8　描述交變電流的物理量

1、.課時分層作業(yè)八根底達標練時間：15分鐘分值：50分一、選擇題此題共6小題，每題6分1以下提到的交流電，不是指有效值的是A交流電壓表的讀數(shù)B保險絲熔斷電流C電容器擊穿電壓 D220 V交流電壓【解析】電容器擊穿電壓指電容器兩端能承受的電壓的最大值【答案】C2以下關于交變電流的說法正確的選項是A假設交變電流的峰值為5 A，那么它的最小值為5 AB用交流電流表測交變電流時，指針來回擺動C我國工農業(yè)消費和生活用的交變電流頻率為50 Hz，故電流方向每秒改變100次D正弦交變電流i20sin 10tA的峰值為20 A，頻率為100 Hz【解析】電流的負值表示電流方向與規(guī)定正方向相反，不表示大小，A項錯

2、誤；交流電流表測交變電流時，指針不會來回擺動，B項錯誤；我國工農業(yè)消費和生活用的交變電流，周期為0.02 s，交流電方向一個周期改變兩次，所以每秒改變100次，C項正確；由2f，得正弦交變電流i20sin 10tA的頻率為 5 Hz，D項錯誤【答案】C3多項選擇如圖5­2­8甲所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉動，產生的交變電動勢圖象如圖乙中曲線a、b所示，那么【導學號：57272101】甲乙圖5­2­8A兩次t0時刻線圈平面均與中性面重合B曲線a、b對應的線圈轉速之比為23C曲線a表示的交變電動勢頻率為25

3、 HzD曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V【解析】由題圖乙知t0時兩次轉動產生的瞬時電動勢都等于零，故A正確；由題圖乙知兩次轉動所產生的交變電動勢的周期之比TaTb23，再由周期與轉速的關系n得nanb32，故B錯誤；因Ta4×102 s，故fa25 Hz，C正確；因Ema15 V，而EmNBS，故EmbEma10 V，Eb5 V，D錯誤【答案】AC4如圖5­2­9所示為一交變電流的i­t圖象，那么此交變電流的有效值為圖5­2­9A5 AB5 AC10 A D2.5 A【解析】對于正弦式交變電流可直接應用最大值為有效值的倍這一規(guī)律

4、，將此交變電流分為前后兩部分正弦式交流，可直接得到這兩部分正弦式交變電流的有效值，分別為I12.5 A和I27.5 A，分別取一個周期T中的前0.01 s和后0.01 s計算產生的電熱QIR×0.01 JIR×0.01 J，再利用有效值的定義得QI2R×0.02 J，解得I2.5 A.【答案】D5多項選擇有一個電子元器件，當其兩端電壓高于100 V時導電，等于或低于100 V時不導電，假設把這個電子元器件接到100 V、50 Hz的正弦交變電壓上，這個電子元器件將A不導電B每秒導電50次C每秒導電100次D每秒電流方向改變100次【解析】電源電壓100 V為有效值

5、，那么電源電壓的最大值為100 V，在每個周期的0內，有一段時間加在電子元器件上的電壓大于100 V，電子元件導電，在每個周期的T內，有一段時間加在電子元器件上的電壓大于100 V，電子元件導電，即一個周期電子元件導電兩次，而每秒有50個周期，故每秒導電100次，A、B錯誤，C正確；每秒有50個周期，每個周期內電流方向改變兩次，故每秒電流方向改變100次，D正確【答案】CD6如圖5­2­10甲所示，調節(jié)臺燈是通過雙向可控硅電子器件來實現(xiàn)無級調節(jié)燈的亮度的現(xiàn)將某無級調光臺燈接在220 V的正弦式交變電流上，經過可控硅調節(jié)后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示，那么此時電壓表的示數(shù)是甲

6、乙圖5­2­10A220 VB156 VC110 VD78 V【解析】由題圖可知，該電流不是正弦式交變電流，但每次通電是T的正弦交變電流，其最大值與有效值的關系是U，由T·，解得U110 V156 V，故B正確【答案】B二、非選擇題14分7如圖5­2­11所示，一矩形線圈在勻強磁場中繞OO軸勻速轉動，磁場方向與轉動軸垂直線圈匝數(shù)n400，電阻r0.1 ，長L10.05 m，寬L20.04 m，角速度100 rad/s，磁場的磁感應強度B0.25 T線圈兩端外接電阻R9.9 的用電器和一個交流電流表內阻不計，求：圖5­2­11

7、1線圈中產生的最大感應電動勢；2電流表的讀數(shù)；3電阻上消耗的電功率【解析】1EmnBS，代入數(shù)據(jù)得Em400×0.25×0.05×0.04×100 V20 V.2Im，代入數(shù)據(jù)得Im A2 A.因為是正弦式交變電流，所以電流表讀數(shù)即有效值I A1.41 A.3PI2R2×9.9 W19.8 W.【答案】120 V21.41 A319.8 W才能提升練時間：25分鐘分值：50分一、選擇題此題共6小題，每題6分1如圖5­2­12所示，實驗室中有一臺手搖交流發(fā)電機，內阻r1.0 ，外接R9.0 的電阻閉合開關S，當發(fā)電機轉子以某一

