“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)（九） 交變電流的特點(diǎn)

“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)（九）交變電流的特點(diǎn)A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．(多選)下列關(guān)于交變電流和直流電的說(shuō)法中，正確的是()A．如果電流的大小做周期性變化，則一定是交變電流B．直流電的大小可以變化，但方向一定不變C．交變電流一定是按正弦或余弦規(guī)律變化的D．交變電流的方向一定變化解析：選BD直流電的方向不發(fā)生變化，而大小可以改變，A錯(cuò)誤，B正確；交變電流不一定是按正弦或余弦規(guī)律變化的，故C錯(cuò)誤；交變電流的方向一定變化，故D正確。2．(2022·濟(jì)南高二檢測(cè))如圖是一個(gè)正弦式交變電流的圖像，下列說(shuō)法正確的是()A．頻率是0.2Hz，電流的峰值是10AB．周期是0.15s，電流的峰值是10AC．頻率是5Hz，電流的有效值是10AD．周期是0.2s，電流的有效值是7.07A解析：選D由題圖知周期T＝0.2s，電流的峰值是Im＝10A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；頻率f＝eq\f(1,T)＝5Hz，電流有效值為I＝eq\f(10,\r(2))A＝5eq\r(2)A≈7.07A，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，D正確。3．在阻值為70Ω的電阻中通以正弦式交變電流，測(cè)得在10min內(nèi)放出的熱量為2.1×104J，則此交變電流的最大值為()A．0.24A B．0.5AC．0.707A D．1A解析：選D根據(jù)Q＝I2Rt得I＝eq\f(1,\r(2))A，所以Im＝eq\r(2)I＝1A。故D項(xiàng)正確。4．(2022·廈門質(zhì)檢)關(guān)于圖甲、乙、丙、丁，下列說(shuō)法正確的是()A．圖甲中電流的峰值為2A，有效值為eq\r(2)A，周期為5sB．圖乙中電流的峰值為5A，有效值為2.5eq\r(2)AC．圖丙中電流的峰值為2A，有效值為eq\r(2)AD．圖丁中電流的最大值為4A，有效值為eq\r(2)A，周期為2s解析：選B題圖甲是正弦式交變電流，峰值(最大值)為2A，有效值是峰值的eq\f(1,\r(2))，即eq\r(2)A，周期為4s，所以A錯(cuò)誤；題圖乙中電流大小改變但方向不變，因?yàn)闊嵝?yīng)與電流方向無(wú)關(guān)，所以題圖乙中電流的有效值仍是峰值的eq\f(1,\r(2))，即2.5eq\r(2)A，所以B正確；題圖丙是題圖甲減半的脈沖電流，有效值不可能為峰值的eq\f(1,\r(2))，所以C錯(cuò)誤；題圖丁是交變電流圖線，周期為2s，令I(lǐng)1＝4A，I2＝3A，根據(jù)有效值定義有I12·R·eq\f(T,2)＋I(xiàn)22·R·eq\f(T,2)＝I2RT，解得電流有效值I＝2.5eq\r(2)A，所以D錯(cuò)誤。5．把如圖所示的交變電流通過(guò)定值電阻R(圖中曲線為正弦曲線一部分)，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T，產(chǎn)生的熱量是()A.eq\f(1,4)I12RT＋eq\f(1,2)I22RT B．eq\f(1,2)I12RT＋eq\f(1,2)I22RTC．I12RT D．I22RT解析：選A根據(jù)電流的熱效應(yīng)可得交變電流通過(guò)定值電阻R，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T，產(chǎn)生的熱量是：Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(I1,\r(2))))2R×eq\f(T,2)＋I(xiàn)22R×eq\f(T,2)＝eq\f(1,4)I12RT＋eq\f(1,2)I22RT，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。6．(2022·泉州高二檢測(cè))一個(gè)邊長(zhǎng)為6cm的正方形金屬線框置于磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)垂直，電阻為0.36Ω。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，則線框中感應(yīng)電流的有效值為()A.eq\r(2)×10－5A B．eq\r(6)×10－5AC.eq\f(\r(2),2)×10－5A D．eq\f(3\r(2),2)×10－5A解析：選B由題圖知，周期T＝5s；當(dāng)0≤t≤eq\f(3T,5)時(shí)，E1＝eq\f(ΔB,Δt)L2＝2×10－3×(6×10－2)2V＝7.2×10－6V，I1＝eq\f(E1,R)＝2×10－5A；當(dāng)eq\f(3T,5)＜t≤T時(shí)，E2＝eq\f(|ΔB|,Δt)L2＝3×10－3×(6×10－2)2V＝1.08×10－5V，I2＝eq\f(E2,R)＝3×10－5A；研究一個(gè)周期，根據(jù)有效值的定義得I2RT＝I12R·eq\f(3T,5)＋I(xiàn)22R·eq\f(2T,5)，解得I＝eq\r(6)×10－5A，選項(xiàng)B正確。7．(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．使用交流電的用電器銘牌上所標(biāo)示的額定電壓、額定電流的數(shù)值均為最大值B．用交流電流表和電壓表測(cè)得的數(shù)值是有效值C．照明電路電壓220V指的是有效值D．所有交變電流的有效值和最大值之間均存在E＝eq\f(Em,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))和I＝eq\f(Im,\r(2))的關(guān)系解析：選BC各種使用交流電的用電器銘牌上所標(biāo)示的數(shù)值均為有效值，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；交流電表測(cè)量值為有效值，故B項(xiàng)正確；照明電路電壓220V指的是有效值，故C項(xiàng)正確；E＝eq\f(Em,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))、I＝eq\f(Im,\r(2))是正弦式交變電流有效值和最大值之間的關(guān)系，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。8．兩個(gè)相同的定值電阻1、2分別接在正弦交流電源和直流電源的兩端，直流電壓恒為U0。當(dāng)電阻1、2的通電時(shí)間分別為t和2t時(shí)，兩個(gè)電阻上產(chǎn)生的熱量均為Q。則該正弦交流電源電壓的最大值是()A.eq\r(2)U0 B．2U0C.eq\f(\r(2),2)U0 D．eq\f(1,2)U0解析：選B設(shè)兩電阻的阻值均為R，正弦交流電源電壓的最大值為Um，則Q＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(Um,\r(2))))))2,R)t，Q＝eq\f(U02,R)·2t，解得Um＝2U0，選項(xiàng)B正確。9．如圖甲所示，一個(gè)電阻為R的金屬圓環(huán)放在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)與圓環(huán)所在的平面垂直，穿過(guò)圓環(huán)的磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，圖中的最大磁通量Φ0和變化的周期T都是已知量，求在一個(gè)周期T的時(shí)間內(nèi)，金屬環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱和交變電流的有效值。解析：0～eq\f(T,4)時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E1＝eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(4Φ0,T)，0～eq\f(T,4)時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電流為：I1＝eq\f(E1,R)＝4eq\f(Φ0,RT)，eq\f(T,2)～eq\f(3T,4)時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流大小與0～eq\f(T,4)內(nèi)相同，eq\f(T,4)～eq\f(T,2)及eq\f(3T,4)～T時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流為0，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝2I12Req\f(T,4)＝8eq\f(Φ02,RT)，由有效值的定義可知I2RT＝eq\f(8Φ02,RT)，有效值為I＝eq\f(2\r(2)Φ0,RT)。答案：eq\f(8Φ02,RT)eq\f(2\r(2)Φ0,RT)B組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10．(2022·濟(jì)南高二檢測(cè))(多選)標(biāo)有“220V40W”的電燈和標(biāo)有“20μF300V”的電容器并聯(lián)接到交流電源上，eq\a\vs4\al(○)V為交流電壓表。交流電源的輸出電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，閉合開關(guān)。下列判斷正確的是()A．t＝eq\f(T,2)時(shí)刻，eq\a\vs4\al(○)V的示數(shù)為零B．電燈恰能正常發(fā)光C．電容器會(huì)被擊穿D.eq\a\vs4\al(○)V的示數(shù)保持110eq\r(2)V不變解析：選BC交流電壓表測(cè)量的是交流電壓的有效值，示數(shù)保持不變且不為零，有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(220\r(2),\r(2))V＝220V，電燈恰能正常發(fā)光，故A、D錯(cuò)誤，B正確；交流電壓的最大值為220eq\r(2)V，超過(guò)電容器的擊穿電壓，故電容器會(huì)被擊穿，C正確。11．(多選)利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦裕梢詫?duì)交變電流進(jìn)行整流，將交流電變?yōu)橹绷麟姡环N簡(jiǎn)單的整流電路如圖甲所示，ab為交變電流信號(hào)輸入端，D為半導(dǎo)體二極管，R為定值電阻。信號(hào)輸入后，電阻R兩端輸出的電壓信號(hào)如圖乙所示(圖中曲線為正弦曲線的一部分)，則關(guān)于該輸出信號(hào)，下列說(shuō)法正確的是()A．頻率為100HzB．電壓有效值為50VC．若將一個(gè)標(biāo)有“90V30μF”的電容器并聯(lián)在電阻R兩端，電容器可以正常工作D．若電阻R＝10Ω，則1min內(nèi)R產(chǎn)生的熱量為1.5×104J解析：選BD由題圖乙可知，該電壓的周期為0.02s，頻率為50Hz，A錯(cuò)誤；由電流的熱效應(yīng)知，一個(gè)周期內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量為eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(100V,\r(2))))2,R)×0.01s＝eq\f(U2,R)×0.02s，故電壓有效值為50V，B正確；電容器兩端的瞬時(shí)電壓不應(yīng)超過(guò)90V，故C錯(cuò)誤；電阻R產(chǎn)生的熱量應(yīng)使用電壓的有效值進(jìn)行計(jì)算，故產(chǎn)生的熱量為Q＝eq\f(U2,R)t＝1.5×104J，D正確。12．(2022·泉州高二檢測(cè))(多選)在如圖甲所示電路中，電源電壓如圖乙所示，A、B間接有“220V440W”的電暖寶、“220V220W”的抽油煙機(jī)、交流電壓表及保險(xiǎn)絲。下列說(shuō)法正確的是()A．交流電壓表的示數(shù)為311VB．電路要正常工作，保險(xiǎn)絲的額定電流不能小于3AC．電暖寶發(fā)熱功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍D．1min內(nèi)抽油煙機(jī)消耗的電能為1.32×104J解析：選BD交流電壓表的示數(shù)表示有效值，為220V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電路正常工作時(shí)，干路電流I＝eq\f(440,220)A＋eq\f(220,220)A＝3A，顯然，選項(xiàng)B正確；電暖寶幾乎將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，而抽油煙機(jī)主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，顯然，電暖寶發(fā)熱功率遠(yuǎn)大于抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；1min內(nèi)抽油煙機(jī)消耗的電能為W＝Pt＝220W×60s＝1.32×104J，選項(xiàng)D正確。13．先后用如圖甲、乙所示的電流通過(guò)圖丙中的電阻R，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同，則電流表的示數(shù)分別為多少？解析：電流表的示數(shù)為通過(guò)R的電流的有效值。題圖甲中的i-t圖像是正弦式曲線，在前半個(gè)周期內(nèi)，它的有效值與正弦式交變電流的有效值相同，I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\f(5\r(2),2)A，后半個(gè)周期不產(chǎn)生熱量，則交流電在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)電阻R所產(chǎn)生的熱量Q交＝eq\f(I2RT,2)直流電在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)電阻R所產(chǎn)生的熱量Q直＝IA2RT因?yàn)镼交＝Q直，所以eq\f(I2RT,2)＝IA2RT解得IA＝eq\f(I,\r(2))＝2.5A題圖乙中周期為0.04s，前0.02s內(nèi)i大小、方向不