2022年高中物理 3.1交變電流的特點知能優(yōu)化訓(xùn)練 魯科版選修3-21. 對于如圖318所示的電流i隨時間t做周期性變化的圖象，下列描述正確的是()圖318A電流的大小變化，方向也變化，是交流電B電流的大小變化，方向不變，不是交流電C電流的大小不變，方向不變，是直流電D以上說法都不正確解析：選B.由圖象可知，該電流的大小變化，但電流方向一直沒變，由交變電流、直流電的廣義定義知該電流應(yīng)為直流電2關(guān)于交流電的有效值和最大值，下列說法正確的是()A任何形式的交變電壓的有效值都是U的關(guān)系B只有正弦式交變電壓才具有U的關(guān)系C照明電壓220 V和動力電壓380 V指的都是最大值D交流電壓表和電流表測量的是交流電的最大值解析：選B.只有正弦式交變電壓才有U的關(guān)系，其他交流電不適用，故A錯誤，B正確；照明電壓、動力電壓均指有效值，交流電表測量的也是有效值，故C、D錯誤3在阻值為R1和R2的兩個電阻的兩端，分別加上50 V的直流電壓和某一交流電壓，則下面關(guān)于交流電壓有效值的說法正確的是()A若兩電阻在相等時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，則交流電壓有效值為50/ VB若R1R2，且兩電阻熱功率相等，則交流電壓有效值為50 VC若R1R2，且兩電阻產(chǎn)生的熱量相等，則交流電壓有效值為50 VD不論R1是否等于R2，只要兩電阻的熱功率相等，則交流電壓的有效值為50 V解析：選B.選項A，因不知兩個電阻間的大小關(guān)系，所以不能確定交流電的有效值，所以A錯；選項B，兩只電阻相等，又由熱功率相等，所以直流電壓值就等于交流電電壓的有效值，B正確；選項C、D，沒有強調(diào)在相等的時間內(nèi)產(chǎn)生相等的熱量，故錯誤4如圖319所示，下列對圖象的描述正確的是()圖319A該電壓是恒定電壓B該電壓是直流電壓C該電壓的周期是0.2 sD該電壓的頻率是10/3 Hz解析：選D.從圖象可以看出每經(jīng)過0.3 s開始重復(fù)上一個過程，所以0.3 s是一個周期，頻率是 Hz，在一個周期內(nèi)，前0.1 s電壓為正值，后0.2 s電壓為負(fù)值，表示前后電流方向相反，所以是交變電流，D對，A、B、C錯5如圖3110所示的電流通過圖中的電阻R，則交變電流表的示數(shù)為多少？圖3110解析：交變電流表所表示的示數(shù)為電流的有效值，但這個電流的有效值不是 A.題圖中的I­t圖象是正弦半波交變電流曲線，在半個周期內(nèi)，它的有效值與正弦交變電流的有效值相同，再根據(jù)該電流在一個周期內(nèi)所做的功和其有效值做功等效的關(guān)系，就可以求出通過電流表的示數(shù)，因為Im5 A，I2.5 A，所以有IRT，IA2.5 A.答案：2.5 A一、單項選擇題1如圖3111所示的各圖線中不表示交變電流的是()圖3111解析：選B.B項電流方向一直為負(fù)方向，不隨時間發(fā)生變化，所以B不表示交變電流，盡管這種電流隨時間變化的圖象形狀與A相似，但A中電流方向隨時間變化，所以A為交變電流，同理C、D也為交變電流2對交變電流的下列說法正確的是()A正(余)弦交變電流在一個周期內(nèi)電流的方向改變兩次B交變電流的最大值總是有效值的倍C若正弦交變電流的最大值為10 V，則它的最小值為10 VD演示交變電流隨時間的變化規(guī)律時，應(yīng)選用交流電流表解析：選A.一個周期內(nèi)電流方向改變兩次，A對；對于B，只有正弦交流電最大值才和有效值有這樣的關(guān)系，B錯；交變電流正負(fù)表示方向，最小值為0，C錯；只有直流電流表通入交流時指針的偏向、偏角大小隨電流方向、大小發(fā)生變化，D錯3(xx年如皋高二檢測)在我們的生活中所使用的電流一般以交變電流居多，關(guān)于交變電流下列說法正確的是()A交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值是交變電流的峰值B用交流電流表和電壓表測定的讀數(shù)值是交變電流的最大值C給定的交變電流數(shù)值，在沒有特別說明的情況下是指有效值D保險絲的額定電流、電容器的耐壓值是交變電流的有效值解析：選C.