8、轉速勻速轉動時，產生的電動勢e10sin 10tV，那么【導學號：57272102】圖5­2­12A該交變電流的頻率為10 HzB該電動勢的有效值為10 VC外接電阻R所消耗的電功率為10 WD電路中理想交流電流表的示數(shù)為1.0 A【解析】由產生的電動勢可知，該交變電流的頻率為5 Hz，選項A錯誤；該電動勢的有效值為E10 V，選項B錯誤；電路中交流電流表的示數(shù)為電流的有效值，為I1.0 A，選項D正確；外接電阻R所消耗的電功率為PI2R9 W，選項C錯誤【答案】D2一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動，周期為T.從中性面開場計時，當tT時，線圈中感應電動勢的瞬

9、時值為2 V，那么此交變電流的有效值為A2 V B2 V C. V D. V【解析】先用代入法求出感應電動勢的最大值：由eEm sin t得2 VEmsin ，由此得Em4 V，因此有效值為2 V，選項A正確【答案】A3匝數(shù)為100的線圈通有如圖5­2­13所示的交變電流圖中曲線為余弦曲線的一部分，單匝線圈電阻r0.02 ，那么在010 s內線圈產生的焦耳熱為圖5­2­13A80 J B85 JC90 J D125 J【解析】由交變電流的有效值定義知2R·2 A2R·I2RT，該交變電流的有效值I A，線圈的總電阻R總100×

10、;0.02 2 ，由QI2R總t得Q85 J，選項B正確【答案】B4如圖5­2­14所示，在勻強磁場中勻速轉動的單匝純電阻矩形線圈的周期為T，轉軸O1O2垂直于磁場方向，線圈電阻為2 .從線圈平面與磁場方向平行時開場計時，線圈轉過60°時的感應電流為1 A以下說法正確的選項是圖5­2­14A線圈消耗的電功率為1 WB線圈中感應電流的有效值為2 AC任意時刻線圈中的感應電動勢為e2cos tVD任意時刻穿過線圈的磁通量為sin t Wb【解析】從垂直中性面開場其瞬時表達式為iImcos ，那么電流的最大值Im2 A；線圈消耗的電功率PI2r2r4

11、 W，選項A錯誤；有效值I A，選項B錯誤；感應電動勢的最大值EmImr2×2 V4 V，任意時刻線圈中的感應電動勢eEmcos t4cos tV，選項C錯誤；任意時刻穿過線圈的磁通量BSsin t，根據(jù)公式EmNBS得BS，sin tWb，選項D正確【答案】D5多項選擇如圖5­2­15是某交流發(fā)電機產生的交變電流的圖象，根據(jù)圖象可以斷定【導學號：57272103】圖5­2­15A此交變電流的頻率為5 HzB該交變電流的電壓瞬時值的表達式為u12sin 10tVC將標有“12 V3 W的燈泡接在此交流電源上，燈泡可以正常發(fā)光D圖象上對應的0.1

12、 s時刻，發(fā)電機中的線圈剛好轉至中性面【解析】由題圖象可知，交變電流的周期T0.2 s，交變電壓的最大值Um12 V，所以此交變電流的頻率f5 Hz，角速度10 rad/s，交變電壓瞬時值的表達式uUmsin t12sin 10tV，選項A、B均正確；標有“12 V3 W的燈泡正常發(fā)光時其兩端電壓的有效值為12 V，而交變電壓有效值U6 V，所以燈泡不能正常發(fā)光，選項C錯誤；題圖象上對應的0.1 s時刻，交變電壓瞬時值為零，穿過發(fā)電機中的線圈的磁通量最大，發(fā)電機中的線圈剛好轉至中性面，選項D正確【答案】ABD6如圖5­2­16所示電路中，電源電壓u311sin 100t V

13、，A、B間接有“220 V440 W的電暖寶、“220 V220 W的抽油煙機、交流電壓表及保險絲以下說法正確的選項是圖5­2­16A交流電壓表的示數(shù)為311 VB電路要正常工作，保險絲的額定電流不能小于3 AC電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機發(fā)熱功率的2倍D1 min內抽油煙機消耗的電能為1.32×104 J【解析】由u311sin 100tV可知，交變電壓的有效值為220 V，故交流電壓表的示數(shù)為220 V，選項A錯誤；由兩用電器的額定功率為660 W，根據(jù)PUI可知，保險絲的額定電流應不小于3 A，選項B錯誤；因抽油煙機220 W包括熱功率及機械功率，故電暖寶發(fā)熱功

14、率是抽油煙機發(fā)熱功率的2倍還要多，選項C錯誤；根據(jù)WPt可得1 min內抽油煙機消耗的電能為1.32×104 J，選項D正確【答案】D二、非選擇題14分7如圖5­2­17所示，在勻強磁場中有一個內阻r3 、面積S0.02 m2的半圓形導線框可繞OO軸旋轉勻強磁場的磁感應強度B T假設線框以100 rad/s的角速度勻速轉動，且通過電刷給“6 V12 W的小燈泡供電，那么：圖5­2­171假設從圖示位置開場計時，求線框中感應電動勢的瞬時值表達式；2從圖示位置開場，線框轉過90°的過程中，流過導線橫截面的電荷量是多少？該電荷量與線框轉動的快慢是否有關？3由題所給條件，外電路所接小燈泡能否正常發(fā)光？如不能，那么小