2.2怎樣描述交變電流(建議用時：45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1.(多選)下面關(guān)于交變電流的說法中正確的是()A.交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓值和電流值是交變電流的峰值B.通常說的動力供電線路電壓為380 V，指的是最大值C.給定的交流數(shù)值，在沒有特別說明的情況下都是指有效值D.跟交變電流有相同的熱效應(yīng)的直流數(shù)值是交變電流的有效值【解析】交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓值和電流值是有效值，通常說的動力供電線路電壓為380 V是有效值，故A、B錯誤，C正確.有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的，D正確.【答案】CD2.標(biāo)有“250 V 0.5F”字樣的電容器能接入下面哪個電路中使用()A.220sin100t(V)B.220 V照明電路中C.380sin100t(V)D.380 V動力電路中【解析】本題考查交流電的最大值，從該電容器的銘牌知，它的耐壓值為250 V，也就是它允許加的最大電壓為250 V.對于220 V的照明電路，220 V是指該電路的有效值，它的最大值為311 V，超出了電容器的耐壓值，而C、D中兩電壓也遠(yuǎn)超過了電容器的耐壓值，故正確答案為A.【答案】A3.(多選)有一交變電流如圖227所示，則由此圖像可知() 【導(dǎo)學(xué)號：72000070】圖227A.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 Hz【解析】由圖像可讀得其周期T0.8 s，頻率f1.25 Hz，故A對，D錯；又可由圖像讀得Im4 A，故B對；因?yàn)殡娏鳛榉钦沂诫娏?，故有效值I2 A，故C錯.【答案】AB4.(多選)如圖228是某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的圖像，根據(jù)圖像可以判定()圖228A.此交變電流的頻率為5 HzB.該交變電流的電壓瞬時值表達(dá)式為u12sin 10t (V)C.將標(biāo)有“12 V、3 W”的燈泡接在此交變電流上，燈泡可以正常發(fā)光D.圖像上對應(yīng)的0.1 s時刻，發(fā)電機(jī)中的線圈剛好轉(zhuǎn)至中性面【解析】由圖像可知，交變電流的周期T0.2 s，交變電壓的最大值Um12 V，所以此交變電流的頻率f1/T5 Hz，角速度2/T10 rad/s，交變電壓瞬時值的表達(dá)式uUmsin t12sin 10t(V)，選項(xiàng)A、B均正確；標(biāo)有“12 V、3 W”的燈泡正常發(fā)光時其兩端電壓的有效值為12 V，而交變電壓有效值UUm/6 V，所以燈泡不能正常發(fā)光，選項(xiàng)C錯誤；圖像上對應(yīng)的0.1 s時刻，交變電壓瞬時值為零，穿過發(fā)電機(jī)中的線圈的磁通量最大，發(fā)電機(jī)中的線圈剛好轉(zhuǎn)至中性面，選項(xiàng)D正確.【答案】ABD5.(2015黃岡高二檢測)如圖229所示，實(shí)線為一脈沖電壓波形，它是利用電子電路將標(biāo)準(zhǔn)的正弦波的尖端削平一小段而成的，則此脈沖電壓的有效值()【導(dǎo)學(xué)號：72000071】圖229A.小于UB.大于UC.等于UD.等于U【解析】正弦式交變電流的有效值為U，由于此脈沖電壓的最大值小于U，故此脈沖電壓的有效值小于U，故選項(xiàng)A正確.【答案】A6.一個邊長為6 cm的正方形金屬線框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直，電阻為0.36.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化關(guān)系如圖所示，則線框中感應(yīng)電流的有效值為()圖2210A.105AB.105AC.105AD.105 A【解析】由圖知03 s內(nèi)：2103T/s為恒量，所以此段時間內(nèi)I1 A2105 A；同理35 s內(nèi)電流I2S3105A，方向與I1相反；由有效值定義得IRt1IRt2I2R(t1t2)，所以I105A，故選B.【答案】B7.如圖2211甲所示，調(diào)節(jié)臺燈是通過雙向可控硅電子器件來實(shí)現(xiàn)無線調(diào)節(jié)燈的亮度的.現(xiàn)將某無級調(diào)光臺燈接在220 V的正弦式交變電流上，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() 【導(dǎo)學(xué)號：72000072】甲 乙圖2211A.220 VB.156 VC.110 VD.78 V【解析】雖然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)T，解得U110 V156 V，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯誤.【答案】B8.(多選)如圖2212所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖像如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個正弦交流電的說法正確的是()圖2212A.在圖中t0時刻穿過線圈的磁通量均為零B.線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為23C.