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1、1 8 描述交流电的物理量( 建议用时： 45 分钟) 学业达标 1( 多选 ) 关于交变电流的周期和频率，下列说法正确的是( ) A正弦式交变电流连续两次出现正向最大值的时间间隔等于周期B50 Hz 的交变电流，其周期等于0.05 s C频率为50 Hz 的交变电流， 1 s 内方向变化100 次D频率为50 Hz 的交变电流， 1 s 内方向变化50 次【解析】正弦式交变电流连续两次出现正向最大值的时间间隔等于一个周期，选项A正确； 50 Hz的交变电流，其周期等于0.02 s，选项 B错误；频率为50 Hz的交变电流，1 s内方向变化100 次，选项 C正确，选项D错误【答案】AC 2下
2、列说法错误的是( ) 【导学号： 31310087】A耐压值为300 V 的电容器两端可安全接到220 V 的交流电源上B交流电气设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值C计算交流电的电功、电功率及电热时电压、电流必须用交流电的有效值D没有特别说明时交流电的数值均指有效值【解析】有效值为 220 V的交流电电压的最大值为311 V， 高于电容器的耐压值300 V，选项 A错误；交流电气设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值，选项B正确；计算交流电的电功、电功率及电热时电压、电流必须用交流电的有效值，选项C正确；没有特别说明时交流电的数值均指有效值，选项D正确故选A. 【答案】A
3、3已知某交变电流变化规律是i20sin t A，当tT6时，电流的瞬时值为( ) A10 A B17.32 A C7.07 A D14.14 A 【解析】将 2T代入i20sin t得i20sin2Tt A，再将tT6代入，得i20sin2TT6A103 A 17.32 A 故 B正确【答案】B 4( 多选 ) 有一交变电流如图2-2-6 所示，则由此图像可知( ) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 2 图 2-2
4、-6【导学号： 31310088】A它的周期是0.8 s B它的峰值是4 A C它的有效值是22 A D它的频率是0.8 Hz 【解析】由图像可知，周期为0.8 s ，频率为1.25 Hz ，选项 A 正确， D 错误；峰值是 4 A，选项 B正确；因图示交流电不是正弦交流电，故有效值不是22 A ，选项 C错误【答案】AB 5(2016佛山高二期中) 如图 2-2-7所示，正弦交流电甲和方波交流电乙的峰值、频率完全相同， 把两电流分别输入完全相同的两个电阻中，经过相同的时间( 足够长 ) 后，两电阻中消耗的电能之比W甲W乙为( ) 图 2-2-7A12 B12 C11 D122 【解析】在一
5、个周期T内，正弦交流电在电阻中消耗的电能为W甲I22Rt，方波交流电在电阻中消耗的电能为W乙I2Rt，所以W甲W乙12，故 A正确【答案】A 6如图 2-2-8 所示，两个相同的定值电阻1、2 分别接在正弦交流电源和直流电源的两端，直流电压恒为U0. 当电阻 1、2 的通电时间分别为t和 2t时，两个电阻上产生的热量均为Q. 则该正弦交流电源电压的最大值是( ) 图 2-2-8名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 3
6、【导学号： 31310089】A.2U0B2U0C.22U0D.12U0【解析】设两电阻的阻值均为R，正弦交流电源电压的最大值为Um，则QUm22Rt，QU20R2t，解得Um2U0，选项 B正确【答案】B 7( 多选 ) 如图 2-2-9所示，交流电压u311sin314t6V加在阻值为220 的电阻两端，则 ( ) 图 2-2-9A电压表的读数为311 V B电流表的读数为1.41 V C电流表的读数为1 A D2 s 内电阻产生的电热是440 J 【解析】电压表的读数为有效值，读数为3112V220 V，A错误；电流表的读数也为有效值，读数为220220 A1 A，B错误， C正确；电阻
7、上产生的电热为QI2Rt122202 J440 J ，D正确【答案】CD 8如图 2-2-10 所示，一小型发电机内有n100 匝的矩形线圈，线圈面积S0.10 m2，线圈电阻可忽略不计在外力作用下矩形线圈在B0.10 T 的匀强磁场中，以恒定的角速度100 rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，发电机线圈两端与R100 的电阻构成闭合回路，求：图 2-2-10名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 4 【导学
8、号： 31310090】(1) 线圈转动时产生感应电动势的最大值；(2) 从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90角的过程中通过电阻R横截面的电荷量【解析】(1) 线圈中感应电动势的最大值EmnBS3.14102 V. (2) 设从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90角所用时间为t，线圈中的平均感应电动势EnBSt通过电阻R的平均电流IERnBSRt在 t时间内通过电阻横截面的电荷量QItnBSR1.0 102 C. 【答案】(1)3.14 102 V (2)1.0 102 C 能力提升 9( 多选)(2014 天津高考) 如图 2-2-11 甲所示， 在匀强磁场中， 一矩形金属线圈两次分别
9、以不同的转速， 绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则 ( ) 甲乙图 2-2-11A两次t0 时刻线圈平面均与中性面重合B曲线a、b对应的线圈转速之比为23 C曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz D曲线b表示的交变电动势有效值为10 V 【解析】由交变电流的图像获得最大值、周期等信息， 结合交变电流的产生过程求解A由图像可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A正确B由图像可知，曲线a、b对应的线圈转动的周期之比为23，则转速之比为32，故 B错误C由图像可知曲线a的周期Ta4102 s ，则曲线a表示的交变电动势频率fa1Ta25 Hz，故 C正确D
