描述交變電流的物理量習題(有答案)

1、課后鞏固作業(yè)限時：45分鐘 總分：100分一、選擇題（包括8小題，每小題8分，共64分）1 .以下說確的是（）A.發(fā)電機、電動機銘牌上所標數(shù)值為有效值B.電容器的擊穿電壓為所加交流電壓的有效值C.交流電壓表所測數(shù)值為瞬時值D.保險絲的數(shù)值為最大值解析：電容器的擊穿電壓和電工工具上標明的電壓值為交變電壓 的最大值.保險絲的數(shù)值為有效值.答案：A2.下列關于交流電的說法中，不正確的是（）A.若交流電最大值為5 A,則它的最小值為5 AB.用交流電流表測交流電流時，指針來回擺動C.我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用的交變電流，頻率為 50 Hz,故電 流向每秒改變100次D.正弦式交變電流i=220，2sin1

2、00疝A的最大值為311 A, 頻率為100 Hz解析：交流電最大值為5 A,最小值應為0, A項說法錯誤；用 交流電流表測交流電流時，指針并不來回擺動；我國交變電流，頻率 為50 Hz,電流向每秒改變 100次；正弦式交變電流 i = 220亞 sin100疝A的最大值為311 A ,頻率為50 Hz ,所以B、D兩項說法也錯誤.答案：ABD. 一一兀3.如下圖所不，交流電壓 u = 311sin 314t+ 6 V加在阻值為220 Q的電阻兩端，則（）A.電壓表的讀數(shù)為311 VB.電流表的讀數(shù)為1.41 VC.電流表的讀數(shù)為1 AD. 2 s電阻產(chǎn)生的電熱是440 J311解析：電壓表測

3、的是有效值，故讀數(shù)為 J V,電流表示數(shù)應為1.0 A,故C、D正確.答案：CD4. 一個照明電燈，其兩端允加的最大電壓為311 V.當它接入220 V的照明電路時，這盞燈（）A.將不亮C.只能暗淡發(fā)光B.燈絲將燒斷D.能正常發(fā)光解析：220 V的電路具有效值為220 V,最大值為311 V,正好 適合.答案：D5. 一正弦交變電流的電壓隨時間變化的規(guī)律如下圖所示.由圖 可知()A.該交流電壓瞬時值的表達式為 u=100sin(25 t) VB.該交流的頻率為25 HzC.該交流電壓的有效值為100 2 VD.若將該交流電壓加在阻值為 R= 100 Q的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50 W2解

4、析：從題圖中可知，該交流期 T= 4X10s,峰值電壓Um =1Um；100 V,交流的頻率f=T= 25 Hz,有效值U = 2 = 50/2 V.加在Ru2一= 100 Q的電阻上時的熱功率 P= -=50 W,瞬時值表達式 u = RUmsin2 =100sin(50 由 V.故正確選項為 B、D.答案：BD6.下圖甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按 正弦規(guī)律變化.下列說確的是（）A.圖甲表示交流電，圖乙表示直流電B.兩種電壓的有效值相等C.圖甲所示電壓的瞬時值表達式為 u = 311sin100疝VD.兩種電壓的期相同A 一 一、j 一一、一311解析：題圖甲、乙都表水交

5、流電，圖甲中有效值 U=12 V，而 圖乙中的有效值不存在這一關系，所以它們的有效值不相同.由圖甲 看出 T=2X10 2 s, 3=2= 100 兀，所以 u=311sin100 成 V.由圖 象可知兩種電壓的期都是2X102 s.答案：CD7 .把一只電熱器接在100 V的直流電源上，在t時間產(chǎn)生的熱 量為Q,若將它分別接到U1 = 100sin 3t V和U2 = 50sin2 3t V的交流電源上，仍要產(chǎn)生Q的熱量，則所需時間分別是（）A. t,2tB. 2t,8tC. 2t,2tD. t,4t解析：計算電熱器在t秒產(chǎn)生的熱量時應該用電壓的有效值，對2100100100 21Ui =

6、100sin M V,電壓有效值為-72- V,故一t= 72 Rt/，所50100 250以t' =2t;對S=50sin2 3t V,電壓有效值為 12 V,故一r= 聿21 一2rt，所以 t =8t.答案：B8 . 一個邊長為6 cm的正形金屬線框置于勻強磁場中，線框平 面與磁場垂直，電阻為0.36 Q.磁感應強度B隨時間t的變化關系如 下圖所示，則線框中感應電流的有效值為（）Aa/2x 10 5 ABa/6x10 5 AC*x 10 5 AD.32X10 5 A解析：由題圖知03 s：號=2X10 3 T/s為恒量，所以此段時ABlS S口 口 及 間 11 =R At R

