描述交变电流的物理量习题(有答案)

1、课后巩固作业限时：45分钟 总分：100分一、选择题（包括8小题，每小题8分，共64分）1 .以下说确的是（）A.发电机、电动机铭牌上所标数值为有效值B.电容器的击穿电压为所加交流电压的有效值C.交流电压表所测数值为瞬时值D.保险丝的数值为最大值解析：电容器的击穿电压和电工工具上标明的电压值为交变电压 的最大值.保险丝的数值为有效值.答案：A2.下列关于交流电的说法中，不正确的是（）A.若交流电最大值为5 A,则它的最小值为5 AB.用交流电流表测交流电流时，指针来回摆动C.我国工农业生产和生活用的交变电流，频率为 50 Hz,故电 流向每秒改变100次D.正弦式交变电流i=220，2sin1

2、00疝A的最大值为311 A, 频率为100 Hz解析：交流电最大值为5 A,最小值应为0, A项说法错误；用 交流电流表测交流电流时，指针并不来回摆动；我国交变电流，频率 为50 Hz,电流向每秒改变 100次；正弦式交变电流 i = 220亚 sin100疝A的最大值为311 A ,频率为50 Hz ,所以B、D两项说法也错误.答案：ABD. 一一兀3.如下图所不，交流电压 u = 311sin 314t+ 6 V加在阻值为220 Q的电阻两端，则（）A.电压表的读数为311 VB.电流表的读数为1.41 VC.电流表的读数为1 AD. 2 s电阻产生的电热是440 J311解析：电压表测

3、的是有效值，故读数为 J V,电流表示数应为1.0 A,故C、D正确.答案：CD4. 一个照明电灯，其两端允加的最大电压为311 V.当它接入220 V的照明电路时，这盏灯（）A.将不亮C.只能暗淡发光B.灯丝将烧断D.能正常发光解析：220 V的电路具有效值为220 V,最大值为311 V,正好 适合.答案：D5. 一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如下图所示.由图 可知()A.该交流电压瞬时值的表达式为 u=100sin(25 t) VB.该交流的频率为25 HzC.该交流电压的有效值为100 2 VD.若将该交流电压加在阻值为 R= 100 Q的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W2解

4、析：从题图中可知，该交流期 T= 4X10s,峰值电压Um =1Um；100 V,交流的频率f=T= 25 Hz,有效值U = 2 = 50/2 V.加在Ru2一= 100 Q的电阻上时的热功率 P= -=50 W,瞬时值表达式 u = RUmsin2 =100sin(50 由 V.故正确选项为 B、D.答案：BD6.下图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按 正弦规律变化.下列说确的是（）A.图甲表示交流电，图乙表示直流电B.两种电压的有效值相等C.图甲所示电压的瞬时值表达式为 u = 311sin100疝VD.两种电压的期相同A 一 一、j 一一、一311解析：题图甲、乙都表水交

5、流电，图甲中有效值 U=12 V，而 图乙中的有效值不存在这一关系，所以它们的有效值不相同.由图甲 看出 T=2X10 2 s, 3=2= 100 兀，所以 u=311sin100 成 V.由图 象可知两种电压的期都是2X102 s.答案：CD7 .把一只电热器接在100 V的直流电源上，在t时间产生的热 量为Q,若将它分别接到U1 = 100sin 3t V和U2 = 50sin2 3t V的交流电源上，仍要产生Q的热量，则所需时间分别是（）A. t,2tB. 2t,8tC. 2t,2tD. t,4t解析：计算电热器在t秒产生的热量时应该用电压的有效值，对2100100100 21Ui =

6、100sin M V,电压有效值为-72- V,故一t= 72 Rt/，所50100 250以t' =2t;对S=50sin2 3t V,电压有效值为 12 V,故一r= 聿21 一2rt，所以 t =8t.答案：B8 . 一个边长为6 cm的正形金属线框置于匀强磁场中，线框平 面与磁场垂直，电阻为0.36 Q.磁感应强度B随时间t的变化关系如 下图所示，则线框中感应电流的有效值为（）Aa/2x 10 5 ABa/6x10 5 AC*x 10 5 AD.32X10 5 A解析：由题图知03 s：号=2X10 3 T/s为恒量，所以此段时ABlS S口 口 及 间 11 =R At R

7、R2X 10 3X 36X 10 4_ 236X 10A = 2X 10 5 A,同理 3 s5 s 电流 I2 =孚BS= -3X 10 5A,向与I1相反；由有效值定义得I2Rt1 + I2Rt2 = l! RI2R(t1+t2),所以 I = 16x10 5 A,故选 B.答案：B二、非选择题(第9题12分，第10题12分，第11题12分， 共36分)9 .在如下图甲所示区域(图中直角坐标系Oxy的第一、三象限) 有匀强磁场，磁感应强度向垂直于纸面向里，大小为B.半径为1,圆心角为60 °的扇形导线框OPQ以角速度绕O点在纸面沿逆时针向 匀速转动，导线框回路电阻为 R.(1)求

8、线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f;(2)在图乙中画出线框在一的时间感应电流I随时间t变化的图象.(规定与图中线框的位置相应的时刻为t= 0)解析：（1）设在从图中位置开始（t = 0）转过60°的过程中，经 用, 转角0=3及，回路的磁通量为=； G2B.由法拉第电磁感应定律，感应电动势为e=¥.i2RB12.I0由于匀速转动，这就是最大的感应电动势.由欧姆定律可求得前半圈和后半圈I（t）相同，故感应电流频率等于旋转频率的2倍,（2）图象略.10 .曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，如图甲为其结构示意图，图中 N、S是一对固定的磁极，abcd

9、为固定在转轴上的矩形线框，转轴过 bc边中点，与ab边平行，它的一端 有一半径0=1.0 cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘接触，如 图乙所示.当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁 极间转动.设线框由N = 800匝导线圈组成，每匝线圈的面积 S= 20 cm2,磁极间磁场可视为匀强磁场， 磁感应强度B=0. T,自行车车轮 的半径R=35 cm,小齿轮的半径 R = 4.0 cm,大齿轮的半径 Ra = 10.0 cm.现从静止开始大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大时 才能使发电机输出电压的有效值 U = 3.2 V?（假定摩擦小轮与自行车 车轮之间无相对滑动，线框阻不

10、计）解析：当自行车车轮转动时，通过摩擦小轮使发电机的线框在匀 强磁场转动,线框中产生正弦交流电动势，最大值Em= sBSN.其中3。为线框转动的角速度，即摩擦小轮转动的角速度.2线框阻不计，则发电机输出电压的有效值 U =-Em.设自行车车轮转动的角速度为31 ,由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，则 Ri3i = ro30.小齿轮转动的角速度与自行车车轮转动的角速度相同，也为31.设大齿轮转动的角速度为 3,有R3 3= R?31,由以上各式解得2U R2r。3=乐 3m，代入数据得3=3.2 rad/s. BSN R3R111 .如下图所示，间距为L的光滑平行金属导轨，水平地放置在 竖直向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻.一 个电阻是R。，质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力 F作用下从 t = 0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为 v=vmaxsin(ot.不计 导轨电阻，求：2兀（1）从1 = 0到1=一时间电阻R广生的热量;3=/时间外力F所做的功.2 3解析：（1）导体棒产生的感应电动势e=BLv= BLvmaxSin 3t是正弦式交变电流，具有效值为EmBlVmax ,E=/=否'在2兀及=T的时间，电 3阻R上产生的热量为_2Q