1、课时分层作业(八)描述交变电流的物理量(时间：40分钟分值：100分)选择题(本题共8小题，每小题6分)1下列提到的交流电，不是指有效值的是()A交流电压表的读数B保险丝熔断电流C电容器击穿电压D220 V交流电压C电容器击穿电压指电容器两端能承受的电压的最大值2下列关于交变电流的说法正确的是()A若交变电流的峰值为5 A，则它的最小值为5 AB用交流电流表测交变电流时，指针来回摆动C我国工农业生产和生活用的交变电流频率为50 Hz，故电流方向每秒改变100次D正弦交变电流i20sin 10t(A)的峰值为20 A，频率为100 HzC电流的负值表示电流方向与规定正方向相反，不表示大小，A项错
2、误；交流电流表测交变电流时，指针不会来回摆动，B项错误；我国工农业生产和生活用的交变电流，周期为0.02 s，交流电方向一个周期改变两次，所以每秒改变100次，C项正确；由2f，得正弦交变电流i20sin 10t(A)的频率为 5 Hz，D项错误3如图甲所示，标有“220 V40 W”的灯泡和标有“350 V20 F”的电容器并联到交流电源上，V 为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关下列判断正确的是()甲乙At时刻，V 的示数为零B灯泡不能正常发光C电容器一定被击穿DV 的示数保持220 V不变D交流电压表示数为交流电压的有效值，大小为U V220 V，数值保持不变，A错误，D
3、正确；交流电源输出电压的有效值为220 V，故灯泡能正常发光，B错误；交流电压的最大值约为311 V，没有超过电容器的击穿电压，故电容器不会被击穿，C错误4如图所示为一交变电流的it图象，则此交变电流的有效值为()A5 AB5 AC10 AD2.5 AD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 A5(多选)有一
4、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CD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
5、向改变100次，D正确6如图甲所示，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A220 V B156 VC110 VD78 VB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U110 V156 V，故B正确7如图所示，实验室中有一台手摇交流发电机，内阻r1.0 ，外接R9.0 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()A该交变电流的频率为10
6、 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 AD由产生的电动势可知，该交变电流的频率为5 Hz，选项A错误；该电动势的有效值为E10 V，选项B错误；电路中交流电流表的示数为电流的有效值，为I1.0 A，选项D正确；外接电阻R所消耗的电功率为PI2R9 W，选项C错误8一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T.从中性面开始计时，当tT时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交变电流的有效值为()A2 V B2 VC. V D. VA先用代入法求出感应电动势的最大值：由eEm sin t得2 VEmsin ，由此
7、得Em4 V，因此有效值为2 V，选项A正确一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1如图所示，甲图为正弦式交流电，乙图正值部分按正弦规律变化，负值部分电流恒定，丙图为方波式交流电，三个图中的I0和周期T相同三种交流电的有效值之比为()甲 乙丙A.2 B2C.2 D.2A题图甲中交流电的有效值为I1I0；题图乙：RIRIRT，解得I2I0；题图丙有效值为I3I0；则三种交流电的有效值之比为I1I2I312，A正确2如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝纯电阻矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 .从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60时的感应电流为1 A下列说法正
8、确的是()A线圈消耗的电功率为1 WB线圈中感应电流的有效值为2 AC任意时刻线圈中的感应电动势为e2cos t(V)D任意时刻穿过线圈的磁通量为sin t(Wb)D从垂直中性面开始其瞬时表达式为iImcos ，则电流的最大值Im2 A；线圈消耗的电功率PI2rr4 W，选项A错误；有效值I A，选项B错误；感应电动势的最大值EmImr22 V4 V，任意时刻线圈中的感应电动势eEmcos t4cos t(V)，选项C错误；任意时刻穿过线圈的磁通量BSsin t，根据公式EmNBS得BS，sin t(Wb)，选项D正确3(多选)如图所示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()A
9、此交变电流的频率为5 HzB该交变电流的电压瞬时值的表达式为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ABD由题图象可知，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f5 Hz，角速度10 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；题图象上对应的0.1 s时刻，交变电压瞬时值为
10、零，穿过发电机中的线圈的磁通量最大，发电机中的线圈刚好转至中性面，选项D正确4如图所示电路中，电源电压u311sin 100t V，A、B间接有“220 V440 W”的电暖宝、“220 V220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝下列说法正确的是()A交流电压表的示数为311 VB电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 AC电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32104 JD由u311sin 100t(V)可知，交变电压的有效值为220 V，故交流电压表的示数为220 V，选项A错误；由两用电器的额定功率为660 W，根据PUI可知，保险丝的额定电
11、流应不小于3 A，选项B错误；因抽油烟机220 W包括热功率及机械功率，故电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍还要多，选项C错误；根据WPt可得1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32104 J，选项D正确二、非选择题(本题共2小题，共28分)5(14分)如图所示，一矩形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：(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
12、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 W19.8 W.答案(1)20 V(2)1.41 A(3)19.8 W6(14分)如图所示，边长分别为10 cm和20 cm的矩形线圈，匝数为100，阻值为5 ，在匀强磁场中绕垂直磁场方向的OO轴匀速转动，已知匀强磁场的磁感应强度B T，线圈转动的角速度为100 rad/s，线圈和阻值为R15 的电阻相连接(1)开关S断开时，求理想电压表的示数；(2)开关S闭合时，电阻正常
13、工作，求电阻的额定功率；(3)若将电阻换成激发电压和熄灭电压均为45 V的霓虹灯(阻值也为R15 )，则在一个周期内，霓虹灯被点亮的时间是多少？解析若以线圈处于中性面位置开始计时，则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为enBSsin t代入数据得e120sin 100t V(1)开关S断开时，理想电压表示数为UVEm120 V.(2)开关S闭合时，电阻正常工作，通过电阻的电流为I A6 A所以其额定功率是PI2R540 W.(3)由e120sin 100t V可得i6sin 100t A则uRiR90sin 100t V，所以可作出uR随时间变化的图象，如图所示图中在正、负半周期内，各有一段时间电压大于45 V由45 V90sin 100t V得t1 s，t2 s所以一个周期内霓虹灯被点亮的时间为t32(t2t1) s.答案(1)120 V(2)540 W(3) s
