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表征交变电流的物理量基础夯实1.如图是某交流发电机产生的交变电流的图象,根据图象可以判定()(导学号51130096)A.此交变电流的频率为5 HzB.此交变电流的周期为0.1 sC.将标有“12 V、3 W”的灯泡接在此交变电流上,灯泡可以正常发光D.图象上对应的0.15 s时刻,发电机中的线圈刚好转至中性面答案：A解析：由图象知该电压的峰值为Um=12 V,其有效值为U=6 V ,周期为T=0.2 s,频率为f=5 Hz.0.15 s时刻电压达峰值,发电机中的线圈刚好转至与磁场平行.2.(多选)某交流电压的u-t图象如图所示,则该交流电压()A.周期T=0.01 sB.频率f=50 HzC.电压有效值U=200 VD.用交流电压表测量时读数为220 V答案：BD解析：由图象知该交流电压的周期T=0.02 s,频率f=50 Hz,交流电压的峰值为Um=220 V,则有效值U=220 V.3.(多选)某交变电源的电压瞬时值表达式为u=6sin 100t V,则下列说法中正确的()(导学号51130097)A.交流电压表测电源电压,示数应为6 VB.用此电源给打点计时器供电,其打点时间间隔为0.01 sC.标有“6 V,2 W”的灯泡接在此电源上,小灯泡正常发光D.标有“6 V,10 uF”的电容器接在此电源上,电容器将被击穿答案：CD解析：该电压的峰值为Um=6 V,其有效值为U=6 V,周期为T=0.02 s.标有“6 V,10 uF”的电容器,其耐压值6 V是指其能承受的电压的峰值.4.电阻R1、R2与交流电源按照图甲所示方式连接,R1=10 ,R2=20 .合上开关S后,通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示.则()A.通过R1的电流的有效值是1.2 AB.R1两端的电压有效值是6 V C.通过R2的电流的有效值是 AD.R2两端的电压有效值是6 V答案：B解析：由图象知该电流的峰值为Im= A,其有效值为I=0.6 A.5.某种型号的电热毯的电路图如图甲所示,电热毯接在交变电源上,通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如图乙所示.此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为()(导学号51130098)A.110 VB.156 VC.220 VD.311 V答案：B解析：设交流电的有效值为U,令该交流电通过电阻R,在一个周期内有T=.所以该交流电压的有效值为U=Um/2=156 V.6.关于交变电流的下列说法正确的是()A.在一个周期内交变电流的方向只改变一次B.交流电器设备上标出的电压和电流值都是指最大值C.某正弦交流电压的最大值为311 V,则该交流电压最小值为-311 VD.用交流电流表和电压表测交流电流或电压时,测得的应是电流或电压的有效值答案：D解析：线圈每经过中性面一次,电流方向改变一次,所以在一个周期内交变电流的方向改变两次,A错;交流电器设备上标出的电压和电流值都是指有效值,B错;交变电流的正负号表示方向,C错;在交流电路中,电压表与电流表的示数均为有效值,D对.7.(多选)一个矩形线圈的匝数为N匝,线圈面积为S,在磁感应强度为B的匀强磁场中以的角速度绕垂直磁感线的轴匀速转动,开始时,线圈平面与磁场平行.对于它产生的交变电动势,下列判断正确的是()A.瞬时表达式为e=NBSsin t B.有效值为NBSC.平均值为NBS D.频率为/2答案：BD解析：该交变电动势的瞬时表达式应为e=NBScos t.不指定时间是无法计算交变电流的平均值的.8.一电热器接在 10 V的直流电源上,发热消耗一定的功率.现将它改接在正弦交流电源上,要使它发热消耗的功率等于原来的一半则交流电压的最大值应为()(导学号51130099)A.5 VB.7.07 VC.10 VD.14.14 V答案：C解析：接直流有:P=,接交流有:P=.9.两只阻值相同的电阻分别通以正弦式交变电流和方形交变电流,如图所示,若它们的电流最大值相等,则两只电阻产生的热功率之比为()A.14B.12C.11D.21答案：B解析：P1P2=RI2R=12.10.一个边长为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的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为(注意B的单位:B/10-3 T)()(导学号51130100)A.105 A B.105 AC.105 AD.105 A答案：B解析：03 s的电流为I1=210-5 A,同理可得35 s的电流为I2=310-5 A,设交流电的有效值为I,在一个周期内有I2RT=Rt1+Rt2.所以该交流电的有效值为I=105 A.11.(多选)一正弦式交流电压的电压随时间变化的规律如图所示.由图可知()A.该交流电压的瞬时值的表达式为u=100sin (25t) VB.该交流电压的频率为25 HzC.该交流电压的有效值为100 VD.若将该交流电压加在阻值R=100 的电阻两端,则电阻消耗的功率为50 W答案：BD解析：由图象知该电压的峰值为Um=100 V,其有效值为U=50 V ,周期为T=0.04 s,频率为f=25 Hz.12.如图所示,单匝线圈在匀强磁场中绕OO轴从图示位置开始匀速转动,已知从图示位置转过时,线圈中电动势大小为10 V,求:(导学号51130101)(1)交变电动势的峰值;(2)线圈从图示位置转过的过程中,交变电动势的平均值.解(1)线圈从中性面开始计时,则此交流电动势的表达式为e=Emsin t.线圈从图示位置转过时e=Emsin =10 V所以Em=20 V.(2)当线圈转过时,=BS.由Em=BS得=所以T=12.7 V.能力提升13.如图所示,交流发电机的矩形线圈abcd中,ab=cd=50 cm,bc=ad=30 cm,匝数n=100,线圈电阻r=0.2 ,外电阻R=4.8 .线圈在磁感应强度B=0.05 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO匀速转动,角速度=100 rad/s.求:(1)产生感应电动势的最大值;(2)交流电压表和交流电流表的示数各为多少?(3)此发电机的功率为多少?解(1)设ab=l1,bc=l2,则交流电动势的最大值为Em=nBl1l2=235.5 V.(2)电流的有效值为I=Im=33.3 A路端电压的有效值为U=IR=160 V,则电压表的示数为160 V,电流表的示数为33.3 A.(3)电动势的有效值为E=Em=167 V,则发电机的功率P=IE=5 561 W.
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