描述交變電流的物理量習(xí)題有答案

課后鞏固作業(yè)限時(shí)：45分鐘?！偡郑?0吩一、選擇題（包括8小題，每小題8分，共64分）.以下說法正確的是（）A,發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)銘牌上所標(biāo)數(shù)值為有效值B,電容器的擊穿電壓為所加交流電壓的有效值C交流電壓表所測數(shù)值為瞬時(shí)值D,保險(xiǎn)絲的數(shù)值為最大值解析:電容器的擊穿電壓和電工工具上標(biāo)明的電壓值為交變電壓的最大值.保險(xiǎn)絲的數(shù)值為有效值.答案：A2.下列關(guān)于交流電的說法中，不正確的是（）A,若交流電最大值為5A,則它的最小值為一5AB,用交流電流表測交流電流時(shí)，指針來回?cái)[動(dòng)C我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用的交變電流，頻率為50Hz,故電流方向每秒改變100次D,正弦式交變電流i=220\：2sin100ntA的最大值為311A,頻率為100Hz解析：交流電最大值為5A,最小值應(yīng)為0,A項(xiàng)說法錯(cuò)誤；用交流電流表測交流電流時(shí)，指針并不來回?cái)[動(dòng)；我國交變電流，頻率為50Hz,電流方向每秒改變100次；正弦式交變電流i=220；；2sin100ntA的最大值為311A,頻率為50Hz,所以B、D兩項(xiàng)說法也錯(cuò)誤.答案：ABD■ _ （ .n、3.如下圖所示，交流電壓u=311sin314t+-6V加在阻值為、 °220Q的電阻兩端，則（）A.電壓表的讀數(shù)為311VB,電流表的讀數(shù)為VC,電流表的讀數(shù)為1AD.2s內(nèi)電阻產(chǎn)生的電熱是440J311解析：電壓表測的是有效值，故讀數(shù)為下V,電流表示數(shù)應(yīng)為平1.0A,故C、D正確.答案：CD.一個(gè)照明電燈，其兩端允許加的最大電壓為311V.當(dāng)它接入220V的照明電路時(shí)，這盞燈（）A,將不亮 B.燈絲將燒斷C只能暗淡發(fā)光 D.能正常發(fā)光解析：220V的電路其有效值為220丫，最大值為311V,正好適合.答案：D.一正弦交變電流的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如下圖所示,由圖可知()A?該交流電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u=100sin(25t)VB,該交流的頻率為25HzC?該交流電壓的有效值為100飛2VD.若將該交流電壓加在阻值為R=100Q的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50W解析：從題圖中可知，該交流周期T=4X10-2$,峰值電壓Um1 U=100V,交流的頻率f=T=25Hz,有效值U=f=50：2V.加在1 \；2 “U2R=100Q的電阻上時(shí)的熱功率P==50環(huán)，瞬時(shí)值表達(dá)式u=RUsin岑~t=100sin(50nt)V,故正確選項(xiàng)為B、D.mT答案：BD6,下圖甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化,下列說法正確的是()

A,圖甲表示交流電，圖乙表示直流電B,兩種電壓的有效值相等C圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=311sin100ntVD,兩種電壓的周期相同311解析：題圖甲、乙都表示交流電，圖甲中有效值U=fV,而2圖乙中的有效值不存在這一關(guān)系，所以它們的有效值不相同.由圖甲2n看出丁=2義10-2s,3=^p=100n,所以u(píng)=311sin100ntV,由圖象可知兩種電壓的周期都是2X10-2s.答案：CD7,把一只電熱器接在100丫的直流電源上，在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q,若將它分別接到U1=100sin3tV和U2=50sin23tV的交流電源上，仍要產(chǎn)生Q的熱量，則所需時(shí)間分別是（）A?t,2t B.2t,8tD.t,4tC2D.t,4t100、1-|2100、1-|2Rt，U1=100sin3tV,電壓有效值為￡V,故喟2?t=所以t'=2t；對(duì)U2=50sin23tV,電壓有效值為嚓V,故1002

t='竺11t='竺1132Rt",所以t"=8t.8.一個(gè)邊長為6cm的正方形金屬線框置于勻強(qiáng)磁場中，線框平面與磁場垂直,電阻為Q.磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如下圖所示，則線框中感應(yīng)電流的有效值為（）B/103TX10-5AAX10-5B/103TX10-5AAX10-5X10-5AB段時(shí)間內(nèi)I1=RAt?RR2X10-3X36X10-4

