2019-2020年高中物理 第2章 交變電流與發(fā)電機(jī) 2.2 怎樣描述交變電流課后訓(xùn)練 滬科版選修3-21在相同的時(shí)間內(nèi)，某正弦交變電流通過(guò)一阻值為100 的電阻產(chǎn)生的熱量，與一電流為3 A的直流電通過(guò)同一阻值的電阻產(chǎn)生的熱量相等，則()。A此交變電流的有效值為3 A，峰值為 AB此交變電流的有效值為 A，峰值為6 AC電阻兩端的交流電壓的有效值為300 V，峰值為 VD電阻兩端的交流電壓的有效值為 V，峰值為600 V2一電熱器接在10 V的直流電源上，產(chǎn)生一定大小的熱功率。現(xiàn)把它改接到交流電源上，要使它產(chǎn)生的熱功率是原來(lái)的一半，如忽略電阻隨溫度的變化，則交流電壓的峰值應(yīng)是()。A5 V B14 V C10 V D17.3 V3一只低壓教學(xué)電源輸出的交流電壓的瞬時(shí)值為usin 314t V，關(guān)于該電源的規(guī)格和使用，正確的說(shuō)法是()。A這個(gè)電源可以使“10 V,2 W”的燈泡正常發(fā)光B此電源的交流電壓的周期是314 sC此電源在t0.01 s時(shí)電壓達(dá)到峰值D這個(gè)電源可能把“10 V,2F”的電容器擊穿4將阻值為5 的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上，電源電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()。A電路中交變電流的頻率為0.25 HzB通過(guò)電阻的電流為 AC電阻消耗的電功率為2.5 WD用交流電壓表測(cè)得電阻兩端的電壓是5 V5電阻為1 的某矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖線a所示；當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，該線圈中所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖線b所示，以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交變電流的說(shuō)法正確的是()。A在圖中t0時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量均為0B線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32C交流電a的電動(dòng)勢(shì)的有效值為 VD交流電b的電動(dòng)勢(shì)的最大值為5 V6兩個(gè)完全相同的電熱器，分別通以圖甲、乙所示的電流峰值相等的矩形交變電流和正弦交變電流，則這兩個(gè)電熱器的電功率之比P甲P乙_。7一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度繞垂直于磁場(chǎng)方向固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈匝數(shù)n100匝。穿過(guò)每匝線圈的磁通量隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖所示。發(fā)電機(jī)內(nèi)阻r5.0 ，外電路電阻R95 ，已知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Emnm，其中m為穿過(guò)每匝線圈磁通量的最大值。求串聯(lián)在外電路中的交流電流表(內(nèi)阻不計(jì))的讀數(shù)。8如圖所示，匝數(shù)為50匝的矩形線圈abcd，邊長(zhǎng)ab25 cm，bc20 cm，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線且通過(guò)線圈中線OO的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度50 rad/s，線圈的總電阻r1 ，外電路電阻R9 。試求：(1)若從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，試寫出電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式；(2)1 min時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q；(3)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60的過(guò)程中，通過(guò)R的電量為多少？參考答案1. 答案：AC解析：根據(jù)有效值的定義知，交流電的有效值即為等效直流電的電流值，為3 A；根據(jù)正弦式電流峰值與有效值的關(guān)系，得交流電的峰值為 A，根據(jù)歐姆定律，U有效I有效R3100 V300 V，峰值UmImR100 V V。2. 答案：C解析：設(shè)交流電的電壓峰值為Umax，由題意知：，得：Umax10 V。3. 答案：AD解析：此電源的有效值為10 V，燈泡的額定電壓為10 V，故燈泡能正常發(fā)光，A正確；此交流電周期T，故B錯(cuò)誤；周期Ts0.02 s，t0.01 sT，此時(shí)U0，故C錯(cuò)誤；因?yàn)殡娫醋畲箅妷篣m V10 V(電容器的耐壓值)，所以電容器可能被擊穿，故D正確。4. 答案：C解析：由周期與頻率的關(guān)系f知，fHz25 Hz；電動(dòng)勢(shì)的有效值U V V，通過(guò)電阻的電流I A，電阻消耗的電功率為P2.5 W，交流電壓表所測(cè)電壓為有效值。5. 答案：BC解析：由題圖像可知，t0時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電流為0，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率為0，所以穿過(guò)線圈的磁通量最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由圖像可得線圈先后兩次轉(zhuǎn)動(dòng)的周期之比為0.40.623，可知轉(zhuǎn)速之比為32，選項(xiàng)B正確；由圖像可得交流電a的電流的最大值為10 A，有效值為 A A，又矩形線圈的電阻為1 ，所以交流電a的電動(dòng)勢(shì)的有效值為 V，選項(xiàng)C正確；由EnBS，可得電動(dòng)勢(shì)與周期成反比，所以交流電b的電動(dòng)勢(shì)的最大值為 V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6. 答案：21解析：甲為矩形交變電流，它的大小恒為Im，方向做周期性的變化，而電流通過(guò)電阻的熱功率跟電流的方向無(wú)關(guān)，所以峰值為Im的矩形交變電流通過(guò)電阻R的熱功率與恒定電流Im通過(guò)電阻R的熱功率一樣；乙為正弦交變電流，計(jì)算熱功率時(shí)要用電流的有效值：I。所以P甲Im22R，P乙I2R ()2R，得。7. 答案：1.4 A解析：從題中t圖線看出m1.0102Wb，T3.14102s.已知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Emnm，又，故電路中電流最大值ImA2 A，交流電流表讀數(shù)是交流電的有效值，即I1.4 A。8. 答案：(1)e50sin 50t V(2)6 750 J(3)0.05 C解析：(1)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為EmNBSNBabbc，代入數(shù)值得Em50 V。從圖示位置(中性面)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則eEmsin t50sin 50t V。(2)線圈中產(chǎn)生的正弦式交變電流有效值為I，在1 min內(nèi)R上產(chǎn)生的電熱為QI2RtRt，代入數(shù)據(jù)解得Q6.75103 J。(3)在線圈轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程中，線圈中的平均電動(dòng)勢(shì)為，又，故qt，代入數(shù)據(jù)得q0.05 C。