描述交变电流的物理量习题有答案.doc
课后稳固作业一、选择题(包括8小题，每题8分，共64分)1以下说法正确的选项是()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以下关于交流电的说法中，不正确的选项是()A假设交流电最大值为5 A，那么它的最小值为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，故电流方向每秒改变100次D正弦式交变电流i220sin100t 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，电流方向每秒改变100次；正弦式交变电流i220sin100t 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：ABD3如以下图所示，交流电压u311sin V加在阻值为220 的电阻两端，那么()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 AD2 s内电阻产生的电热是440 J解析：电压表测的是有效值，故读数为 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，其两端允许加的最大电压为311 V当它接入220 V的照明电路时，这盏灯()A将不亮 B灯丝将烧断C只能暗淡发光 D能正常发光解析：220 V的电路其有效值为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以下图所示由图可知()A该交流电压瞬时值的表达式为u100sin(25t) VB该交流的频率为25 HzC该交流电压的有效值为100 VD假设将该交流电压加在阻值为R100 的电阻两端，那么电阻消耗的功率是50 W解析：从题图中可知，该交流周期T4×102 s，峰值电压Um100 V，交流的频率f25 Hz，有效值U50 V加在R100 的电阻上时的热功率P50 W，瞬时值表达式uUmsint100sin(50t) V故正确选项为B、D.答案：BD6以下图甲、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以下说法正确的选项是()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u311sin100t VD两种电压的周期一样解析：题图甲、乙都表示交流电，图甲中有效值U 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一样由图甲看出T2×102 s，100，所以u311sin100t V由图象可知两种电压的周期都是2×102 s.答案：CD7把一只电热器接在100 V的直流电源上，在t时间内产生的热量为Q，假设将它分别接到U1100sint V和U250sin2t V的交流电源上，仍要产生Q的热量，那么所需时间分别是()At,2t B2t,8tC2t,2t Dt,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U1100sint V，电压有效值为 V，故·t2t，所以t2t；对U250sin2t V，电压有效值为 V，故t2·t，所以t8t.答案：B8一个边长为6 cmB随时间t的变化关系如以下图所示，那么线框中感应电流的有效值为()A.×105 A B.×105 AC.×105 A D.×105 A解析：由题图知03 s内：2×103 T/s为恒量，所以此段时间内I1 A2×105 A，同理3 s5 s内电流I2·S3×105A，方向与I1相反；由有效值定义得IRt1IRt2I2R(t1t2)，所以I×105 A，应选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在如以下图甲所示区域(图中直角坐标系Oxy的第一、三象限)内有匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小为B.半径为l，圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动，导线框回路电阻为R.(1)求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周的时间内感应电流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t0)解析：(1)设在从图中位置开场(t0)转过60°的过程中，经t，转角t，回路的磁通量为l2B.由法拉第电磁感应定律，感应电动势为E.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I0Bl2.前半圈和后半圈I(t)一样，故感应电流频率等于旋转频率的2倍，f.(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，如图甲为其构造示意图，图中N、S是一对固定的磁极，abcd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r01.0 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N800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S20 cm2，磁极间磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B0.010 T，自行车车轮的半径R135 cm，小齿轮的半径R24.0 cm，大齿轮的半径R310.0 cm.现从静止开场大齿轮加速转动，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U3.2 V？(假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动，线框内阻不计)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内转动，线框中产生正弦交流电动势，最大值Em0BSN.其中0为线框转动的角速度，即摩擦小轮转动的角速度线框内阻不计，那么发电机输出电压的有效值UEm.设自行车车轮转动的角速度为1，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，那么R11r00.小齿轮转动的角速度与自行车车轮转动的角速度一样，也为1.设大齿轮转动的角速度为，有R3R21，由以上各式解得·，代入数据得3.2 rad/s.11如以下图所示，间距为L的光滑平行金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻一个电阻是R0，质量为m的导体棒放置在导轨上，在外力F作用下从t0的时刻开场运动，其速度随时间的变化规律为vvmaxsint.不计导轨电阻，求：(1)从t0到t时间内电阻R产生的热量；(2)从t0到t时间内外力F所做的功解析：(1)导体棒产生的感应电动势eBLvBLvmaxsint是正弦式交变电流，其有效值为E，在tT的时间内，电阻R上产生的热量为QI2RT2R.(2)从t0到t的时间是周期，在这段时间内对导体棒运用能量守恒定律得：W外mvQ.Q是这段时间内电阻R和R0产生的热量，那么Q·.那么这段时间外力F所做的功为W外mv.
