高中物理第3章交变电流第1节交变电流的特点学业分层测评鲁科版选修3-2.pdf

精品教案可编辑交变电流的特点(建议用时：45 分钟)学业达标 1(多选)下列说法正确的是()A使用交流电的用电器铭牌上所标示的额定电压、额定电流的数值均为最大值B用交流电流表和电压表测得的数值是有效值C照明电路电压220 V 指的是有效值D所有交变电流的有效值和最大值之间均存在EEm2、UUm2和IIm2的关系【解析】各种使用交流电的用电器铭牌上所标示的数值均为有效值，故A 项错误；交流电表测得的数值为有效值，故B 项正确；照明电路电压220 V 指的是有效值，故C 项正确；EEm2、UUm2、IIm2是正弦式交变电流有效值和最大值的关系，故 D 项错误 故正确答案为B、C.【答案】BC2(多选)对于如图3-1-7所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是()【导学号：78870052】图 3-1-7A电流大小变化、方向不变，是直流电B电流大小、方向都变化，是交变电流C电流最大值为0.2 A，周期为0.01 sD电流的周期为0.005 s，有效值为0.1 A【解析】it图象中i数值的正负表示电流的方向，图中电流始终为正值，表示电流精品教案可编辑方向不变，是直流电，A 对、B 错；从图中可以看出每经过0.01 s，it图象重复一次，周期为 0.01 s，电流最大值为0.2 A，C 对、D 错【答案】AC3对交变电流的下列说法正确的是()【导学号：78870053】A正(余)弦交变电流在一个周期内电流的方向改变两次B交变电流的最大值总是有效值的2倍C若正弦交变电流的最大值为10 A，则它的最小值为10 AD演示交变电流随时间的变化规律时，应选用交流电流表【解析】一个周期内正弦交变电流方向改变两次，A 正确，只有正弦交变电流，才有Im2I关系，B 错误，交变电流的正负表示方向，最小值为零，C 错误，交流电流表的指针不随交变电流的周期变化而变化，故D 错误【答案】A4如图 3-1-8所示，图甲、乙分别表示两种电压的波形，下列说法正确的是()甲乙图 3-1-8A图甲表示交流电，图乙表示直流电B两种电压最大值都是311 VC两种电压的有效值相同D两种电压都是交流电压，但周期、频率、有效值都不同【解析】两种都是交流电，周期都是2 102 s，最大值都是311 V，图甲的有效值为 220 V，图乙中由于对应相同时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可知，图甲有效值要比图乙有效值大，A、C、D 错，B 对精品教案可编辑【答案】B5如图 3-1-9所示是一交变电流的i-t图象，则该交变电流的有效值为()图 3-1-9A 4 A B22 AC.83A D.2303A【解析】设该交变电流的有效值为I，由有效值的定义得(Im2)2Rt1I2mRt2I2Rt.而tt1t2，代入数据解得：I2303A，故 D 正确【答案】D6一个电热器接在10 V 的直流电压上，消耗的功率是P，当把它接到一个正弦式交变电压上时，消耗的功率是P4，则该交变电压的最大值是()A 5 V B7.1 VC10 V D12 V【解析】设电热器的电阻为R，则P102R，当接在交变电压上时P4(Um2)2/R，解得Um52 V7.1 V.【答案】B7如图 3-1-10所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动(O轴位于磁场边界)则线框内产生的感应电流的有效值为()精品教案可编辑图 3-1-10A.BL22RB.2BL22RC.2BL24RD.BL24R【解析】交变电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动一周只有进入磁场和离开磁场共T/4 的时间内有感应电流，则有BLL2R2RT4I2RT，所以IBL24R，D 正确【答案】D8(多选)甲、乙两电炉的电阻值相等，把甲和乙两电炉分别接到如图3-1-11(a)和(b)所示的方波交变电压和正弦式交变电压下，两种电压的周期和峰值都相等，则()图 3-1-11A用电压表测量甲电炉两端电压大B用电压表测量甲、乙两电炉两端电压一样大C两电炉消耗的电功率之比P甲：P乙 21D两电炉消耗的电功率之比P甲P乙 11【解析】图(a)为方波交变电压，由有效值定义可知U20RT2U20RT2U2aRT，即有效值为精品教案可编辑UaU0.图(b)为正弦式交变电压，有效值为UbU02，电压表测量值为有效值，所以接甲电炉的电压表示数大，A 正确、B 错误；两电炉消耗功率之比为P甲P乙U20RU022R21，C 正确、D 错误，故正确答案为A、C.【答案】AC能力提升 9(多选)如图 3-1-12甲所示为电热毯电路示意图，交流电压u311sin 100t V当开关 S 接通时，电热丝的电功率为P0；当开关S 断开时，加在电热丝上的电压如图5-2-4乙所示，则()图 3-1-12A开关接通时，交流电压表的读数为220 VB开关接通时，交流电压表的读数为311 VC开关断开时，交流电压表的读数为311 V，电热丝功率为P02D开关断开时，交流电压表的读数为156 V，电热丝功率为P02【解析】当 S 接通时，加在电热丝上的瞬时电压u311 sin 100t V，所以电热丝两端的有效电压U1Um23112V220 V，故 A 正确，B 错误当 S 断开时，前半个周期内所加电压不变，但后半个周期内U20，所以电热丝的功率P12P0.设此时交变电压的有效值为U2，由U22R12U21R得U2U12156 V，即电压表的读数为 156 V，故 D 正确，C 错误精品教案可编辑【答案】AD10 正弦交变电源的电压是220 V，它跟电阻R11 210 和R2 484、电容器、电压表一起组成的电路如图3-1-13所示，图中电压表读数为U1，电容器的耐压值为U2，保险丝D的熔断电流是I，则()【导学号：78870054】图 3-1-13AU12202 VBU2 220 VCU1220 VDI7112 A【解析】电压表读数为电压有效值，即U1220 V，C 对，A 错；而用电器的耐压值必须不小于交流电的最大值，故U2 2202 V，B 错；保险丝的熔断电流为有效值I2201 210A220484A711A，D 错【答案】C11 一个边长为6 cm 的正方形金属线框被置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为 0.36.磁感应强度B随时间t的变化关系如图3-1-14所示，则线框中感应电流的有效值为多大？图 3-1-14精品教案可编辑【解析】由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得：EtBtS，IERBtSR由题图可知03 s 内I1E1R6 10330.36 1020.36A 2 10 5A在 3 s5 s 内I2E2R0 6 10320.36 1020.36A3 10 5A根据有效值的定义得I2RtI21Rt1I22Rt2，代入数据得I6 10 5A【答案】6 105A12 如图 3-1-15所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R.当线圈由图示位置转过90?的过程中，求：图 3-1-15(1)通过电阻R的电荷量q；(2)电阻R上所产生的热量Q.【导学号：78870055】【解析】(1)依题意磁通量的变化量BS，线圈转过90?的时间为tT4242，平均感应电动势为ENt2NBS.平均感应电流为IERr2NBS（Rr）.通过电阻R的电荷量为qItNBSRr.精品教案可编辑(2)线圈中感应电动势的有效值和最大值Em的关系是EEm2NBS2，电路中电流的有效值为IERrNBS2（Rr）.电阻R上产生的热量为QI2RtN2B2S2R4（Rr）2.【答案】(1)NBSRr(2)N2B2S2R4（Rr）2