課時作業(yè)(八)

1、課時作業(yè)課時作業(yè)(八八) 描述交變電流的物理量描述交變電流的物理量 全員參與 基礎(chǔ)練 1(多選)如圖 5- 2- 10 所示是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的( ) 5210 A周期是 0.01 s B最大值是 311 V C有效值是 220 V D表達(dá)式為 u220sin100t V 【解析】 由波形圖可知，周期 T0.02 s，電壓最大值 Um311 V，所以有效值 UUm2220 V，該電壓的表達(dá)式為 uUmsin2Tt V311sin100t V，故選項(xiàng) B、C 正確，A、D 錯誤 【答案】 BC 圖 5- 2- 11 2(2014 銅陵高二檢測)如圖 5- 2- 11

2、是一個余弦式交變電流的圖象，下列說法正確的是 ( ) A周期是 0.2 s，電流的峰值是 10 A B周期是 0.15 s，電流的峰值是 10 A C頻率是 5 Hz，電流的有效值是 10 A D頻率是 0.2 Hz，電流的有效值是 7.07 A 【解析】 由圖象可知 T0.2 s， Im10 A， 故頻率 f1T5 Hz， IIm25 2 A7.07 A，A 正確，B、C、D 錯誤 【答案】 A 3(多選)由交流電動勢瞬時值表達(dá)式 e10 2sin 4t V，可知( ) A此交變電流的頻率是 4 Hz B此交變電流的周期是 0.5 s C當(dāng) t0.5 s 時，此交流電動勢有最大值 D當(dāng) t0

3、 時，產(chǎn)生此交變電流的線圈平面與中性面重合 【解析】 把已知表達(dá)式 e10 2sin 4t V 與 eNBSsint V 對照，可得 4，周期 T2/0.5 s，B 正確；頻率 f1/T2 Hz，A 錯誤；將 t0.5 s 代入表達(dá)式可得電動勢 e0，C 錯誤；將 t0 代入可得 e0，說明是中性面位置，D 正確 【答案】 BD 4 如圖 5- 2- 12 所示為一交變電流的 i- t 圖象， 則此交變電流的有效值為( ) 5212 A5 5 A B5 2 A C10 A D2.5 10 A 【解析】 對于正弦式交變電流可直接應(yīng)用最大值為有效值的 2倍這一規(guī)律，將此交變電流分為前后兩部分正弦式

4、交流，可直接得到這兩部分正弦式交變電流的有效值，分別為 I12.5 2 A 和 I27.5 2 A，分別取一個周期 T 中的前0.01 s 和后 0.01 s 計(jì)算產(chǎn)生的電熱 QI21R0.01 JI22R0.01 J， 再利用有效值的定義得 QI2R0.02 J. 解得 I2.5 10 A. 【答案】 D 5(2012 北京高考)一個小型電熱器若接在輸出電壓為 10 V 的直流電源上，消耗電功率為 P；若把它接在某個正弦交流電源上，其消耗的電功率為P2.如果電熱器電阻不變，則此交流電源輸出電壓的最大值為( ) A5 V B5 2 V C10 V D10 2 V 【解析】 小型電熱器的電阻不會

5、改變，根據(jù)功率表達(dá)式和交流電的有效值有 P（10 V）2R和P2（Um/ 2）2R可得 Um10 V，答案 C. 【答案】 C 6交流電源電壓 u20sin(100t) V，內(nèi)阻不計(jì)，電路中電阻 R10 .則如圖所示電路中電流表和電壓表的讀數(shù)分別為( ) A1.41 A，14.1 V B1.41 A，20 V C2 A，20 V D2 A，14.1 V 【解析】 電流表和電壓表測量的是交變電流的有效值，由 u20sin(100t) V 知 Um20 V，故 UUm210 2 V14.1 V，電流的讀數(shù) IUR1.41 A，故A 正確 【答案】 A 圖 5- 2- 13 7如圖 5- 2- 13

6、 所示，單匝矩形線圈 abcd 處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，以恒定的角速度 繞 ab 邊轉(zhuǎn)動，線圈所圍面積為 S，線圈的總電阻為 R.t0 時刻線圈平面與紙面重合，且 cd 邊正在離開紙面向外運(yùn)動，則( ) A時刻 t 線圈中電流的瞬時值 iBSRcos t B線圈中電流的有效值 IBSR C線圈中電流的有效值 I2BS2R D線圈消耗的電功率 P（BS）2R 【解析】 由題意知 t0 時線圈與中性面重合，則 iBSRsin t，電流有效值 IBS2R，P（BS）22R. 所以只有選項(xiàng) C 正確 【答案】 C 5- 2- 14 8(多選)(2014 哈爾濱六中高二檢測