7、R2X 10 3X 36X 10 4_ 236X 10A = 2X 10 5 A,同理 3 s5 s 電流 I2 =孚BS= -3X 10 5A,向與I1相反；由有效值定義得I2Rt1 + I2Rt2 = l! RI2R(t1+t2),所以 I = 16x10 5 A,故選 B.答案：B二、非選擇題(第9題12分，第10題12分，第11題12分， 共36分)9 .在如下圖甲所示區(qū)域(圖中直角坐標系Oxy的第一、三象限) 有勻強磁場，磁感應強度向垂直于紙面向里，大小為B.半徑為1,圓心角為60 °的扇形導線框OPQ以角速度繞O點在紙面沿逆時針向 勻速轉(zhuǎn)動，導線框回路電阻為 R.(1)求

8、線框中感應電流的最大值I0和交變感應電流的頻率f;(2)在圖乙中畫出線框在一的時間感應電流I隨時間t變化的圖象.(規(guī)定與圖中線框的位置相應的時刻為t= 0)解析：（1）設在從圖中位置開始（t = 0）轉(zhuǎn)過60°的過程中，經(jīng) 用, 轉(zhuǎn)角0=3及，回路的磁通量為=； G2B.由法拉第電磁感應定律，感應電動勢為e=¥.i2RB12.I0由于勻速轉(zhuǎn)動，這就是最大的感應電動勢.由歐姆定律可求得前半圈和后半圈I（t）相同，故感應電流頻率等于旋轉(zhuǎn)頻率的2倍,（2）圖象略.10 .曾經(jīng)流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機，如圖甲為其結(jié)構示意圖，圖中 N、S是一對固定的磁極，abcd

9、為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過 bc邊中點，與ab邊平行，它的一端 有一半徑0=1.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣接觸，如 圖乙所示.當車輪轉(zhuǎn)動時，因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動，從而使線框在磁 極間轉(zhuǎn)動.設線框由N = 800匝導線圈組成，每匝線圈的面積 S= 20 cm2,磁極間磁場可視為勻強磁場， 磁感應強度B=0. T,自行車車輪 的半徑R=35 cm,小齒輪的半徑 R = 4.0 cm,大齒輪的半徑 Ra = 10.0 cm.現(xiàn)從靜止開始大齒輪加速轉(zhuǎn)動，問大齒輪的角速度為多大時 才能使發(fā)電機輸出電壓的有效值 U = 3.2 V?（假定摩擦小輪與自行車 車輪之間無相對滑動，線框阻不

10、計）解析：當自行車車輪轉(zhuǎn)動時，通過摩擦小輪使發(fā)電機的線框在勻 強磁場轉(zhuǎn)動,線框中產(chǎn)生正弦交流電動勢，最大值Em= sBSN.其中3。為線框轉(zhuǎn)動的角速度，即摩擦小輪轉(zhuǎn)動的角速度.2線框阻不計，則發(fā)電機輸出電壓的有效值 U =-Em.設自行車車輪轉(zhuǎn)動的角速度為31 ,由于自行車車輪與摩擦小輪之間無相對滑動，則 Ri3i = ro30.小齒輪轉(zhuǎn)動的角速度與自行車車輪轉(zhuǎn)動的角速度相同，也為31.設大齒輪轉(zhuǎn)動的角速度為 3,有R3 3= R?31,由以上各式解得2U R2r。3=樂 3m，代入數(shù)據(jù)得3=3.2 rad/s. BSN R3R111 .如下圖所示，間距為L的光滑平行金屬導軌，水平地放置在 豎直向的磁感應強度為B的勻強磁場中，一端接阻值為R的電阻.一 個電阻是R。，質(zhì)量為m的導體棒放置在導軌上，在外力 F作用下從 t = 0的時刻開始運動，其速度隨時間的變化規(guī)律為 v=vmaxsin(ot.不計 導軌電阻，求：2兀（1）從1 = 0到1=一時間電阻R廣生的熱量;3=/時間外力F所做的功.2 3解析：（1）導體棒產(chǎn)生的感應電動勢e=BLv= BLvmaxSin 3t是正弦式交變電流，具有效值為EmBlVmax ,E=/=否'在2兀及=T的時間，電 3阻R上產(chǎn)生的熱量為_2Q