第三章分層作業(yè)16　交變電流的描述A級 必備知識基礎(chǔ)練1.下列提到的電壓或電流,不是指有效值的是(　　)A.交流電壓表的讀數(shù)B.保險絲熔斷電流C.電容器擊穿電壓D.220 V交流電壓2.(多選)一個矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e=220sin 100πt(V),則(　　)A.交變電流的頻率是100π HzB.t=0時,線圈位于中性面C.交變電流的周期是0.02 sD.t=0.05 s時,e有最大值3.圖甲、乙分別表示兩種電流的波形,其中圖乙所示電流按正弦規(guī)律變化,分別用I1和I2表示圖甲和圖乙表示的兩電流的有效值,則(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.I1∶I2=2∶1B.I1∶I2=1∶2C.I1∶I2=1∶D.I1∶I2=∶14.如圖所示,兩只阻值相同的電阻分別通以正弦波和方波電流,電流的最大值相等,則兩只電阻產(chǎn)生的熱功率的比是(　　)A.1∶4 B.1∶2C.1∶1 D.2∶15.(多選)(2023重慶高二期中)有一交變電流如圖所示,由此圖像可知(　　)A.它的周期是0.8 sB.它的峰值是4 AC.它的有效值是2 AD.它的頻率是0.8 Hz6.一電阻接一直流電源,通過4 A的電流時熱功率為P,若換接一正弦式交流電源,它的熱功率變?yōu)?/span>,則該交變電流的最大值為(　　)A.4 A B.6 AC.2 A D.4 A7.一臺小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖甲所示。已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0 Ω,若外接一只電阻為95.0 Ω的燈泡,如圖乙所示,則(　　)A.電壓表V的示數(shù)為220 VB.電路中的電流方向每秒改變50次C.燈泡實(shí)際消耗的功率為484 WD.發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J8.如圖所示的電路中,A是熔斷電流為I0=2 A的保險絲,電阻可不計(jì),R是可變電阻。電路接交流電源,交流電源的內(nèi)阻不計(jì),其電動勢隨時間變化的規(guī)律是e=220sin 314t (V)。為了使保險絲不熔斷,可變電阻的阻值應(yīng)該大于(　　)A.110 Ω B.110 ΩC.220 Ω D.220 ΩB級 關(guān)鍵能力提升練9.如圖甲所示,調(diào)光臺燈是通過雙向可控硅電子器件來實(shí)現(xiàn)無級調(diào)節(jié)燈的亮度的?，F(xiàn)將某無級調(diào)光臺燈接在220 V的正弦交變電流上,經(jīng)過可控硅調(diào)節(jié)后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示,則此時電壓表的示數(shù)是(　　)A.220 V B.156 VC.110 V D.78 V10.如圖所示,abcd為一邊長為l、匝數(shù)為N的正方形閉合線圈,繞對稱軸OO'勻速轉(zhuǎn)動,角速度為ω?？臻g中只有OO'左側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。若閉合線圈的總電阻為R,則(　　)A.線圈中電動勢的有效值為NBl2ωB.線圈中電流方向每秒鐘改變次數(shù)為C.在轉(zhuǎn)動一圈的過程中,線圈中有一半時間沒有電流D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖中所處的位置時,穿過線圈的磁通量為NBl211.(多選)一浮桶式波浪發(fā)電燈塔的原理如圖甲所示,浮桶內(nèi)的磁體由支柱固定在暗礁上,內(nèi)置線圈與R=15 Ω的燈泡相連,隨波浪相對磁體沿豎直方向上下運(yùn)動且始終處于磁場中,其運(yùn)動速度v=0.8πsin πt(m/s)。浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成(圖中陰影部分),其截面如圖乙所示,匝數(shù)N=100的圓形線圈所在處輻射磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B=0.2 T,線圈的直徑D=0.4 m,總電阻r=1 Ω。取π2=10。則下列說法正確的是(　　)A.線圈中產(chǎn)生電動勢的瞬時值為e=64sin πt(V)B.燈泡中電流的瞬時值為i=4sin πt(A)C.燈泡兩端電壓的有效值為30 VD.燈泡的電功率為240 W12.(多選)(2023河南項(xiàng)城高二月考)圖甲是一種振動發(fā)電裝置的示意圖,半徑為r=0.1 m、匝數(shù)n=20的線圈位于輻向分布的磁場中,磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示),線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B= T,線圈電阻為R1=0.5 Ω,它的引出線接有R2=9.5 Ω的小燈泡L,外力推動線圈框架的P端,使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動,線圈運(yùn)動速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示。摩擦等損耗不計(jì),圖丙為正弦函數(shù)圖線,則(　　)A.小燈泡中電流的峰值為0.16 AB.小燈泡中電流的有效值為0.16 AC.電壓表的示數(shù)約為1.5 VD.t=0.01 s時外力的大小為0.128 N
