1、第三节 表征交变电流的物理量随堂检测学生用书P391(多选)如图所示的甲、乙两图分别表示两个交变电压，比较这两个交变电压，它们具有共同的()A有效值B频率C最大值 D均不一样解析：选BC.由题图可知，两个交变电压最大值均为2 V，周期均为0.4 s，可知B、C正确题图甲中电压有效值Ua，题图乙中电压有效值UbUm，A错误2(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e50sin 100t(V)对此电动势，下列表述正确的有()A最大值是50 VB频率是100 HzC有效值是25 V D周期是0.02 s解析：选CD.交变电动势eEmsin t或eEmcos t，其中Em为电动势的最大值，为角速度，有效
2、值E，周期T，频率f.由e50sin 100t知，Em50 V，E V25 V，T s0.02 s，f Hz50 Hz，所以选项C、D正确3小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO匀速转动，如图所示矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A峰值是e0 B峰值是2e0C有效值是Ne0 D有效值是Ne0解析：选D.因每匝矩形线圈ab边和cd边产生的电动势的最大值都是e0，每匝中ab和cd串联，故每匝线圈产生的电动势的最大值为2e0.N匝线圈串联，整个线圈中感应电动势的最大值
3、为2Ne0，因线圈中产生的是正弦交流电，则发电机输出电压的有效值ENe0，故选项D正确4(多选)图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是()A电流表的示数为10 AB线圈转动的角速度为50 rad/sC0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右解析：选ACD.根据it图象可知，电流最大值Im10 A，有效值I10 A，交变电流的周期T2102 s，角速度100 rad/s.从图示位
4、置开始转动时，经0.01 s线圈回到水平状态，线圈平面与磁场方向平行根据右手定则，在0.02 s时，线圈经过一个周期，即在图示位置，电阻R中的电流方向自左向右，因此选项A、C、D正确5如图所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R，在线圈由图示位置转过90的过程中，求：(1)通过电阻R的电荷量q.(2)电阻R上产生的焦耳热Q.解析：(1)在此过程中，穿过线圈的磁通量变化BS，时间t产生的平均电动势为nnBS平均电流为通过R的电荷量qt.(2)在该过程中电阻R上产生的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的，则QI2RTR.答
5、案：(1)(2)课时作业学生用书P87(单独成册)一、单项选择题1某交变电压为u6sin 314t V，则()A用此交变电流作打点计时器的电源时，打点周期为2 sB把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光C把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上，小灯泡将烧毁D耐压6 V的电容器可以直接用在此电源上解析：选B.由表达式可知电压的最大值是6 V，角速度是100 rad/s，所以电压的有效值是6 V，周期是0.02 s，所以B正确，A、C、D错误2在相同的时间内，某正弦交变电流通过一阻值为100 的电阻产生的热量，与一电流为3 A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则()A此交变
6、电流的有效值为3 A，最大值为3 AB此交变电流的有效值为3 A，最大值为6 AC电阻两端的交流电压的有效值为300 V，最大值不确定D电阻两端的交流电压的有效值为300 V，最大值为600 V解析：选A.根据交变电流有效值的定义知交变电流的有效值即为直流电的电流值，为3 A根据有效值与最大值的倍关系，易知交变电流的最大值为3 A，故A正确，B错误；根据欧姆定律UIR，则有U有效I有效R，UmImR，得电阻两端的交流电压的有效值为300 V，最大值为300 V故C、D错误3把一只电热器接在100 V的直流电源上，在t时间内产生的热量为Q，若将它分别接到u1100sin t V和u250sin
7、2t V的交流电源上，仍要产生Q的热量，则所需时间分别是()At，2tB2t，8tC2t，2t Dt，4t解析：选B.由Qt得，接直流电时Qt，接U1时Qt1，所以t12t，同理t28t，所以选B.4. 正弦交流电甲和方波交流电乙的峰值、频率完全相同，把此两电流分别输入完全相同的两个电阻中，经过相同的时间(足够长)后，两电阻中消耗的电能之比W甲：W乙为()A12 B1C11 D14解析：选A.题图中乙所示的电流其大小是恒定的，因电流的方向不影响在电阻上所产生的热效应，可知题图中乙所示的电流的有效值I乙Im.正弦交变电流的有效值与峰值之间有如下关系I，题图中甲所示电流的有效值I甲，由WI2Rt可
