1、学业分层测评(八)怎样描述交变电流(建议用时：45分钟)学业达标1(多选)下面关于交变电流的说法中正确的是()A交流电器设备上所标的电压值和电流值是交变电流的峰值B通常说的动力供电线路电压为380 V，指的是最大值C给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D跟交变电流有相同的热效应的直流数值是交变电流的有效值【解析】交流电器设备上所标的电压值和电流值是有效值，通常说的动力供电线路电压为380 V是有效值，故A、B错误，C正确有效值是根据电流的热效应定义的，D正确【答案】CD2标有“250 V 0.5 F”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用()A220sin 100t(V)B220
2、V照明电路中C380sin 100t(V) D380 V动力电路中【解析】本题考查交流电的最大值，从该电容器的铭牌知，它的耐压值为250 V，也就是它允许加的最大电压为250 V对于220 V的照明电路，220 V是指该电路的有效值，它的最大值为311 V，超出了电容器的耐压值，而C、D中两电压也远超过了电容器的耐压值，故正确答案为A.【答案】A3(多选)有一交变电流如图226所示，则由此图像可知()【导学号：68312082】图226A它的周期是0.8 sB它的峰值是4 AC它的有效值是2 AD它的频率是0.8 Hz【解析】由图像可读得其周期T0.8 s，频率f1.25 Hz，故A对，D错；
3、又可由图像读得Im4 A，故B对；因为电流为非正弦式电流，故有效值I2 A，故C错【答案】AB4(多选)如图227是某交流发电机产生的交变电流的图像，根据图像可以判定()图227A此交变电流的频率为5 HzB该交变电流的电压瞬时值表达式为u12sin 10t (V)C将标有“12 V、3 W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光D图像上对应的0.1 s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面【解析】由图像可知，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)
4、，选项A、B均正确；标有“12 V、3 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UUm/6 V，所以灯泡不能正常发光，选项C错误；图像上对应的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，发电机中的线圈刚好转至中性面，选项D正确【答案】ABD5.如图228所示，实验室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，当发动机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e10sin(10t) V，则() 【导学号：68312083】图228A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
5、电路中理想交流电流表的示数为1.0 A【解析】由发电机产生的感应电动势表达式e10sin (10t) V可知，该交流电为正弦式交变电流，其感应电动势的瞬时值基本表达式为：eEmsin t，由两式对照可知：Em10 V，10 rad/s，又由于2f，解得f5 Hz，故选项A错误；根据正弦式交变电流有效值与峰值的关系可知，该电动势的有效值为：E10 V，故选项B错误；理想交流电流表测量的是电路中总电流的有效值，根据闭合电路欧姆定律有：I1.0 A，外接电阻R所消耗的功率为：PI2R9 W，故选项C错误，选项D正确【答案】D6一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻
6、为0.36.磁感应强度B随时间t的变化关系如图229所示，则线框中感应电流的有效值为()图229A.105A B.105AC.105A D.105 A【解析】由图知03 s内：2103T/s为恒量，所以此段时间内I1 A2105 A；同理35 s内电流I2S3105A，方向与I1相反；由有效值定义得IRt1IRt2I2R(t1t2)，所以I105A，故选B.【答案】B7如图2210甲所示，调节台灯是通过双向可控硅电子器件来实现无线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() 【导学号：68312084】
7、甲乙图2210A220 V B156 VC110 V D78 V【解析】虽然图示电流不是正弦式交变电流，根据正弦式交变电流的图像对称性可知，只要有T的图线就满足最大值是有效值的倍，根据T，解得U110 V156 V，故选项B正确，A、C、D错误【答案】B8(多选)如图2211所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是()图2211A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先后两次转速之比为23C交流电a的瞬时值为U10sin(5t) VD交流电b的最大值为 V【解析】由题图可知
8、，t0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，A错误；由题图可知TaTb23，故nanb32，B错误；由题图可知，C正确；因ab32，交流电最大值UmnBS，故UmaUmb32，UmbUma V，D正确【答案】CD能力提升9(多选)如图2212所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为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那么() 【导学号：68312085】图2212A线圈消耗的电功率为4 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e4costD任意时刻穿过线圈的磁通量为sint【解析】从
9、线圈平面平行于磁感线开始计时，正弦交变电流的感应电动势的一般表达式为eEmcos ，且该式的成立与转轴的位置无关(转轴平行于磁感线的情况除外)，则感应电流icos ，由题给条件有：1 A，Em4 V，则Im2 A，I有效 A，电功率PIR4 W，所以A正确，B错误e4cos t4cos t，即C正确由EmBSm得m故sin t，即D错误【答案】AC10如图2213所示，电阻为r的矩形线圈面积为S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动匀强磁场的磁感应强度为B，t0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则()图2213A滑片P下滑时，电压表的读数不变B图示位置线圈中的感应电动势最
10、大C线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量为D1 s内流过R的电流方向改变次【解析】滑片P下滑时，外电阻增大，电压表的读数变大，选项A错误；图示位置，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为零，选项B错误；线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量为，选项C错误；一个周期内两次通过中性面，电流方向改变两次，交流电的频率为，1 s内流过R的电流方向改变次，选项D正确【答案】D11如图2214所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数n100，线圈电阻r3 ，abcd0.5 m，bcad0.4 m，磁感应强度B0.5 T，电阻R311 ，当线圈以n300 r/min的
11、转速匀速转动时求：图2214(1)感应电动势的最大值；(2)t0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；(3)此电压表的示数是多少【解析】(1)电动势的最大值为：EmnBSnB(2n转)()314 V.(2)电动势瞬时值的表达式：eEmsint314sin10t V.(3)Uv220 V.【答案】(1)314 V(2)e314sin 10t V(3)220 V12如图2215所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 ，外接电阻R9 ，匀强磁场的磁感应强度为B T，当线圈以300 r/min的转速匀速转动时，求：图2215(1)电路中交流电压表和交流电流表的示数；(2)线圈从图示位置转过90的过程中通过电阻R的电荷量.【导学号：68312086】【解析】(1)EmNBS1000.052 V50 VE25 V35.4 V电流表示数I3.54 A电压表示数UIR3.549 V31.86 V.(2)从图示位置转过90的过程中，N又因为，qt联立以上三式解得q0.16 C.【答案】(1)31.86 V3.54 A(2)0.16 C