各類交流用電器銘牌所示的值、各類交流電表所測得的值均為有效值，給定交流值凡是沒有說明的，所指的值以及保險絲的熔斷電流等均為有效值，電容器的耐壓值為最大值，A、B、D錯，C對4一電熱器接在10 V的直流電源上，產(chǎn)生的熱功率為P.把它改接到另一正弦交變電路中，要使產(chǎn)生的熱功率為原來的一半，如果忽略電阻值隨溫度的變化，則該交變電流電壓的最大(峰)值應(yīng)等于()A5 V B14 VC7.1 V D10 V解析：選D.以U直和U交分別表示直流電的電壓和交流電壓的有效值，以R表示電熱器的電阻值，則依題意在兩種情況下的電功率分別為P；由以上兩式有：U交 U直因此交變電流電壓的最大值為UmU交10 V.5某電容器兩端所允許加的最大直流電壓是250 V它在正弦交流電路中使用時，交流電壓可以是()A250 V B220 VC352 V D177 V解析：選D.電容器的耐壓值是指最大值，根據(jù)正弦交流電的有效值公式得：U V177 V.6把220 V的正弦交流電壓加在440 的電阻上，該電阻上()A電壓的有效值為220 V，電流的有效值為0.5 AB電壓的最大值為220 V，電流的有效值為0.5 AC電壓的有效值為220 V，電流的最大值為0.5 AD電壓的最大值為220 V，電流的最大值為0.5 A解析：選A.正弦交變電壓220 V為有效值，根據(jù)歐姆定律I A0.5 A.7如圖3112所示，正弦式交流電的電壓的最大值為311 V，負(fù)載電阻R440 ，不考慮電表內(nèi)阻影響，則電路中交流電壓表和電流表的示數(shù)分別為()圖3112A311 V,0.707 AB220 V,0.5 AC311 V,10 AD311 V,0.05 A解析：選B.交流電壓表、電流表示數(shù)均為有效值，U V220 V，I A0.5 A.8一個照明電燈，其兩端允許加的最大電壓為311 V當(dāng)它接入220 V的照明電路時，這盞燈()A將不亮 B燈絲將燒斷C只能暗淡發(fā)光 D能正常發(fā)光解析：選D.220 V的電路電壓有效值為220 V，最大值為311 V，剛好適合9(xx年白鷺洲高二檢測)如圖3113所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時間的變化關(guān)系若使這兩種電流分別通過兩個完全相同的電阻，則經(jīng)過1 min的時間，兩電阻消耗的電功之比W甲W乙為()圖3113A16 B13C12 D1解析：選B.圖乙所示的交變電流大小不變，方向周期性變化，有效值等于瞬時值，為I乙1 A，圖甲所示交變電流周期為6×102 s，根據(jù)有效值的定義有：()2×R×4×102IR×6×102，可以求得I甲 A所以W甲W乙II13，B對10三個相同的電阻分別接入電壓為U的恒壓電路，電壓峰值為Um、頻率為f的正弦交流電路，電壓峰值為Um、頻率為2f的正弦交流電路中，在相同時間內(nèi)三個電阻上產(chǎn)生的熱量之比為()A111 B112C211 D421解析：選C.根據(jù)正弦交流電有效值和最大值(峰值)的關(guān)系知，正弦交變電壓有效值為U .又因為Qt知：Q1Q2Q3211，故C項正確二、非選擇題11將一電阻接在電壓隨時間按圖3114所示變化的交變電流上，則該交變電流的周期是多少？該交變電壓的有效值為多少？圖3114解析：據(jù)電流的熱效應(yīng)在相同電阻、相同時間(一般為一周期)產(chǎn)生相同的熱量，由圖可讀出該交變電壓的周期為2t，設(shè)電阻為R，則由t1t2T得tt·2t，解得U V4.1 V.答案：2t4.1 V12如圖3115所示的電流i通過一個R1 的電阻，它不是恒定電流圖3115(1)計算通電1 s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量(2)如果有一個大小、方向都不變的恒定電流通過這個電阻R，也能在1 s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，這個電流是多大？解析：(1)電流i在1 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q2IRt12IRt22×12×1×0.2 J2×22×1×0.3 J2.8 J.(2)由I2RtQ得電流I A1.67 A，即該恒定電流為1.67 A.答案：(1)2.8 J(2)1.67 A