10、交变电动势的最大值EmnBS，则曲线a，b表示的交变电动势的峰值之比为Ema名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 5 Embab32，即Emb23Ema10 V，故曲线b表示的交变电动势的有效值为E有102 V52 V，D错误【答案】AC 10. 实验室里的交流发电机可简化为如图2-2-12 所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO轴匀速转动今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转
11、25 圈，读出电压表的示数为10 V已知R10 ，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是( ) 图 2-2-12【导学号： 31310091】A线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零B从线圈经过中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为i2cos 50 t(A) C流过电阻R的电流每秒钟方向改变50 次D电阻R上的热功率等于20 W 【解析】电压表的示数是有效值，故电压最大值Um102 V图示位置与中性面垂直，此时产生的感应电流最大，故 A错；产生的最大电压Um2U102 V ，ImUmR2 A ，225 rad/s50 rad/s，从中性面开始计时的瞬时值表达式是iImsin t2sin 50t
12、(A) ，故 B错；交变电流在一个周期内方向改变2 次，因此流过电阻R的电流每秒钟方向改变50 次，故 C对；PU2R10 W，故 D错【答案】C 11一个边长为6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中，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2-2-13所示，则线框中感应电流的有效值为 ( ) 图 2-2-13A.2105A B.6105 A 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 6
13、 C.22105 A D.322105 A 【解析】由图知 03 s 内：Bt2103T/s 为恒量，所以此段时间内I1E1RtRBtSR21033.6 1030.36 A2105A，同理 35 s 内电流I2( 3)10 5 A，方向与I1相反；由有效值定义得I21Rt1I22Rt2I2R(t1t2) ，所以I610 5A，故选 B. 【答案】B 12(2016江南十校联考) 在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为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( 如图 2-2-14 甲所示 ) ，产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图乙所示
14、，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是( ) 甲乙图 2-2-14A从t1到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量为零B从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为E0RrCt4时刻穿过线圈的磁通量变化率大小为E0Dt2时刻电阻R的发热功率为RE202Rr2【解析】由于磁通量是双向标量，在t1到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量不为零，所以为2BS，故 A错误；通过电阻的电荷量QnR总，所以t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量QnBSRr，故 B错误； 由于t4时刻产生的电动势最大，所以磁通量时间图像中，磁通量的斜率最大，即E0nK，所以KE0n，故 C错误；求功率时需用有效值，所
15、以EE02，所以电流IERr，R的发热功率为PRE202Rr2，故 D正确【答案】D 13 (2016福州高二检测) 如图 2-2-15 所示，边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 7 线圈电阻为r，线圈平面与磁场方向垂直，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B，现在线圈以OO为轴，以角速度匀速转动，以图示位置开始计时，求：图
16、2-2-15【导学号： 31310092】(1) 闭合电路中电流瞬时值的表达式；(2) 线圈从图示位置转过90的过程中电阻R上产生的热量；(3) 线圈从图示位置转过90的过程中电阻R上通过的电荷量；(4) 电阻R上的最大电压【解析】(1) 依题意，EmnBL22，ImEmRr，iImsin t所以inBL22Rrsin t. (2) 依题意，QI2RT4，IIm2，T2所以QRn2B2L416Rr2. (3)qIt，IERr，Ent所以qnRr，BL220 解得qnBL22Rr. (4)UmImR，解得UmnBL2R2Rr. 【答案】(1)inBL22Rrsin t(2)Rn2B2L416Rr2(3)nBL22Rr(4)nBL2R2Rr名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -