高中物理人教版1第三章電磁感應交變電流 課時訓練14交變電流

課時訓練14交變電流題組一交變電流的產生及其變化規(guī)律1.如下圖中的電流i隨時間變化的圖象中,不表示交變電流的是()解析:方向隨時間做周期性變化是交變電流最重要的特性.選項A中電流雖然周期性變化,但方向不變,屬于脈動直流電,不是交變電流.選項B電流大小雖不變,但方向周期性變化,也是交變電流,故選A.答案:A2.矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動,當線圈通過中性面時,下列說法中正確的是()A.穿過線圈的磁通量最大,線圈中的感應電動勢最大B.穿過線圈的磁通量為零,線圈中的感應電動勢最大C.穿過線圈的磁通量最大,線圈中的感應電動勢為零D.穿過線圈的磁通量為零,線圈中的感應電動勢為零答案:C3.如圖是一個正弦式交變電流的圖象,下列說法正確的是()A.周期是s,電流的峰值是10AB.周期是s,電流的峰值是10AC.頻率是5Hz,某時刻的電流i=10sin5tAD.頻率是Hz,某時刻的電流i=10sinA解析:由圖象可知:T=s,Im=10A則f==5Hz,而ω==10π,則某時刻的電流i=10sin10πtA.故選項A正確,B、C、D錯誤.答案:A4.(雙選)一正弦式交變電流的電壓隨時間變化規(guī)律如圖所示,由圖可知()A.該交流電壓的峰值為100VB.該交流電壓的周期為sC.該交流電壓的有效值為100VD.該交流電壓的頻率為50Hz解析:由u-t圖象可知,該交流電壓峰值為100V,則有效值U==50V,而周期T=s,則頻率f==25Hz,故選項A、B正確.答案:AB題組二交變電流有效值與峰值5.下面提到的交變電流的數(shù)字,哪些不是指的有效值()A.交流電壓表的讀數(shù)B.保險絲的熔斷電流C.電容器的擊穿電壓V動力電壓中的“380V”解析:電容器的擊穿電壓應指交流電壓的最大值,其余三項均指有效值.答案:C6.目前,我國照明電路的電壓瞬時值表達式為u=311sin100πtV,則我國照明電路的電壓有效值與頻率分別為()V,50Hz V,50HzV,60Hz V,60Hz解析:由電壓表達式知Um=311V,ω=100πrad/s,則Ue==220V,f=Hz=50Hz,故選項A正確.答案:A7.如圖是驗證電容器特性的實驗電路圖.電路正常工作時,對于燈L1、L2的分析正確的是()、L2都亮、L2都不亮亮,L2不亮不亮,L2亮解析:由于電容器有“隔直”作用,電流不能通過電容器.因此電路正常工作時L1不亮,L2亮,故選項D正確.答案:D8.如圖(a)所示的正弦式交變電流,接入圖(b)所示電路的M、N兩端.已知圖(b)電路中的定值電阻R=110Ω,電流表A為理想電流表,C為擊穿電壓為250V的電容器,D為熔斷電流I0=A的保險絲,則下列說法中正確的有()A.電流表讀數(shù)為AB.若將電容器C接到P、Q兩點之間,電容器C不會被擊穿C.保險絲D接入電路中的圖示位置,肯定會被熔斷D.若保險絲不被熔斷,在10個周期內,電阻R放出的熱量為88J解析:由題給出的交流電壓的圖象可知,該交流電壓的最大值Um=311V,有效值Ue=≈220V,周期T=s.交流電流表所測得的電流值為有效值,因而電流表讀數(shù)I==2A,選項A錯誤.電容器的擊穿電壓是指電容器被擊穿時電壓值的下限.因而與之相對應的應該是交流電壓的最大值,亦即電容器C只能接入電壓的最大值小于250V的交流電路中,今將其接入P、Q兩點之間會被擊穿,選項B錯誤.保險絲的熔斷是由于電流的熱效應所致,熔斷電流值指的是電流的有效值,I0=A>2A,所以保險絲D不會被熔斷,選項C錯誤.交變電流的有效值是根據電流的熱效應來定義的,所以計算電阻R上放出的熱量時應該用有效值計算,10個周期內電阻R上放出熱量Q=I2Rt=22×110×10×J=88J,選項D正確.答案:D9.電容器的兩個極板間的電壓如果太高,絕緣層就會擊穿,損壞電容器,電容器的耐壓值一般都標在外殼上.有些電容器是用在交流電路中的,一個標有耐壓250V的電容器,能否用在220V的交流電路中?為什么?答案:不能.因為220V交流電壓的最大值為220V≈311V>250V,所以會將電容器擊穿.10.一交流發(fā)電機產生的電動勢e=220sin100πtV,把它加到阻值為100Ω的電阻兩端,在1min內產生多少熱量?解析:電流有效值Ie=A=A所以由焦耳定律知Q=Rt=×100×60J=14520J.答案:14520J(建議用時:30分鐘)1.關于交變電流與直流電的說法中,正確的是()A.如果電流大小做周期性變化,則一定是交變電流B.直流電的大小可以變化,但方向一定不變C.交變電流一定是按正弦或余弦規(guī)律變化的D.直流電的方向可以發(fā)生周期性變化解析:直流電與交變電流的區(qū)別在于電流的方向是否變化,方向不變的為直流電,方向變化的為交變電流,故B項正確.答案:B2.某交流電壓為u=10sin314tV,則()A.擊穿電壓為10V的電容器能直接接在此電源上B.把電磁打點計時器接在此電源上,打點周期為sC.把額定電壓為10V的小燈泡直接接在此電源上,小燈泡將被燒壞D.把額定電壓為10V的小燈泡直接接在此電源上,小燈泡能正常發(fā)光解析:電容器的擊穿電壓應該是交變電流的最大值,所以A錯誤;交變電流的頻率為50Hz,周期為s,B錯誤;小燈泡的額定電壓為有效值,C錯誤,D正確.答案:D甲3.如圖甲所示,單匝矩形線圈的一半放在理想邊界的勻強磁場中,邊界左邊磁感應強度為B,邊界右邊磁感應強度為0,線圈軸OO'與磁場的邊界重合,線圈按圖示方向(俯視逆時針)勻速轉動,開始計時的時刻線圈平面與磁場方向垂直,規(guī)定電流方向沿abcd為正方向,則線圈中感應電流隨時間變化的圖象是圖乙中的()乙解析:單匝線圈的一半放在磁場中繞軸轉動,能夠產生感應電動勢的是ad邊或bc邊,當線圈轉過題圖甲所示位置時,ad邊的瞬時速度方向垂直紙面向外,與磁場方向平行,瞬時感應電動勢為0;在轉過此位置后的四分之一周期內,ad邊的速度有了向右的分量,產生的感應電動勢方向由d到a,與規(guī)定的正方向相同,且隨著ad邊向右的速度分量越來越大,感應電動勢越來越大,呈正弦規(guī)律變化;轉過四分之一周期后,ad邊轉出磁場,bc邊進入磁場;在時間內,bc邊產生的感應電動勢方向由b到c,與規(guī)定的正方向相同,大小逐漸減小;在t=時,感應電動勢為0;此后的四分之一周期電流方向反向,分析方法同上,所以線圈中感應電流隨時間變化的圖象為D.答案:D4.某實驗電路如圖所示,電路接入交變電流,燈亮,保持電壓不變使頻率逐漸增大,觀察到燈逐漸變亮,則X接入的是()A.電容器 B.電感器 C.電阻器 D.保險絲解析:電容器具有“通高頻,通交流”的特點,頻率越高,它在電路中分得的電壓越小,而燈L分得的電壓就越大,故越亮,所以選A.答案:A5.關于正弦式交變電流的有效值,下列說法中不正確的是()A.有效值就是交變電流在一周期內的平均值B.交變電流的有效值是根據電流的熱效應來定義的C.在交流電路中,交流電流表和交流電壓表的示數(shù)表示的都是有效值D.對于正弦式交變電流,最大值的二次方等于有效值二次方的兩倍解析:交變電流的有效值是根據電流的熱效應定義的,所以選項A錯誤,符合題意,B正確,不符合題意;交流電流表和交流電壓表的示數(shù)是有效值,故選項C正確,不符合題意;對正弦式交變電流,最大值與有效值的關系是Um=Ue,Im=Ie,故選項D正確,不符合題意.答案:A6.小型交流發(fā)電機中,矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉動,產生的感應電動勢與時間成正弦函數(shù)關系,如圖所示.下列說法中正確的是()A.交變電流的周期為sB.交變電流的頻率為8HzC.交流電壓的有效值為20VD.交流電壓的最大值為20V解析:由題圖可知交變電流的周期T=s,頻率f==4Hz,故選項A、B錯誤;由題圖知交流電壓最大值Um=20V,所以有效值Ue==10V,所以選項C錯誤,選項D正確.答案:D7.如圖所示為某品牌電熱水器的銘牌,從表中讀取的信息可知所用交變電流的頻率是多少?周期是多少?計算該熱水器所加電壓的最大值是多少?型號3D22OH-J1(GE)額定電壓220V~額定容量35L額定頻率50Hz額定最高溫度75℃儲水模式額定功率5000W3D模式額定功率5000W防水等級1PX4額定內壓MPa解析:由圖表知,頻率f=50Hz,所以周期T=s=s.由題表知該熱水器所加