高中物理人教版2第五章交變電流2描述交變電流的物理量 優(yōu)秀獎

第五章第2節(jié)描述交變電流的物理量練習1．一個照明電燈標有“220V60W”字樣，現(xiàn)在把它接入最大值為311V的正弦式交流電路中，則()A．燈的實際功率大小為60WB．燈絲將燒斷C．只能暗淡發(fā)光D．能正常發(fā)光2．有一交變電流如圖所示，則由此圖象可知()A．它的周期是sB．它的峰值是4AC．它的有效值是2eq\r(2)AD．它的頻率是Hz3．在相同的時間內(nèi)，某正弦式交變電流通過一阻值為100Ω的電阻產(chǎn)生的熱量，與一電流為3A的直流電通過同一阻值的電阻產(chǎn)生的熱量相等，則()A．此交變電流的有效值為3A，最大值為3eq\r(2)AB．此交變電流的有效值為3eq\r(2)A，最大值為6AC．電阻兩端的交流電壓的有效值為300V，最大值為300eq\r(2)VD．電阻兩端的交流電壓的有效值為300eq\r(2)V，最大值為600V4．一個接在恒定直流電源上的電熱器所消耗的電功率為P1，若把它接在電壓峰值與直流電壓相等的正弦式交流電源上，該電熱器所消耗的電功率為P2，則P1∶P2為()A．2∶1B．1∶2C．1∶1D．1∶eq\r(2)5.在圖所示電路中，A是熔斷電流I0＝2A的保險絲，R是可變電阻，S是交流電源．交流電源的內(nèi)電阻不計，其電動勢隨時間變化的規(guī)律是e＝220eq\r(2)sin314tV．為了不使保險絲熔斷，可變電阻的阻值應該大于()A．110eq\r(2)ΩB．110ΩC．220ΩD．220eq\r(2)Ω6．兩個相同的電阻，分別通以如圖所示的正弦式交變電流和方波式交變電流，兩種交變電流的最大值相等，周期相等．則在一個周期內(nèi)，正弦式交變電流在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q1與方波式交變電流在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱Q2之比等于()A．3∶1B．1∶2C．2∶1D．4∶37．一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.從中性面開始計時，當t＝eq\f(1,12)T時，線圈中感應電動勢的瞬時值為2V，則此交變電流的有效值為()A．2eq\r(2)VB．2V\r(2)V\f(\r(2),2)V8.電阻R1、R2與交流電源按照圖方式連接，R1＝10Ω，R2＝20Ω.合上開關S后，通過電阻R2的正弦式交變電流i隨時間t變化的情況如圖所示．則()A．通過R1的電流有效值是AB．R1兩端的電壓有效值是6VC．通過R2的電流最大值是\r(2)AD．R2兩端的電壓最大值是6eq\r(2)V9．一正弦式交變電流的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示．由圖可知()A．該交變電流的電壓瞬時值的表達式為u＝100sin(25t)VB．該交變電流的頻率為25HzC．該交變電流的電壓的有效值為100eq\r(2)VD．若將該交變電流壓加在阻值為R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50W10．某一交變電流的電壓波形如圖所示，求這一交變電流的電壓的有效值U.11．有一交流電壓的變化規(guī)律為u＝220eq\r(2)sin314tV，若將輝光電壓為220V的氖管接上此交流電壓，則1s內(nèi)氖管的發(fā)光時間為多少？(提示：電壓u≥220V時，氖管才發(fā)光)12．如圖所示，勻強磁場的磁感應強度B＝T，邊長L＝10cm的正方形線圈abcd共100匝，線圈電阻r＝1Ω，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉動，角速度ω＝2πrad/s，外電路電阻R＝4Ω，求：(1)轉動過程中感應電動勢的最大值；(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉過60°角時的瞬時感應電動勢；(3)由圖示位置轉過60°角的過程中產(chǎn)生的平均感應電動勢；(4)交流電壓表的示數(shù)；(5)線圈轉動一周外力所做的功；(6)線圈轉過60°角的過程中，通過R的電荷量是多少？第二節(jié)描述交變電流的物理量同步練習答案1．答案：AD2．解析：選AB.