分層作業(yè)16　交變電流的描述1.C　電容器擊穿電壓指電容器兩端允許加的電壓的最大值,故C正確。2.BC　由瞬時值表達(dá)式知,感應(yīng)電動勢按正弦規(guī)律變化,所以t=0時,線圈位于中性面;角速度ω=100πrad/s,因ω=2πf,所以f=Hz=50Hz;由T=得T=s=0.02s;當(dāng)t=0.05s時,e=220sin5π(V)=0,故B、C正確。3.D　圖甲所示的電流在一個周期內(nèi)方向變化,大小不變,故圖甲的電流有效值為I1=I0;圖乙所示的電流為正弦式交變電流,其有效值為I2=,故I1∶I2=∶1,選項(xiàng)D正確。4.B　設(shè)電流的最大值為Im,正弦波電流通過電阻在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正=RT,則P正=R;方波電流通過電阻在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方=RT,則P方=R,,B選項(xiàng)正確。5.AB　由題圖可知它的周期是0.8s,則頻率f=Hz=1.25Hz,故A正確,D錯誤;它的峰值是4A,故B正確;它不是正弦式電流,因此峰值與有效值不是倍關(guān)系,故C錯誤。6.A　由P=I2R,R=,接交流電源時=I'2·R,故I'=A,Im=I'=A=4A,故A正確。7.D　電壓表的示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值,由圖像可知電動勢的峰值Em=220V,則其有效值E=220V,燈泡兩端電壓U=IR=R=209V,故A選項(xiàng)錯誤;由圖像可知T=0.02s,一個周期內(nèi)電流方向改變2次,可知1s內(nèi)電流方向改變100次,故B選項(xiàng)錯誤;燈泡的實(shí)際功率P==459.8W,C選項(xiàng)錯誤;電流的有效值I==2.2A,發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I2rt=24.2J,故D選項(xiàng)正確。8.B　電源電動勢的有效值為U=220V,Rmin=Ω=110Ω,故B項(xiàng)正確。9.B　雖然題圖示電流不是正弦式交變電流,根據(jù)正弦式交變電流的圖像對稱性可知,只要有T的圖線就滿足最大值是有效值的倍,根據(jù)電流有效值定義有T=,解得U=110V=156V,故B正確。10.B　線圈在轉(zhuǎn)動過程中,除線圈平行磁場方向時始終有N條邊在切割磁感線,因此線圈中始終有電流,故C錯誤;由于始終只有N條邊在切割磁感線,因此線圈中電動勢表達(dá)式為e=NBl2ωsinωt,則電動勢的有效值為E=NBl2ω,故A錯誤;由ω=2πf,則f=,由此可知,線圈中電流方向每秒鐘改變次,故B正確;磁通量與平面相對應(yīng),與線圈匝數(shù)無關(guān),因此當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖中所處的位置時,穿過線圈的磁通量為Bl2,故D錯誤。11.AB　線圈中產(chǎn)生電動勢的瞬時值為e=NBlv=100×0.2×0.4π×0.8πsinπt(V)=64sinπt(V),A正確;燈泡中電流的瞬時值為i==4sinπt(A),B正確;燈泡兩端電壓的有效值為U==30V,C錯誤;燈泡的電功率為P==120W,D錯誤。12.AD　由題意及法拉第電磁感應(yīng)定律可知,E=nBlv,由題圖丙知,線圈在磁場中的運(yùn)動速度按正弦規(guī)律變化,則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間按正弦規(guī)律變化,線圈中的感應(yīng)電動勢的峰值為Em=nB·2πrvm,故小燈泡中電流的峰值為Im=A=0.16A,有效值為I==0.08A,A正確,B錯誤;電壓表示數(shù)為U=IR2=1.07V,C錯誤;當(dāng)t=0.01s=時,由題圖丙知線圈的加速度為0,則此時外力大小等于線圈所受安培力大小,所以此時外力的大小為F=nB·2πrIm=0.128N,D正確。

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高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊電子課本

2 交變電流的描述

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