7、)如圖 5- 2- 14 是某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流的圖象，根據(jù)圖象可以判定( ) A此交變電流的頻率為 5 Hz B該交變電流的電壓瞬時值的表達(dá)式為 u12sin 10t(V) C將標(biāo)有“12 V 3 W”的燈泡接在此交流電源上，燈泡可以正常發(fā)光 D圖象上對應(yīng)的 0.1 s 時刻，發(fā)電機(jī)中的線圈剛好轉(zhuǎn)至中性面 【解析】 由圖象可知，交變電流的周期 T0.2 s，交變電壓的最大值 Um12 V，所以此交變電流的頻率 f1/T5 Hz，角速度 2/T10 rad/s，交變電壓瞬時值的表達(dá)式 uUmsin t12sin 10t(V)，選項(xiàng) A、B 均正確；標(biāo)有“12 V 3 W”的燈泡正常發(fā)光時

8、其兩端電壓的有效值為 12 V，而交變電壓有效值 UUm26 2V，所以燈泡不能正常發(fā)光，選項(xiàng) C 錯誤；圖象上對應(yīng)的 0.1 s時刻，交變電壓瞬時值為零，穿過發(fā)電機(jī)中的線圈的磁通量最大，發(fā)電機(jī)中的線圈剛好轉(zhuǎn)至中性面，選項(xiàng) D 正確 【答案】 ABD 超越自我 提升練 圖 5- 2- 15 9 (2013 福建高考)如圖5- 2- 15， 實(shí)驗(yàn)室一臺手搖交流發(fā)電機(jī)， 內(nèi)阻r1.0 ，外接 R9.0 的電阻閉合開關(guān) S，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的電動勢 e10 2sin 10t(V)，則( ) A該交變電流的頻率為 10 Hz B該電動勢的有效值為 10 2 V C外接電阻 R 所

9、消耗的電功率為 10 W D電路中理想交流電流表的示數(shù)為 1.0 A 【解析】 根據(jù)感應(yīng)電動勢的表達(dá)式求解交變電流的四值 因 e10 2sin 10t(V)，故 10 rad/s，f25 Hz，選項(xiàng) A 錯誤；Em10 2 V，故其有效值 EEm210 V，選項(xiàng) B 錯誤；交流電表的示數(shù)及功率的計(jì)算均要用有效值，因此電路中表的示數(shù) IERr1.0 A，選項(xiàng) D 正確；外接電阻 R 所消耗功率為 PI2R1.029 W9 W，選項(xiàng) C 錯誤 【答案】 D 圖 5- 2- 16 10如圖 5- 2- 16 所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B.電阻為 R、半徑為 L、圓心角為 45

10、的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的 O 軸以角速度 勻速轉(zhuǎn)動(O 軸位于磁場邊界)則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為( ) A.BL22R B.2BL22R C.2BL24R D.BL24R 【解析】 交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)得出的，線框轉(zhuǎn)動周期為T，而線框轉(zhuǎn)動一周只有進(jìn)入磁場和離開磁場共 T/4 的時間內(nèi)有感應(yīng)電流，則有BLL2R2RT4I2RT，所以 IBL24R，D 正確 【答案】 D 圖 5- 2- 17 11如圖 5- 2- 17 所示，一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞 OO軸勻速轉(zhuǎn)動，磁場方向與轉(zhuǎn)動軸垂直已知線圈匝數(shù) n400，電阻 r0.1 ，長 L10.05 m，寬 L20.04

11、m，角速度 100 rad/s，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0.25 T線圈兩端外接電阻 R9.9 的用電器和一個交流電流表(內(nèi)阻不計(jì))，求： (1)線圈中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢； (2)電流表的讀數(shù)； (3)電阻上消耗的電功率 【解析】 (1)EmnBS，代入數(shù)據(jù)得 Em4000.250.050.04100 V20 V. (2)ImEmRr，代入數(shù)據(jù)得 Im209.90.1 A2 A. 因?yàn)槭钦沂浇蛔冸娏鳎噪娏鞅碜x數(shù)即有效值 IIm2 2 A1.41 A. (3)PI2R( 2)29.9 W19.8 W. 【答案】 (1)20 V (2)1.41 A (3)19.8 W 12如圖 5- 2- 18 是自行車上照明用的車頭燈發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，轉(zhuǎn)軸的一端裝有一對隨軸轉(zhuǎn)動的磁極，另一端裝有摩擦小輪電樞線圈繞在固定的 U形鐵芯上，自行車車輪轉(zhuǎn)動時，通過摩擦小輪帶動磁極轉(zhuǎn)動，使線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流，給車頭燈供電已知自行車車輪半徑 r35 cm，摩擦小輪半徑 r01.00 cm，線圈匝數(shù) n800 匝，線圈橫截面積 S20 cm2，總電阻 R140 ，旋轉(zhuǎn)磁極的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B0.01 T，車頭燈電阻 R210 .當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動的角速度8 rad/s 時求： 圖 5- 2- 18 (1)發(fā)電機(jī)磁極轉(zhuǎn)動的角速度 0； (2)車頭燈中電流的有效值 I. 【解析