高中物理第2章交变电流8描述交流电的物理量学业分层测评教科版选修3_2

发布于:2021-07-26 20:41:22

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 B.50 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.已知某交变电流变化规律是 i=20sin ω t A,当 t= 时,电流的瞬时值为( 6 A.10 A A C.7.07 A B.17.32 D.14.14 A T ) 2π 2π T 【解析】 将 ω = 代入 i=20sin ω t 得 i=20sin t A,再将 t= 代入,得 i= T T 6 20sin? ?2π ×T?A=10 3 A=17.32 A.故 B 正确. ? ? T 6? ) 【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( 1 图 2?2?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 2 2 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 2 2 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?7 A.1∶2 C.1∶1 B.1∶ 2 D.1∶2 2 【解析】 在一个周期 T 内,正弦交流电在电阻中消耗的电能为 W 甲=? 流电在电阻中消耗的电能为 W 乙=I Rt,所以 W 甲∶W 乙=1∶2,故 A 正确. 【答案】 A 2 ? I ?2 ? Rt,方波交 ? 2? 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 2 【导学号:31310089】 A. 2U0 C. 2 U0 2 B.2U0 1 D. U0 2 【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 Q= = ·2t,解得 Um=2U0,选项 B 正确. 【答案】 B ? Um ?2 ? ? ? 2? R t,Q U2 0 R π? ? 7.(多选)如图 2?2?9 所示,交流电压 u=311sin?314t+ ?V 加在阻值为 220 Ω 的电 6? ? 阻两端,则( ) 图 2?2?9 A.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 D.2 s 内电阻产生的电热是 440 J 311 【解析】 电压表的读数为有效值,读数为 V≈220 V,A 错误;电流表的读数也为 2 220 2 2 有效值,读数为 A=1 A,B 错误,C 正确;电阻上产生的电热为 Q=I Rt=1 ×220×2 J 220 =440 J,D 正确. 【答案】 CD 8.如图 2?2?10 所示,一小型发电机内有 n=100 匝的矩形线圈,线圈面积 S=0.10 m , 线圈电阻可忽略不计.在外力作用下矩形线圈在 B=0.10 T 的匀强磁场中,以恒定的角速度 ω =100π 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 R=100 Ω 的电阻构成闭合回路,求: 2 图 2?2?10 3 【导学号:31310090】 (1)线圈转动时产生感应电动势的最大值; (2)从线圈*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 Em=nBSω =3.14×10 V. (2)设从线圈*面通过中性面时开始,线圈转过 90°角所用时间为 Δ t,线圈中的*均 感应电动势 E =n Δt 2 BS E 通过电阻 R 的*均电流 I = R = nBS RΔ t nBS -2 =1.0×10 C. R 在 Δ t 时间内通过电阻横截面的电荷量 Q= I Δ t= 【答案】 (1)3.14×10 V 2 (2)1.0×10 -2 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 分别以不同的转速, 绕与磁感线垂直的轴匀速转

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