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1、5.2描述交变电流的物理量 评测练习【基础达标】1.如图5-2-4所示为正弦式交变电流的图象，由图可知该交变电流的周期为T=_，频率f=_，电流峰值Im=_，电流的有效值I=_.图5-2-4思路解析：由i-t图线知T=0.02 s，f= Hz=50 Hz电流峰值即为最大值Im=10 A，有效值I=0.707Im=7.07 A.答案:0.02 s 50 Hz 10 A 7.07 A（或5 A）2.一个耐压为250 V、电容量为4.010-8 F的电容器，它可与电动势为_ V的交流电源连接，当接在交流电源上时所带的最大电荷量为_ C.思路解析：电容器的耐压值是最大值，交流电的电动势是有效值，所以有
2、：E=176.8 V.电容器的最大带电荷量为qm=CUm=4.010-8250 C=1.010-5 C.答案:176.8 1.010-53.一阻值恒定的电阻器，当两端加上10 V的直流电压时，测得它的功率为P；当两端加上某一正弦交流电压时，测得它的功率为.由此可知该交流电压有效值为_ V，最大值为_ V.答案:7.07 104.一交流电压u=536sin100t V，它的周期为_ s，0.035 s时的电压为_ V，用交流电压表测量时读数应是_ V.答案:0.02 -536 3805.某电流的图象如图5-2-5所示，此电流的有效值为( )图5-2-5A.2A B.A C.A D.2 A思路解析
3、：在前半周是正弦的，后半周是0，根据有效值的定义，(4)2R0.1+0=I2R0.2，计算知I=2 A.答案:D6.在如图5-2-6所示的电路中，已知交流电源电压u=200sin（100t） V，电阻R=100 .则电流表和电压表的读数分别为( )图5-2-6A.1.41 A，200 V B.1.41 A，141 VC.2 A，200 V D.2 A，141 V答案:B7.如图5-2-7所示，一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4 rad/s匀速转动，产生的交变电动势的图象如图，则( )图5-2-7A.交变电流的频率是4 Hz B.当t=0时，线圈平面与磁感线垂直C.当t=0.5 s时，e有最大值
4、D.交流电的周期是0.5 s答案:BD8.一电阻接一直流电，通过4 A的电流时热功率为P，若换接一正弦交流电，它的热功率变为，则该交流电电流的最大值为( )A.4A B.6A C.2A D.4A思路解析：根据有效值的物理意义，I2R=（）2R，所以Im=4 A.答案:A9.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180角过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为( )A./2 B.2/ C.2 D.思路解析：由=，Em=BS，得：.答案:B10.如图5-2-8所示，矩形线框匝数n=250匝，ab=12 cm，ad=10 cm，线框置于B= T的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO以120
5、r/min的转速匀速转动，线框通过滑环与外电路相连，外电路接有R=12 的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12 V的氖泡L.求：图5-2-8(1)当S接e时，电流表读数为多少？R的热功率为多大？10 min内外力对线框做功多少？(2)当S接f时，氖泡闪光频率为多大？通电10 min，氖泡发光总时间为多长？（线框电阻不计）思路解析：对转动的线圈，电动势的最大值为Em=nBS=2500.120.104 V=24 V，电动势的瞬时值为e=24sin4t V.(1)当S接e时，电路中的电流为I=A= A=1.41 AR上的热功率为PR=I2R=24 W在10 min内外力做功等于电路中的电热W=Q=I
6、2Rt=（）212600 J=1.44104 J.(2)当S接f时,根据正弦曲线知，在交变电流的每一个周期，氖管闪光两次，每次闪光的时间为，因T= s，闪光的总时间t总=2=400 s.答案:(1)1.41 A 24 W 1.44104 J (2)4 Hz 400 s11.一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈的匝数n=100，穿过线圈的磁通量随时间t的变化关系如图5-2-9甲所示，发电机线圈的电阻r=5 ，外电路电阻R=95 .求串联在外电路中的交流电流表的读数.图5-2-9思路解析：根据交变电动势的最大值，Em=nBS，其中BS=1.010-2
7、 Wb，从图象中可读出T=3.1410-2 s,则=200 rad/s，代入最大值公式得Em=1001.010-2200 V=200 VE=100 V则交流电流表的读数应为I= A=1.41 A.答案:1.41 A【能力提升】12.如图5-2-10所示线圈abcd面积为0.05 m2，共100匝数，线圈电阻为1 ，外接电阻R=9 ，匀强磁场的磁感应强度为B= T，当线圈以300 rad/min转速匀速旋转时，求：图5-2-10（1）若线圈处于中性面开始计时，写出经圈中感应电动势的瞬时值表达式.（2）经圈转过 s时电动势的瞬时值为多大？思路解析：由Em=NBS,=2f=2n,可直接写出e=Ems
8、int，得出电动势的瞬时值表达式.求瞬时值时，只需要把t的时刻代入表达式就可以了.解：（1）e=Emsint=NBS2nsin2nt=1000.052sin2t=50sin10t.（2）当t= s时，e=50sin(10) V=43.3 V.13.如图5-2-11所示，交变电流发电机的矩形框ab=dc=0.40 m,bc=ab=0.20 m，共有50匝线圈，其电阻r=1.0 ，在磁感应强度B=0.20 T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的对称轴OO以 r/s的转速匀速转动，向R=9.0 的电阻器供电，求：图5-2-11（1）发电机产生的电动势的最大值；（2）从线框处于中性面时开始计时，写出闭合电路中电流随时变化的函数表达式；（3）交变电流电压表和电流表的示数；（4）此发电机的功率.答案:（1）线圈面积：S=abad=0.40.2 m2=0.08 m2线圈旋转角速度：= r/s= rad/s=200 rad/sEm=NBS=500.22000.08 V=160 V.（2）e=Emsint=160sin200ti=16sin200t.（3）电压表示数（即路端电压示数）：U=R=9.0 V=101.8 V电流表示数：I= A=11.32 A.（4）发电机的功率：P=UI= W=1 280 W.
