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1、描述交变电流的物理量(建议用时：45分钟)学业达标1(多选)如图528所示是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的()图528A周期是0.01 sB最大值是311 VC有效值是220 VD表达式为u220sin 100t V【解析】由波形图可知，周期T0.02 s，电压最大值Um311 V，所以有效值U220 V，该电压的表达式为uUmsin t V311sin 100t V，故选项B、C正确，A、D错误【答案】BC2(2016保定高二检测)如图529所示，图甲、乙分别表示两种电压的波形，下列说法正确的是()甲乙图529A图甲表示交流电，图乙表示直流电B两种电压最大值都是311 VC两
2、种电压的有效值相同D两种电压都是交流电压，但周期、频率、有效值都不同【解析】两种都是交流电，周期都是2102 s，最大值都是311 V，图甲的有效值为220 V，图乙的有效值小于220 V，A、C、D错，B对【答案】B3(多选)(2014天津高考)如图5210甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则()甲乙图5210A两次t0时刻线圈平面均与中性面重合B曲线a、b对应的线圈转速之比为23C曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 V【解析】由题图乙知t0时两次转动产生的
3、瞬时电动势都等于零，故A正确由图乙知两次转动所产生的交变电动势的周期之比TaTb23，再由周期与转速的关系n得nanb32，故B错误因Ta4102 s，故fa25 Hz，C正确因Ema15 V，而EmNBS，故EmbEma10 V，Eb5 V，D错误【答案】AC4如图5211所示为一交变电流的it图象，则此交变电流的有效值为() 【导学号：94530065】图5211A5 A B5 AC10 A D2.5 A【解析】对于正弦式交变电流可直接应用最大值为有效值的倍这一规律，将此交变电流分为前后两部分正弦式交流，可直接得到这两部分正弦式交变电流的有效值，分别为I12.5 A和I27.5 A，分别取
4、一个周期T中的前0.01 s和后0.01 s计算产生的电热QIR0.01 JIR0.01 J，再利用有效值的定义得QI2R0.02 J.解得I2.5 A.【答案】D5(多选)有一个电子元器件，当其两端电压高于100 V时导电，等于或低于100 V时不导电，若把这个电子元器件接到100 V、50 Hz的正弦交变电压上，这个电子元器件将()A不导电B每秒导电50次C每秒导电100次D每秒电流方向改变100次【解析】电源电压100 V为有效值，则电源电压的最大值为100 V，在每个周期的0内，有一段时间加在电子元器件上的电压大于100 V，电子元件导电，在每个周期的T内，有一段时间加在电子元器件上的
5、电压大于100 V，电子元件导电，即一个周期电子元件导电两次，而每秒有50个周期，故每秒导电100次，A、B错误，C正确，每秒有50个周期，每个周期内电流方向改变两次，故每秒电流方向改变100次，D正确【答案】CD6如图5212甲所示，调节台灯是通过双向可控硅电子器件来实现无级调节灯的亮度的现将某无级调光台灯接在220 V的正弦式交变电流上，经过可控硅调节后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时电压表的示数是()甲 乙图5212A220 V B156 V C110 V D78 V【解析】由题图可知，该电流不是正弦式交变电流，但每次通电是T的正弦交变电流，其最大值与有效值的关系是U，由T，解得U1
6、10 V156 V，故B正确【答案】B7交流电源电压u20sin(100t) V，内阻不计，电路中电阻R10 .则如图5213所示电路中电流表和电压表的读数分别为()图5213A1.41 A,14.1 V B1.41 A,20 VC2 A,20 V D2 A,14.1 V【解析】电流表和电压表测量的是交变电流的有效值，由u20sin(100t) V知Um20 V，故U10 V14.1 V，电流的读数I1.41 A，故A正确【答案】A8(多选)(2016金华高二检测)如图5214是某交流发电机产生的交变电流的图象，根据图象可以判定()图5214A此交变电流的频率为5 HzB该交变电流的电压瞬时值
7、的表达式为u12sin 10t(V)C将标有“12 V3 W”的灯泡接在此交流电源上，灯泡可以正常发光D图象上对应的0.1 s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面【解析】由图象可知，交变电流的周期T0.2 s，交变电压的最大值Um12 V，所以此交变电流的频率f1/T5 Hz，角速度2/T10 rad/s，交变电压瞬时值的表达式uUmsin t12sin 10t(V)，选项A、B均正确；标有“12 V3 W”的灯泡正常发光时其两端电压的有效值为12 V，而交变电压有效值U6 V，所以灯泡不能正常发光，选项C错误；图象上对应的0.1 s时刻，交变电压瞬时值为零，穿过发电机中的线圈的磁通量最大，发电
8、机中的线圈刚好转至中性面，选项D正确【答案】ABD能力提升9(2016济南高二检测)两个完全相同的电热器，分别通以图5215甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比P甲P乙等于() 【导学号：94530066】甲乙图5215A.1 B21C41 D11【解析】甲为矩形交变电流，它的大小恒为Im，方向做周期性变化，而电流通过电阻的热功率跟电流的方向无关，所以矩形交变电流通过电阻R的热功率P甲IR；乙为正弦交变电流，计算热功率时要用电流的有效值：I，所以P乙I2R2RR，得，故B正确【答案】B10如图5216，实验室一台手摇交流发电机，内阻r1.0 ，外接R9.
9、0 的电阻闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e10sin 10t(V)，则()图5216A该交变电流的频率为10 HzB该电动势的有效值为10 VC外接电阻R所消耗的电功率为10 WD电路中理想交流电流表的示数为1.0 A【解析】根据感应电动势的表达式求解交变电流的四值因e10sin 10t(V)，故10 rad/s，f5 Hz，选项A错误；Em10 V，故其有效值E10 V，选项B错误；交流电表的示数及功率的计算均要用有效值，因此电路中表的示数I1.0 A，选项D正确；外接电阻R所消耗功率为PI2R1.029 W9 W，选项C错误【答案】D11如图5217所示，一矩形
10、线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，磁场方向与转动轴垂直已知线圈匝数n400，电阻r0.1 ，长L10.05 m，宽L20.04 m，角速度100 rad/s，磁场的磁感应强度B0.25 T线圈两端外接电阻R9.9 的用电器和一个交流电流表(内阻不计)，求： 图5217【导学号：94530067】(1)线圈中产生的最大感应电动势；(2)电流表的读数；(3)电阻上消耗的电功率【解析】(1)EmnBS，代入数据得Em4000.250.050.04100 V20 V.(2)Im，代入数据得Im A2 A.因为是正弦式交变电流，所以电流表读数即有效值I A1.41 A.(3)PI2R()29.9 W19
11、.8 W.【答案】(1)20 V(2)1.41 A(3)19.8 W12(2016苏州高二检测)先后用如图5218甲、乙所示的电流通过丙图中的电阻R，则电流表的示数分别为多少？甲 乙 丙图5218【解析】电流表的示数为通过R的电流的有效值甲图中的it图象是正弦式曲线，在前半个周期内，它的有效值与正弦式交变电流的有效值相同，I A，后半个周期不产生热量，则交流电在一个周期内通过电阻R所产生的热量Q交.直流电在一个周期内通过电阻R所产生的热量Q直IRT.由于Q交Q直，所以IRT，IA2.5 A乙图中周期为0.04 s，前0.02 s内i大小方向不变，产生的热量Q1IR，后0.02 s内有效值为，产生的热量Q22R，由有效值的定义可知：IR2RI2RT，即52R2RI2RT，可得I2.5 A4.33 A.【答案】2.5 A4.33 A7
