2021-2022学年第三章 2.交变电流的描述Word版含解析.docx
第三章交变电流2 .交变电流的描述课后篇素养形成必备知识根底练1.以下提到的电压或电流，不是指有效值的是0A.交流电压表的读数B.保险丝熔断电流C.电容器击穿电压D.220 V交流电压函电容器击穿电压指电容器两端允许加的电压的最大值。2 .以下关于交变电流的说法正确的选项是()A.假设交变电流的峰值为5 A,那么它的最小值为.5 AB.用交流电流表测交变电流时，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z=20sin 10tU(A)的峰值为20 A,频率为100 Hz解耐电流的负值表示电流方向与规定正方向相反，不表示大小,A项错误;交流电流表测交变电流时， 指针不会来回摆动,B项错误;我国工农业生产和生活用的交变电流周期为0.02s,交变电流方向一个 周期改变两次，所以每秒改变100次,C项正确;由二2时得正弦式交变电流i=20sin(10MA的频率为 5Hz,D项错误。3.(2021海南卷)图甲、乙分别表示两种电流的波形，其中图乙所示电流按正弦规律变化,分别用心和/2表示图甲和图乙表示的两电流的有效值，那么()A.h ： h=2 ： 1B./i ；/2=1 ；2C./1 ；/2=1 ；D7i ：I2= / 1解画图甲所示的电流在一个周期内方向变化，大小不变，故图甲的电流有效值为图乙所示的电 流为正弦式交变电流，其有效值为“二，故八.，2= 选项D正确。魂D.如下列图,两只阻值相同的电阻分别通以正弦波和方波电流，电流的最大值相等，那么两只电阻产生的 热功率的比是oA.l Z4B.1 Z2C.1 Z1D.2 /I解明正弦波电流通过电阻在一个周期内产生的热量为。正=R那么Pf=R=H(W)。方波电流通过电 阻在一个周期内产生的热量为0方二(1A)2.RT,那么P方=(1A)2.R=R(W)。，B选项正确。奉B.如图是一个正弦式交变电流的图像，以下说法正确的选项是()A.周期是0.2 s,电流的峰值是10 AB.周期是0.15 s,电流的峰值是10 AC频率是5 Hz,电流的有效值是10 AD.频率是0.2 Hz,电流的有效值是7.07 A解画由图像可知7=0.2$,息二10庆,故频率产=51区有效值/=5人=7.07人,故人正确用、C、D错误。Ha.一电阻接一直流电源，通过4 A的电流时热功率为尸,假设换接一正弦式交流电源，它的热功率变为， 那么该交变电流的最大值为()A.4 AB.6 AC.2 AD.4 A解丽由P=/2r,R=，接交流电源时二.R,故/，=A,/m=/'=A=4A。轴A.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。发电机线圈内阻为5.0 Q, 假设外接一只电阻为95.0 Q的灯泡，如图乙所示，那么0A.电压表V的示数为220 V.电路中的电流方向每秒改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484 WD.发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为24.2 J解画电压表的示数为灯泡两端电压的有效值，由图像可知电动势的峰值£m=220V,那么其有效值 E=220V,灯泡两端电压U=/R=R=209V,故A选项错误;由图像可知7=0.02s,一个周期内电流方向改 变2次，可知1s内电流方向改变100次，故B选项错误;灯泡的实际功率P=459.8W,C选项错误;电流 的有效值/=2.2A,发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为%=24.2J,故D选项正确。8. 在如下列图电路中队是熔断电流/o=2 A的保险丝水是可变电阻,5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=220sin 314/(V)O为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于 0A.110 QC.220。D.220。解析 |u=220V,Amin - Q 二110 Q。关键能力提升练9.（多项选择）有一个电子元器件，当其两端电压高于100 V时导电，等于或低于100 V时不导电，假设 把这个电子元器件接到10。V、50 Hz的正弦交变电压上，这个电子元器件将（）A.不导电B.每秒导电50次C.每秒导电100次D.每秒电流方向改变100次解明电源电压100V为有效值，那么电源电压的最大值为100V,在每个周期的。