《第1节 交变电流的特点》（同步训练）高中物理选择性必修 第二册-鲁科版-2024-2025学年

《第1节交变电流的特点》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一个正弦式交流电的电压表达式为u=220sin100πt（V），其最大值为：A.220VB.110VC.340VD.440V2、一个正弦式交流电流的电流表达式为i=5sin(ωt+π/3)（A），其有效值是：A.2.5AB.5AC.10AD.7.07A3、关于交流电，下列说法正确的是()A.交流电器设备上所标的电压和电流值都是交流电的峰值B.用交流电流表和电压表测得的数值是交流电的瞬时值C.给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D.跟交流电有相同热效应的直流电的数值是交流电的平均值4、正弦式交流电在一个周期内平均值为零的原因是()A.正弦式交流电在一个周期内，有一半时间电流为正，另一半时间电流为负B.正弦式交流电在一个周期内，跟正方向相同和跟负方向相同的电流时间相等C.正弦式交流电在一个周期内，通过导体横截面的电量为零D.正弦式交流电的图象关于t轴对称5、关于交流电，下列说法正确的是()A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交流电的瞬时值B.用交流电流表和电压表测得的数值是交流电的瞬时值C.正弦交流电的最大值与有效值之间的关系为Um=D.给定的交流电数值，在未说明是最大值（峰值）时，该值均指有效值6、关于交流电的有效值，下列说法正确的是（）A.交流电流表和交流电压表的示数表示的是瞬时值B.把交流电通过电阻，若产生热量与某一直流电在相同时间内产生的热量相同，则这一直流电的数值叫做该交流电的有效值C.交流电器设备上所标的电压和电流值表示交流电的平均值D.跟交流电有相同热效应的直流电的数值为该交流电的有效值7、关于交流电，下列说法正确的是()A.交流电器设备上所标的电压和电流值都是指最大值B.用交流电流表和电压表测得的读数是交流电的瞬时值C.给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D.跟交流电有相同热效应的直流电的数值是交流电的平均值二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于交变电流特点的说法中，正确的是（）A、交变电流的方向随时间周期性变化B、交变电流的大小始终保持不变C、交变电流的频率是指电流方向变化的快慢D、交变电流的有效值是指电流的热效应等效于直流电流的数值2、一个正弦交流电的电压随时间的变化表达式为U=10sinA、该交流电的峰值电压为10伏特B、该交流电的角频率为50rad/sC、该交流电的周期为0.02秒D、该交流电的频率为500Hz3、关于交流电的有效值U和最大值Um，下列说法正确的是（）A.任何形式的交流电都具有Um=√2U的关系B.正弦式交流电具有Um=√2U的关系C.照明电压220V，动力电压380V指的都是最大值D.交流电压表和交流电流表测的都是最大值三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：一个理想变压器的原线圈接入交流电压U1=220V，副线圈匝数为原线圈的2倍。当副线圈接入一个电阻R=100Ω的纯电阻负载时，求：（1）副线圈中的电流I2；（2）副线圈中的电压U2；（3）变压器原线圈的输入功率P1；（4）变压器原线圈的输出功率P2。第二题题目：一个正弦式交变电流的表达式为i=1.求该交变电流的角频率ω和频率f；2.当t=3.若该交变电流通过一个电阻为100欧姆的电阻器，求电阻器两端的电压U。第三题题目：发电机产生的交变电动势为e=E_msinωt，若将发电机的转速提高到原来的2倍，其他条件不变，则产生的交变电动势的有效值将变为原来的_______倍；若将线圈的匝数增加到原来的2倍，其他条件不变，则产生的交变电动势的最大值将变为原来的_______倍。第四题题目：发电机产生的交变电动势为e=E_msinωt，若将发电机的转速提高一倍，其他条件不变，则产生的交变电动势的最大值将变为原来的_______倍，有效值将变为原来的_______倍，周期将变为原来的_______倍。第五题题目：有一理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为2:1，原线圈上接有一正弦式交流电，电压随时间变化规律A.副线圈两端电压为220B.变压器输入、输出功率之比为2C.原线圈中电流的有效值为1A时，副线圈中电流的有效值为D.