36X10-2段時(shí)間內(nèi)I1=RAt?RR2X10-3X36X10-4

36X10-2A=2X10-5A,同理3s?5s內(nèi)電流|2=黑手,$=-3*10*，方向與L相反；由有效值定義得甲上廣l2Rt2=l2R（t1+t2）,所以I=*X10-5A,故選B.答案：B二、非選擇題（第9題12分，第10題12分，第11題12分，共36分）.在如下圖甲所示區(qū)域（圖中直角坐標(biāo)系Oxy的第一、三象限）內(nèi)有勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里,大小為B.半徑為l,心角為60°的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度3繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線框回路電阻為R.(1)求線框中感應(yīng)電流的最大值I。和交變感應(yīng)電流的頻率七(2)在圖乙中畫出線框在一周的時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象.(規(guī)定與圖中線框的位置相應(yīng)的時(shí)刻為t=0)解析：⑴設(shè)在從圖中位置開始(t=0)轉(zhuǎn)過60°的過程中，經(jīng)At,轉(zhuǎn)角AS=3At,回路的磁通量為1Ae=]ASLB.A①由法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動(dòng)勢為E=k.由于勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是最大的感應(yīng)電動(dòng)勢.由歐姆定律可求得1I0=2R3Bl2-前半圈和后半圈I(t)相同，故感應(yīng)電流頻率等于旋轉(zhuǎn)頻率的23倍，f=n.⑵圖象略..曾經(jīng)流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機(jī)，如圖甲為其結(jié)構(gòu)示意圖，圖中N、S是一對(duì)固定的磁極，abcd為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過bc邊中點(diǎn)，與26邊平行，它的一端有一半徑r°=1.0cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣接觸，如圖乙所示.當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng).設(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成，每匝線圈的面積S=20cm2,磁極間磁場可視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度8=「自行車車輪的半徑R1=35cm,小齒輪的半徑R2=4.0cm,大齒輪的半徑R3=10.0cm.現(xiàn)從靜止開始大齒輪加速轉(zhuǎn)動(dòng)，問大齒輪的角速度為多大時(shí)才能使發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值U=丫（假定摩擦小輪與自行車車輪之間無相對(duì)滑動(dòng)，線框內(nèi)阻不計(jì)）解析：當(dāng)自行車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過摩擦小輪使發(fā)電機(jī)的線框在勻強(qiáng)磁場內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中產(chǎn)生正弦交流電動(dòng)勢，最大值耳=3°BSN.其中3。為線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，即摩擦小輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.線框內(nèi)阻不計(jì)，則發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值u=￥e；設(shè)自行車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為31,由于自行車車輪與摩擦小輪之間無相對(duì)滑動(dòng)，則R131ro3°.小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與自行車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，也為31.設(shè)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為3,有R33=R231,由以上各式解得；2URr3= …0，代入數(shù)據(jù)得3=rad/s.BSNRR3111.如下圖所示，間距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌，水平地放置在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一端接阻值為R的電阻.一個(gè)電阻是R。，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，在外力F作用下從t=0的時(shí)刻開始運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律為v=\xsin3t.不計(jì)導(dǎo)軌電阻，求：R。*X（1）從七=°到七=答時(shí)間內(nèi)電阻r產(chǎn)生的熱量;⑵從t=o到t=e時(shí)間內(nèi)外力1^所做的功.解析：（1）導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢e=BLv=BLvmaxsin3t是正弦式交變電流，其有效值為E=&=叫、，在At=2n=T的時(shí)間■\,2乎內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=LRT=Q=LRT=R+R0JnRB2L2V2max3 3 R+R 20⑵從七=°到七=指的時(shí)間是4周期，在這段時(shí)