内，有一段时间加在 电子元器件上的电压大于100V,电子元件导电，在每个周期的T内，有一段时间加在电子元器件上的 电压大于100V,电子元件导电，即一个周期电子元件导电两次，而每秒有50个周期，故每秒导电100 次,A、B错误,C正确。每秒有50个周期，每个周期内电流方向改变两次,故每秒电流方向改变100 次,D正确。10 .如图甲所示，调光台灯是通过双向可控硅电子器件来实现无级调节灯的亮度的。现将某无级调光 台灯接在220 V的正弦交变电流上，经过可控硅调节后加在灯管两端的电压如图乙所示，那么此时电 压表的示数是（）A.220 VB.156 VC.110 VD.78 V解画虽然图示电流不是正弦式交变电流，根据正弦式交变电流的图像对称性可知，只要有r的图线就 满足最大值是有效值的倍，根据电流有效值定义有7=，解得U=110V=156V,故B对。宣B.如下列图/Ad为一边长为小 匝数为N的正方形闭合线圈，绕对称轴00匀速转动,角速度为G。空间 中只有。'左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为及 假设闭合线圈的总电阻为R,那么（）A.线圈中电动势的有效值为NBL2coB.线圈中电流方向每秒钟改变次数为次C.在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流D.当线圈转到图中所处的位置时,穿过线圈的磁通量为NBZ?前线圈在转动过程中，除线圈平行磁场方向时始终有N条边在切割磁感线，因此线圈中始终有电流, 故C错。由于始终只有N条边在切割磁感线,因此线圈中电动势表达式为e=NBL2 cosm矶电动势有 效值表达式为E=NBL2®故A错。由二2姓那么尸，由此可知，线圈中电流方向每秒钟改变次，因此B 正确。磁通量与平面相对应，与线圈匝数无关，因此D错。嬴B.如下列图，一个周期性变化的"”图像,求其最大值、周期和有效值。解册从图中即可看出电压的最大值Um=10V,完成一次周期性变化所需的时间为T=0.16so然而，由 于该变化电压不是正弦式交流电压，所以有效值要由定义来计算,即找到与其热效应等效的恒定电流 电压值。根据焦耳定律，在一个周期T内电阻R产生的热量为。1=9+)+ «2+/3)。式中九、女、办、分别为图中一个周期内电压。1、。2对应的通电时间。对于直流电路，通过电阻R的发热量为。2 =兀由交流电压有效值的定义，知。尸。2。解得u=,C7=V=7.91Vo此即电压的有效值。答案 |10 VO16 s7.91 V.如下列图的电表均为理想的交流电表，保险丝P的熔断电流为2 A,电容器的击穿电压为300 V,假设在 a、b间加正弦交流电压,并适当地调节尺使尸恰好不被熔断C恰好不被击穿，那么电流表的读数为 多少？电压表的读数为多少？解附电流表测的是通过尸的电流，保险丝恰好不熔断，所以电流表读数为2A。而电容器与电阻R并 联，因而其路端电压和电阻R两端电压相同，也和电压表两端电压相同，由电容器耐压值Um=300V,得U=212V。答案 |2 A212 V14.如下列图，交流发电机的矩形线圈abed中Lb=lcd=50 cm,鼠=/向=30 cm,匝数=100,线圈电阻r=0.2 Q,外电阻R=4.8线圈在磁感应强度5=0.05T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴00匀速转动， 角速度=1 OOti rad/s。求线圈中产生的感应电动势的最大值。假设从图示位置开始计时，写出感应电流的瞬时值表达式。求交流电压表和交流电流表的示数。(4)求此发电机的功率。(5)从图示位置起转过90°的过程中，平均感应电动势为多大?通过导线横截面的电荷量为多少？(6)从图示位置起转过90°的过程中,外力做的功为多少?线圈上产生的焦耳热为多少？解画设。=/1,沙=/2,那么感应电动势的最大值为112co=235.5V。(2)根据闭合电路欧姆定律得感应电流的最大值为/m=47.1A,在图示位置时，电流有最大值，那么 感应电流的瞬时值表达式为i=/mCOSGl,代入数值得i=47.1cosl00兀/(A)。(3)感应电流的有效值为/=33.3A。那么路端电压的有效值为U=/R=159.84V。故交流电压表的示数为159.84V,交流电流表的示数为33.3Ao(4)感应电动势的有效值为E= = 166.5Vo所以发电机的功率为P=化=5544.5W。(5)平均电动势为=150V。通过导线横截面的电荷量为= Ar=0.15Co(6)外力通过克服安培力做功，将其他形式的能转化为电能,所以有w= w 电=IEN=IE=T1 .7J o线圈上产生的焦耳热为。=/2也=/2尸= LUJ。客朝235.5 Vj=47.lcos 100MA) (3)159.84 V33.3 A(4)5 544.5 W(5)150 VO. 15 C(6)27.7 JI.11 J