变压器原、副线圈中的电流与匝数成反比《第1节交变电流的特点》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、一个正弦式交流电的电压表达式为u=220sin100πt（V），其最大值为：A.220VB.110VC.340VD.440V答案：A解析：交流电的电压表达式为u=Umsinωt，其中Um是电压的最大值，ω是角频率。根据题目给出的表达式，可以得出Um=220V，因此正确答案为A。2、一个正弦式交流电流的电流表达式为i=5sin(ωt+π/3)（A），其有效值是：A.2.5AB.5AC.10AD.7.07A答案：B解析：交流电流的有效值是表示交流电流在热效应上等效于直流电流的值。正弦式交流电流的有效值与最大值的关系为I=Im/√2，其中Im是电流的最大值。根据题目给出的表达式，Im=5A，因此有效值I=5/√2≈3.54A，最接近的选项是B。3、关于交流电，下列说法正确的是()A.交流电器设备上所标的电压和电流值都是交流电的峰值B.用交流电流表和电压表测得的数值是交流电的瞬时值C.给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D.跟交流电有相同热效应的直流电的数值是交流电的平均值答案：C解析：交流电器设备上所标的电压和电流值，以及交流电流表和电压表测得的数值，没有特别说明的情况下都是指有效值，故A、B错误，C正确；跟交流电有相同热效应的直流电的数值是交流电的有效值，故D错误.4、正弦式交流电在一个周期内平均值为零的原因是()A.正弦式交流电在一个周期内，有一半时间电流为正，另一半时间电流为负B.正弦式交流电在一个周期内，跟正方向相同和跟负方向相同的电流时间相等C.正弦式交流电在一个周期内，通过导体横截面的电量为零D.正弦式交流电的图象关于t轴对称答案：C解析：正弦式交流电在一个周期内，虽然有一半时间电流为正，另一半时间电流为负，但由于电流是变化的，不能根据电流的方向确定电量的大小，故A、B错误；正弦式交流电在一个周期内，由于电流方向改变两次，通过导体横截面的总电量为零，即平均值等于零，故C正确；正弦式交流电的图象关于t轴对称，这只是说明正弦式交流电是正弦函数图象，不能说明平均值等于零的原因，故D错误.5、关于交流电，下列说法正确的是()A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交流电的瞬时值B.用交流电流表和电压表测得的数值是交流电的瞬时值C.正弦交流电的最大值与有效值之间的关系为Um=D.给定的交流电数值，在未说明是最大值（峰值）时，该值均指有效值答案：D解析：A选项：交流电器设备上所标的电压和电流值，以及交流电流表和电压表测得的数值，均为交流电的有效值，而非瞬时值。因此，A选项错误。B选项：交流电流表和电压表测得的数值是交流电的有效值，不是瞬时值。所以，B选项错误。C选项：正弦交流电的最大值（峰值）与有效值之间的关系为Um=2U有，ID选项：给定的交流电数值，在未特别说明是最大值（峰值）时，通常该值指的是有效值。这是交流电表示和测量的常规做法。因此，D选项正确。6、关于交流电的有效值，下列说法正确的是（）A.交流电流表和交流电压表的示数表示的是瞬时值B.把交流电通过电阻，若产生热量与某一直流电在相同时间内产生的热量相同，则这一直流电的数值叫做该交流电的有效值C.交流电器设备上所标的电压和电流值表示交流电的平均值D.跟交流电有相同热效应的直流电的数值为该交流电的有效值答案：B解析：A选项：交流电流表和交流电压表的示数实际上表示的是交流电的有效值，而不是瞬时值。瞬时值是随时间不断变化的，而有效值是一个恒定的数值，用于描述交流电在电阻类负载上产生的等效直流效应。因此，A选项错误。B选项：有效值的定义就是，把交流电通过电阻，若产生热量与某一直流电在相同时间内产生的热量相同，则这一直流电的数值叫做该交流电的有效值。这是有效值的基本定义，因此B选项正确。C选项：交流电器设备上所标的电压和电流值，同样表示的是交流电的有效值，而不是平均值。平均值也不能准确描述交流电在电器设备上的效应。因此，C选项错误。D选项：虽然有效值的定义与直流电的热效应有关，但不能说跟交流电有相同热效应的直流电的数值“就是”该交流电的有效值，这样的表述忽略了有效值的定义条件和过程。正确的表述应该是，跟交流电在相同条件下（如通过相同电阻、相同时间）产生相同热效应的直流电的数值，为该交流电的有效值。因此，D选项错误。综上所述，正确答案是B。7、关于交流电，下列说法正确的是()A.交流电器设备上所标的电压和电流值都是指最大值B.用交流电流表和电压表测得的读数是交流电的瞬时值C.给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D.跟交流电有相同热效应的直流电的数值是交流电的平均值答案：C解析：交流电器设备上所标的电压和电流值都是指有效值，故A错误；用交流电流表和电压表测得的读数是交流电的有效值，故B错误；给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值，故C正确；跟交流电有相同热效应的直流电的数值是交流电的有效值，故D错误；故选：C.