高中物理人教版2第五章交变电流2描述交变电流的物理量 优秀奖

第五章第2节描述交变电流的物理量练习1．一个照明电灯标有“220V60W”字样，现在把它接入最大值为311V的正弦式交流电路中，则()A．灯的实际功率大小为60WB．灯丝将烧断C．只能暗淡发光D．能正常发光2．有一交变电流如图所示，则由此图象可知()A．它的周期是sB．它的峰值是4AC．它的有效值是2eq\r(2)AD．它的频率是Hz3．在相同的时间内，某正弦式交变电流通过一阻值为100Ω的电阻产生的热量，与一电流为3A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则()A．此交变电流的有效值为3A，最大值为3eq\r(2)AB．此交变电流的有效值为3eq\r(2)A，最大值为6AC．电阻两端的交流电压的有效值为300V，最大值为300eq\r(2)VD．电阻两端的交流电压的有效值为300eq\r(2)V，最大值为600V4．一个接在恒定直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1，若把它接在电压峰值与直流电压相等的正弦式交流电源上，该电热器所消耗的电功率为P2，则P1∶P2为()A．2∶1B．1∶2C．1∶1D．1∶eq\r(2)5.在图所示电路中，A是熔断电流I0＝2A的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝220eq\r(2)sin314tV．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于()A．110eq\r(2)ΩB．110ΩC．220ΩD．220eq\r(2)Ω6．两个相同的电阻，分别通以如图所示的正弦式交变电流和方波式交变电流，两种交变电流的最大值相等，周期相等．则在一个周期内，正弦式交变电流在电阻上产生的焦耳热Q1与方波式交变电流在电阻上产生的焦耳热Q2之比等于()A．3∶1B．1∶2C．2∶1D．4∶37．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T.从中性面开始计时，当t＝eq\f(1,12)T时，线圈中感应电动势的瞬时值为2V，则此交变电流的有效值为()A．2eq\r(2)VB．2V\r(2)V\f(\r(2),2)V8.电阻R1、R2与交流电源按照图方式连接，R1＝10Ω，R2＝20Ω.合上开关S后，通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图所示．则()A．通过R1的电流有效值是AB．R1两端的电压有效值是6VC．通过R2的电流最大值是\r(2)AD．R2两端的电压最大值是6eq\r(2)V9．一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知()A．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u＝100sin(25t)VB．该交变电流的频率为25HzC．该交变电流的电压的有效值为100eq\r(2)VD．若将该交变电流压加在阻值为R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W10．某一交变电流的电压波形如图所示，求这一交变电流的电压的有效值U.11．有一交流电压的变化规律为u＝220eq\r(2)sin314tV，若将辉光电压为220V的氖管接上此交流电压，则1s内氖管的发光时间为多少？(提示：电压u≥220V时，氖管才发光)12．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝T，边长L＝10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2πrad/s，外电路电阻R＝4Ω，求：(1)转动过程中感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势；(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；(4)交流电压表的示数；(5)线圈转动一周外力所做的功；(6)线圈转过60°角的过程中，通过R的电荷量是多少？第二节描述交变电流的物理量同步练习答案1．答案：AD2．解析：选AB.由图象可读得其T＝s，f＝eq\f(1,T)＝Hz，故A对，D错；又由图象读得Im＝4A，故B对；因为电流为非正弦式交流电，故有效值I≠eq\f(Im,\r(2))＝2eq\r(2)A，C错．3．解析：选AC.根据交变电流有效值的定义方法易知交变电流的有效值即为直流电的电流，为3A；根据有效值与最大值的eq\r(2)倍关系，易知交变电流的最大值为3eq\r(2)A；根据欧姆定律U＝IR，则U有效＝I有效R，Um＝ImR，得电阻两端的交流电压的有效值为300V，最大值为300eq\r(2)V.4．解析：选A.由电功率公式：P1＝eq\f(U2,R)(U为直流电压)P2＝eq\f((U/\r(2))2,R)＝eq\f(U2,2R)，故P1∶P2＝2∶1.5.解析：选＝220V，Rmin＝eq\f(U,I0)＝eq\f(220,2)Ω＝110Ω.6．解析：选B.当甲图电流通过电阻R时，电阻消耗的功率P甲＝(eq\f(Im,\r(2)))2R.当乙图中电流通过电阻R时，电阻消耗的功率P乙＝Im2R，所以P甲∶P乙＝1∶2.7．解析：选A.先用代入法求出感应电动势的最大值：由e＝Emsinωt得2V＝Emsin(eq\f(2π,T)×eq\f(T,12))，由此得Em＝4V，因此有效值为2eq\r(2)V．选项A正确．8.解析：选B.从图象可以看出，交变电流中电流最大值为\r(2)A，电流有效值为：I＝eq\f(Im,\r(2))＝A，R1两端电压有效值为U1＝IR1＝6V，R2两端电压最大值为Um＝ImR2＝\r(2)×20V＝12eq\r(2)V，综上所述，正确选项为B.9．解析：选BD.由图象可知，T＝4×10－2s，若频率f＝eq\f(1,T)＝25Hz，ω＝2πf＝50πrad/s，所以其电压瞬时值表达式u＝100sin(50πt)V，由于Um＝100V，其有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝50eq\r(2)V，电阻R的电功率P＝eq\f(U2,R)＝eq\f((50\r(2))2,100)W＝50W.10．解析：假设让一直流电压U和如题图所示的交流电压分别通过同一电阻，交变电流在一个周期内产生的热量为Q1＝2(eq\f(U12,R)·eq\f(T,4)＋eq\f(U22,R)·eq\f(T,4))＝eq\f(82,R)·eq\f(T,2)＋eq\f(42,R)·eq\f(T,2).直流电在一个周期内产生的热量Q2＝eq\f(U2,R)·T.由交变电流有效值的定义知Q1＝Q2，即eq\f(82,R)·eq\f(T,2)＋eq\f(42,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)·T.解得U＝2eq\r(10)V.答案：2eq\r(10)V11．解析：由u＝220eq\r(2)sin314tV，T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,314)＝(s)．当u＝±220V时，代入±220＝220eq\r(2)sin314t，得t1＝eq\f(1,400)s＝eq\f(T,8)，t2＝eq\f(3,400)s＝eq\f(3,8)T，t3＝eq\f(1,80)s＝eq\f(5,8)T，t4＝eq\f(7,400)s＝eq\f(7,8)T故在一个周期内氖管发光的时间段为eq\f(T,8)～eq\f(3,8)T及eq\f(5,8)T～eq\f(7,8)T，即有一半的时间发光，故1s内的发光时间为t＝eq\f(1,T)×eq\f(T,2)＝(s)．答案：s12．解析：(1)感应电动势的最大值为Em＝nBωS≈V.(2)线圈转过60°角时的瞬时感应电动势为e＝Emcos60°＝×V＝V.(3)线圈转过60°角过程中产生的平均感应电动势为eq\x\to(E)＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(BSsin60°,\f(1,6)T)＝100×eq\f×××\f(\r(3),2),\f(1,6)×\f(2π,2π))V≈V.(4)电压表示数为外电路电压的有效值，U＝eq\f(E,R＋r)·R＝eq\f(\f,\r(2)),4＋1)×4V≈V.(5)线圈转动一周外力所做的功等于电流产生的热量W＝Q＝