em 22 由串联电路特点得电路中交流电压表的示数为u 90 v er r r2 能力提升 9 2019 济源名校联考 如图甲所示 在匀强磁场中 一巨型金属线圈两次以不同的 转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动 产生的交变电动势随时间变化的e t图象分别如图乙 中曲线a b所示 则 甲 乙 a 两次t 0 时刻穿过线圈的磁通量均为零 b 曲线a表示的交变电动势的频率为 25 hz c 曲线b表示的交变电动势有效值为 15 v d 曲线a b对应的线圈转速之比为 3 2 答案 d 解析 在t 0 时刻 线圈一定处在中性面上 此时磁通量最大 故 a 错误 曲线a 的交变电流的频率f hz 50 hz 故 b 错误 由图可知 a的周期为 2 10 2 1 t 1 0 02 s b的周期为 3 10 2 s 由n 可知转速与周期成反比 故曲线a b对应的线圈转速 1 t 之比为 3 2 曲线a表示的交变电动势最大值是 30 v 根据em nbs 2 n得曲线 b表示的交变电动势最大值是 20 v 则有效值为u v 10 v 故 c 错误 d 正确 20 22 5 10 一正弦式交变电流的图象如图所示 由图可知 该交变电流的周期为 s 频 率为 hz 电流的峰值为 a 有效值为 a 在 0 到 0 02 s 时间内 流过电 路某一截面的电荷量为 在这段时间内 流过电路电流的平均值为 答案 0 02 50 6 3 0 0 2 解析 周期t和频率f是描述交变电流变化快慢的物理量 由图可知 周期 t 0 02 s 故频率f 50 hz 1 t 该交变电流的峰值im 6 a 故有效值i 3 a im 22 在 0 到 0 02 s 的时间内 前 0 01 s 流过电路的电流为正向 后 0 01 s 流过电路的电 流为负向 由对称性可知 两段时间内流过电路的电荷量等大 异号 故 0 到 0 02 s 内流 过电路的电荷量q 0 由平均电流的定义 可知 0 到 0 02 s 内的平均电流为 0 i q t 11 如图所示是一个周期性变化电压的u t图象 求其最大值 周期和有效值 答案 10 v 0 16 s 7 91 v 解析 从图中即可看出电压的最大值um 10 v 完成一次全变化所需的时间为 t 0 16 s 然而 由于该变化电压不是正弦交变电压 所以有效值要由定义来计算 即找 到与其等效热效应的直流电压值 根据焦耳定律 在一个周期t内电阻r产生的热量为 q t1 t4 t2 t3 u2 1 r u2 2