由圖象可讀得其T＝s，f＝eq\f(1,T)＝Hz，故A對，D錯；又由圖象讀得Im＝4A，故B對；因為電流為非正弦式交流電，故有效值I≠eq\f(Im,\r(2))＝2eq\r(2)A，C錯．3．解析：選AC.根據(jù)交變電流有效值的定義方法易知交變電流的有效值即為直流電的電流，為3A；根據(jù)有效值與最大值的eq\r(2)倍關系，易知交變電流的最大值為3eq\r(2)A；根據(jù)歐姆定律U＝IR，則U有效＝I有效R，Um＝ImR，得電阻兩端的交流電壓的有效值為300V，最大值為300eq\r(2)V.4．解析：選A.由電功率公式：P1＝eq\f(U2,R)(U為直流電壓)P2＝eq\f((U/\r(2))2,R)＝eq\f(U2,2R)，故P1∶P2＝2∶1.5.解析：選＝220V，Rmin＝eq\f(U,I0)＝eq\f(220,2)Ω＝110Ω.6．解析：選B.當甲圖電流通過電阻R時，電阻消耗的功率P甲＝(eq\f(Im,\r(2)))2R.當乙圖中電流通過電阻R時，電阻消耗的功率P乙＝Im2R，所以P甲∶P乙＝1∶2.7．解析：選A.先用代入法求出感應電動勢的最大值：由e＝Emsinωt得2V＝Emsin(eq\f(2π,T)×eq\f(T,12))，由此得Em＝4V，因此有效值為2eq\r(2)V．選項A正確．8.解析：選B.從圖象可以看出，交變電流中電流最大值為\r(2)A，電流有效值為：I＝eq\f(Im,\r(2))＝A，R1兩端電壓有效值為U1＝IR1＝6V，R2兩端電壓最大值為Um＝ImR2＝\r(2)×20V＝12eq\r(2)V，綜上所述，正確選項為B.9．解析：選BD.由圖象可知，T＝4×10－2s，若頻率f＝eq\f(1,T)＝25Hz，ω＝2πf＝50πrad/s，所以其電壓瞬時值表達式u＝100sin(50πt)V，由于Um＝100V，其有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝50eq\r(2)V，電阻R的電功率P＝eq\f(U2,R)＝eq\f((50\r(2))2,100)W＝50W.10．解析：假設讓一直流電壓U和如題圖所示的交流電壓分別通過同一電阻，交變電流在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q1＝2(eq\f(U12,R)·eq\f(T,4)＋eq\f(U22,R)·eq\f(T,4))＝eq\f(82,R)·eq\f(T,2)＋eq\f(42,R)·eq\f(T,2).直流電在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q2＝eq\f(U2,R)·T.由交變電流有效值的定義知Q1＝Q2，即eq\f(82,R)·eq\f(T,2)＋eq\f(42,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)·T.解得U＝2eq\r(10)V.答案：2eq\r(10)V11．解析：由u＝220eq\r(2)sin314tV，T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,314)＝(s)．當u＝±220V時，代入±220＝220eq\r(2)sin314t，得t1＝eq\f(1,400)s＝eq\f(T,8)，t2＝eq\f(3,400)s＝eq\f(3,8)T，t3＝eq\f(1,80)s＝eq\f(5,8)T，t4＝eq\f(7,400)s＝eq\f(7,8)T故在一個周期內(nèi)氖管發(fā)光的時間段為eq\f(T,8)～eq\f(3,8)T及eq\f(5,8)T～eq\f(7,8)T，即有一半的時間發(fā)光，故1s內(nèi)的發(fā)光時間為t＝eq\f(1,T)×eq\f(T,2)＝(s)．答案：s12．解析：(1)感應電動勢的最大值為Em＝nBωS≈V.(2)線圈轉過60°角時的瞬時感應電動勢為e＝Emcos60°＝×V＝V.(3)線圈轉過60°角過程中產(chǎn)生的平均感應電動勢為eq\x\to(E)＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(BSsin60°,\f(1,6)T)＝100×eq\f×××\f(\r(3),2),\f(1,6)×\f(2π,2π))V≈V.(4)電壓表示數(shù)為外電路電壓的有效值，U＝eq\f(E,R＋r)·R＝eq\f(\f,\r(2)),4＋1)×4V≈V.(5)線圈轉動一周外力所做的功等于電流產(chǎn)生的熱量W＝Q＝