交流電a的瞬時值為U10 sin(5t) VD.交流電b的最大值為 V【解析】由題圖可知，t0時刻線圈均在中性面，穿過線圈的磁通量最大，A錯誤；由題圖可知TaTb23，故nanb32，B錯誤；由題圖可知，C正確；因ab32，交流電最大值UmnBS，故UmaUmb32，UmbUma V，D正確.【答案】CD能力提升9.(多選)如圖2213所示，在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動的矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向，線圈電阻為2 .從線圈平面與磁場方向平行時開始計(jì)時，線圈轉(zhuǎn)過60時的感應(yīng)電流為1 A.那么()【導(dǎo)學(xué)號：72000073】圖2213A.線圈消耗的電功率為4 WB.線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 AC.任意時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為e4 costD.任意時刻穿過線圈的磁通量為 sint【解析】從線圈平面平行于磁感線開始計(jì)時，正弦交變電流的感應(yīng)電動勢的一般表達(dá)式為eEm cos ，且該式的成立與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)(轉(zhuǎn)軸平行于磁感線的情況除外)，則感應(yīng)電流i cos ，由題給條件有：1 A，Em4 V，則Im2 A，I有效 A，電功率PIR4 W，所以A正確，B錯誤.e4 cos t4 cos t，即C正確.由EmBSm得m故sin t，即D錯誤.【答案】AC10.如圖2214所示，電阻為r的矩形線圈面積為S，在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，t0時刻線圈平面與磁場垂直，各電表均為理想交流電表，則()圖2214A.滑片P下滑時，電壓表的讀數(shù)不變B.圖示位置線圈中的感應(yīng)電動勢最大C.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180的過程中，流過電阻R的電荷量為D.1 s內(nèi)流過R的電流方向改變次【解析】滑片P下滑時，外電阻增大，電壓表的讀數(shù)變大，選項(xiàng)A錯誤；圖示位置，穿過線圈的磁通量最大，感應(yīng)電動勢為零，選項(xiàng)B錯誤；線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180的過程中，流過電阻R的電荷量為，選項(xiàng)C錯誤；一個周期內(nèi)兩次通過中性面，電流方向改變兩次，交流電的頻率為，1 s內(nèi)流過R的電流方向改變次，選項(xiàng)D正確.【答案】D11.如圖2215所示，一交流發(fā)電機(jī)的線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n100，線圈電阻r3 ，abcd0.5 m，bcad0.4 m，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T，電阻R311 ，當(dāng)線圈以n300 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時.求：圖2215(1)感應(yīng)電動勢的最大值；(2)t0時線圈在圖示位置，寫出此交變電流電動勢瞬時值表達(dá)式；(3)此電壓表的示數(shù)是多少.【解析】(1)電動勢的最大值為：EmnBSnB(2n轉(zhuǎn))()314 V.(2)電動勢瞬時值的表達(dá)式：eEmsint314sin10t V.(3)Uv220 V.【答案】(1)314 V(2)e314sin 10t V(3)220 V12.圖2216甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n100匝，電阻r10 ，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R90 ，與R并聯(lián)的交變電壓表為理想電表.在t0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量隨時間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化.求：【導(dǎo)學(xué)號：72000074】甲乙圖2216(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值；(2)電動勢的瞬時值表達(dá)式.(3)線圈轉(zhuǎn)過 s時，電動勢的瞬時值.(4)電路中交變電壓表的示數(shù).【解析】(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電動勢的最大值EmnBS而mBS，所以Em由t圖線可知，m2.0102Wb，T0.2 s所以Em20 V62.8 V.(2)線圈轉(zhuǎn)動的角速度rad/s10 rad/s，由于從垂直中性面處開始計(jì)時，所以感應(yīng)電動勢瞬時值表達(dá)式為eEmcos t62.8 cos(10t) V(3)當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過s時e20cos(10)V10 V31.4 V(4)電動勢的有效值E10 VUE10 V9 V40 V【答案】(1)62.8 V(2)e62.8cos(10t) V(3)31.4 V(4)40 V