二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于交变电流特点的说法中，正确的是（）A、交变电流的方向随时间周期性变化B、交变电流的大小始终保持不变C、交变电流的频率是指电流方向变化的快慢D、交变电流的有效值是指电流的热效应等效于直流电流的数值答案：ACD解析：交变电流（AC）的特点包括：A、交变电流的方向随时间周期性变化，这是交变电流的基本特征。B、交变电流的大小并非始终保持不变，它随时间做周期性变化。C、交变电流的频率是指电流方向变化的快慢，即单位时间内电流方向改变的次数。D、交变电流的有效值是指电流的热效应等效于直流电流的数值，用来衡量交流电流的实际效果。2、一个正弦交流电的电压随时间的变化表达式为U=10sinA、该交流电的峰值电压为10伏特B、该交流电的角频率为50rad/sC、该交流电的周期为0.02秒D、该交流电的频率为500Hz答案：AC解析：A、峰值电压UmaxB、角频率ω是正弦函数内的系数，从表达式中ω=100C、周期T是一个完整波形的持续时间，与角频率的关系是T=2πω。将D、频率f与周期T的关系是f=1T，所以频率是3、关于交流电的有效值U和最大值Um，下列说法正确的是（）A.任何形式的交流电都具有Um=√2U的关系B.正弦式交流电具有Um=√2U的关系C.照明电压220V，动力电压380V指的都是最大值D.交流电压表和交流电流表测的都是最大值答案：B解析：A选项，并非所有形式的交流电的最大值和有效值之间都存在Um=√2U的关系，这一关系特定于正弦式交流电。因此，A选项错误。B选项，对于正弦式交流电，其最大值Um和有效值U之间的关系确实是Um=√2U。因此，B选项正确。C选项，通常所说的照明电压220V和动力电压380V，指的是交流电的有效值，而非最大值。因此，C选项错误。D选项，交流电压表和交流电流表测量的是交流电的有效值，而不是最大值。因此，D选项错误。综上所述，正确答案是B。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：一个理想变压器的原线圈接入交流电压U1=220V，副线圈匝数为原线圈的2倍。当副线圈接入一个电阻R=100Ω的纯电阻负载时，求：（1）副线圈中的电流I2；（2）副线圈中的电压U2；（3）变压器原线圈的输入功率P1；（4）变压器原线圈的输出功率P2。答案：（1）I2=2.2A；（2）U2=110V；（3）P1=220W；（4）P2=242W。解析：（1）根据变压器原副线圈电压比等于匝数之比，可得：U代入已知数据，得：U解得：U2=110V（2）根据欧姆定律，可得：I代入已知数据，得：I但题目要求的是副线圈中的电流I2，而不是负载电流。由于变压器是理想变压器，故原线圈与副线圈的电流比等于匝数之比，即：I代入已知数据，得：I解得：I1=2.2A（3）根据功率公式P=UI，可得：P代入已知数据，得：P但题目要求的是原线圈的输入功率P1。由于变压器是理想变压器，故原线圈的输入功率等于输出功率，即：P所以，原线圈的输入功率P1为220W。（4）根据功率公式P=UI，可得：P代入已知数据，得：P综上所述，副线圈中的电流I2为2.2A，副线圈中的电压U2为110V，变压器原线圈的输入功率P1为220W，变压器原线圈的输出功率P2为242W。第二题题目：一个正弦式交变电流的表达式为i=1.求该交变电流的角频率ω和频率f；2.当t=3.若该交变电流通过一个电阻为100欧姆的电阻器，求电阻器两端的电压U。答案：1.角频率ω=100π2.当t=0.01秒时，电流的瞬时值3.电阻器两端的电压U=解析：1.交变电流的角频率ω是指电流每秒钟旋转的角度，由公式ω=2πf可知，其中f为频率。根据题目中给出的电流表达式i=2.电流的瞬时值i是指在某一时刻的电流值。当t=0.01秒时，代入电流表达式可得i=3.电压U与电流I和电阻R之间的关系为U=I×R。由于电流的瞬时值为第三题题目：发电机产生的交变电动势为e=E_msinωt，若将发电机的转速提高到原来的2倍，其他条件不变，则产生的交变电动势的有效值将变为原来的_______倍；若将线圈的匝数增加到原来的2倍，其他条件不变，则产生的交变电动势的最大值将变为原来的_______倍。答案：2；2解析：本题主要考查交流电的产生和描述，特别是交变电动势的表达式e=首先，交变电动势的瞬时值表达式为e=Emsinωt，其中Em是电动势的最大值，ω1.当发电机的转速提高到原来的2倍时，角频率ω也变为原来的2倍。由于Em=NBSω（其中N是线圈匝数，B是磁感应强度，S是线圈面积），在其他条件不变的情况下，Em2.当线圈的匝数增加到原来的2倍时，由于Em=NBS综上所述，