8、知，A正确5将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示下列说法正确的是()A电路中交变电流的频率为0.25 HzB通过电阻的电流为 AC电阻消耗的电功率为2.5 WD用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V解析：选C.由周期与频率的关系f知，fHz25 Hz；电动势的有效值U V V，通过电阻的电流I A，电阻消耗的电功率为P2.5 W，交流电压表所测电压为有效值6. 如图，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 HzB该
9、电动势的有效值为10 V C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A的示数为1.0 A解析：选D.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A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错误二、多项选择题7下列说法正确的是()A任何形式的交流电压的有效值都是UUm/ 的关系B正弦式交变电流具有UUm/ 的关系C照明电压220 V和动力电压380 V指的都是有效值D交流电压表和电流表测量的是交流电的有效
10、值解析：选BCD.电压、电流的有效值和峰值之间的倍关系是仅限于正弦式交变电流而言的所以选项A是错误的，B是正确的，在交流电的讲述中没有特殊说明情况下的电流和电压均指有效值，C正确；交流电压表、电流表测的都是有效值，D正确8如图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：选ABD.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
11、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 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，发电机中的线圈刚好转至中性面，选项D正确9如图1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2中曲线a、b所示，则()A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23
12、C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：选AC.从图象可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A正确从图象可知，曲线a、b对应的线圈转动的周期之比为23，则转速之比为32，故B错误由图象可知曲线a的周期Ta4102 s，则曲线a表示的交变电动势频率fa25 Hz，故C正确交变电动势的最大值EmnBS，则曲线a、b表示的交变电动势的峰值之比为EmaEmbab32，即EmbEma10 V，故曲线b表示的交变电动势的有效值为E有 V5 V，D错误10如图甲所示为电热毯电路示意图，交流电压u311sin 100t V，当开关S接通时，电热丝的电功率为P0；
13、当开关S断开时，加在电热丝上的电压如图乙所示，则()A开关接通时，交流电压表的读数为220 VB开关接通时，交流电压表的读数为311 VC开关断开时，交流电压表的读数为311 V，电热丝功率为D开关断开时，交流电压表的读数为156 V，电热丝功率为解析：选AD.交流电压表的读数为有效值，计算热功率要用有效值开关接通时，交流电压峰值Um311 V，所以有效值U220 V，A正确；开关断开时，取一个周期T，电热丝产生的热量减半，所以由P，电热丝功率为，由P，电压有效值为156 V，电压表示数为156 V故正确答案为A、D.三、非选择题11有一交流发电机模型，用示波器观察到它产生的感应电动势波形如图
14、所示，求： (1)电动势的最大值和有效值(2)当t s时，电动势的瞬时值，并指出此时线圈相对于磁场的位置(3)已知线圈面积为16 cm2，共25匝，计算匀强磁场的磁感应强度解析：(1)由图象可知电动势的最大值Em5 V，根据正弦交流电的最大值和有效值的关系，故有效值为：EEm3.5 V.(2)因为eEmsin t5sin 100t，当t s时，e5sin 100 V5 V.这时线圈平面跟磁感线平行(3)由于EmnBS，所以B T0.4 T.答案：(1)5 V3.5 V(2)5 V线圈平面跟磁感线平行(3)0.4 T12如图所示，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：(1)转动中感应电动势的最大值和有效值(2)电路中交流电压表和电流表的示数(3)线圈从图示位置转过90的过程中通过电阻R的电荷量解析：(1)EmNBS1000.052 V50 VE25 V35.4 V.(2)电流表示数：I A3.54 A电压表示数：UIR9 V31.82 V.(3)从图示位置转过90的过程中N，又因为所以qt0.16 C.答案：(1)50 V35.4 V(2)31.82 V3.54 A(3)0.16 C