2019届高中物理第五章交变电流5.2描述交变电流的物理量检测（含解析）新人教版 5页

2　描述交变电流的物理量一、A组(20分钟)1.下列提到的交变电流,不是指有效值的是(　　)A.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.220V交流电压解析:电容器击穿电压指电容器两端允许加的电压的最大值。答案:C2.下列关于交变电流的说法正确的是(　　)A.若交变电流的峰值为5A,则它的最小值为-5AB.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50Hz,故电流方向每秒改变100次D.正弦交变电流i=20sin(10πt)A的峰值为20A,频率为100Hz解析: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ω=2πf得正弦式交变电流i=20sin(10πt)A的频率为5Hz,D项错误。答案:C3.(多选)关于交变电流的有效值和最大值,下列说法正确的是(　　)A.任何形式的交流电压的有效值都有U=的关系B.只有正弦式交变电流才具有U=的关系C.照明电压220V和动力电压380V指的都是有效值D.交流电压表和电流表测量的是交变电流的最大值解析:只有正弦式交变电流的有效值和最大值之间满足U=的关系,故A选项错误,B、C选项正确。交流电压表和电流表测量的是交变电流的有效值,故D选项错误。答案:BC4.n如图所示,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,则两只电阻产生的热功率的比是(　　)A.1∶4B.1∶2C.1∶1D.2∶1解析:正弦波电流通过电阻在一个周期内产生的热量为Q正=RT,则P正=·R=R。方波电流通过电阻在一个周期内产生的热量为Q方=(1A)2·RT,则P方==(1A)2·R=R。,B选项正确。答案:B5.如图是一个正弦式交变电流的图象,下列说法正确的是(　　)A.周期是0.2s,电流的峰值是10AB.周期是0.15s,电流的峰值是10AC.频率是5Hz,电流的有效值是10AD.频率是0.2Hz,电流的有效值是7.07A解析:由图象可知T=0.2s,Im=10A,故频率f==5Hz,有效值I==5A=7.07A,故A正确,B、C、D错误。答案:A6.一电阻接一直流电源,通过4A的电流时热功率为P,若换接一正弦式交流电源,它的热功率变为,则该交变电流的最大值为(　　)A.4AB.6AC.2AD.4A解析:由P=I2R,R=,接交流电源时=I'2·,2I'2=16,I'=A,Im=I'=A=4A。答案:A7.导学号95814058一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω,若外接一只电阻为95.0Ω的灯泡,如图乙所示,则(　　)nA.电压表V的示数为220VB.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484WD.发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为24.2J解析:电压表的示数为灯泡两端电压的有效值,由图象可知电动势的峰值Em=220V,则其有效值E=220V,灯泡两端电压U=IR=R=209V,故A选项错误;由图象可知T=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I==2.2A,发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为Q=I2rt=24.2J,故D选项正确。答案:D二、B组(15分钟)1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,从中性面开始转动180°的过程中,平均感应电动势和最大感应电动势之比为(　　)A.B.C.2πD.π答案:B2.在如图所示电路中,A是熔断电流I0=2A的保险丝,R是可变电阻,S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(314t)V。为了不使保险丝熔断,可变电阻的阻值应该大于(　　)A.110ΩB.110ΩC.220ΩD.220Ω解析:U=220V,Rmin=Ω=110Ω。答案:Bn3.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220V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,则此时电压表的示数是(　　)A.220VB.156VC.110VD.78V解析: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象对称性可知,只要有T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T=。解得U=110V≈156V,故B对。答案:B4.(多选)如图所示,有一矩形线圈,面积为S,匝数为n,整个线圈的电阻为r,在磁感应强度为B的磁场中,线圈绕OO'轴以角速度ω匀速转动,外电阻为R,当线圈由图示位置转过90°的过程中,下列说法中正确的是(　　)A.磁通量的变化量为ΔΦ=nBSB.平均感应电动势为C.电阻R所产生的焦耳热为Q=D.通过电阻R的电荷量为q=解析:逐项分析如下:线圈在图示位置时磁通量Φ=0,转过90°后磁通量Φ'=BS,该过程中磁通量的变化量为ΔΦ=Φ'-Φ=BS,与线圈匝数无关,A错误;该过程中所用时间Δt=,所以平均感应电动势,B正确;电路中的感应电流有效值I=,所以电阻R所产生的焦耳热Q=I2RΔt=,C错误;电路中的感应电流的平均值,所以通过电阻R的电荷量q=·Δt=,D正确。n答案:BD5.导学号95814059如图所示,一个周期性变化的u-t图象,求其最大值、周期和有效值。解析: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=0.16s。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直流电压值。根据焦耳定律,在一个周期T内电阻R产生的热量为Q1=(t1+t4)+(t2+t3)。式中t1、t2、t3、t4分别为图中一个周期内电压U1、U2对应的通电时间。对于直流电路,通过电阻R的发热量为Q2=T。由交流电压有效值的定义,知Q1=Q2。解得U=,U=V≈7.91V。此即为电压的有效值。答案:10V　0.16s　7.91V