課時(shí)跟蹤檢測(cè)（九） 交變電流的特點(diǎn)

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（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．下列提到的交流電，不是指有效值的是()A．交流電壓表的讀數(shù) B．保險(xiǎn)絲熔斷電流C．電容器擊穿電壓 D．220V交流電壓解析：選C電容器擊穿電壓指電容器兩端所能承受電壓的最大值。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。4．在相同的時(shí)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，最大值不確定D．電阻兩端的交流電壓的有效值為300eq\r(2)V，最大值為600V解析：選A根據(jù)交變電流有效值的定義知，交變電流的有效值即為直流電的電流值，為3A。根據(jù)正弦交變電流有效值與最大值的關(guān)系，可知交變電流的最大值為3eq\r(2)A，A正確，B錯(cuò)誤；在純電阻電路中，根據(jù)閉合電路的歐姆定律U＝IR，則有U有效＝I有效R，Um＝ImR，故電阻兩端的交流電壓的有效值為300V，最大值為300eq\r(2)V，C、D錯(cuò)誤。5．把如圖所示的交變電流通過定值電阻R(圖中曲線為正弦曲線一部分)，經(jīng)過一個(gè)周期T，產(chǎn)生的熱量是()A.eq\f(1,4)I12RT＋eq\f(1,2)I22RTB.eq\f(1,2)I12RT＋eq\f(1,2)I22RTC．I12RTD．I22RT解析：選A根據(jù)電流的熱效應(yīng)可得交變電流通過定值電阻R，經(jīng)過一個(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．圖甲為電子電路中的正弦脈沖波的電流隨時(shí)間變化的圖像，圖乙為用作時(shí)鐘信號(hào)來準(zhǔn)確地觸發(fā)同步電路的方波交變電流隨時(shí)間變化的圖像，則正弦脈沖波和方波的交變電流有效值分別為()A．0.5A,2A B．0.5A,5AC.eq\f(\r(3),3)A,5A D.eq\f(\r(3),3)A,2eq\r(13)A解析：選D題圖甲中，周期為6×10－2s，由有效值的定義得eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,\r(2))A))2R×4×10－2s＝I甲2R×6×10－2s，得I甲＝eq\f(\r(3),3)A；題圖乙中，周期為0.2s，由有效值的定義可得I12R·eq\f(T,2)＋I(xiàn)22R·eq\f(T,2)＝I乙2RT，代入數(shù)據(jù)解得I乙＝2eq\r(13)A，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。7．(多選)下列說法正確的是()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．(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，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，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.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?，可以?duì)交變電流進(jìn)行整流，將交流電變?yōu)橹绷麟?，一種簡(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．(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、方向不變，產(chǎn)生的熱量Q1＝Im′2R·eq\