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1、2描述交变电流的物理量 同步练习 选择题1关于交流电流，下列说法中正确的是（）A 只有大小和方向都随时间按正弦规律变化的电流才叫交变电流B大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流C大小和方向都随时间变化的电流叫做交变电流D只有强度随时间做周期性变化的电流叫做交变电流2矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法正确的是（）A 穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大B穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大C穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零D穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零3关于交变电流，下列说法中正确的是（）A 交流电器设备上所标
2、的电压和电流值是交流的最大值B用交流电流表和电压表测定的读数值是交流的瞬时值C给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D跟交流有相同的热效应的直流的数值是交流的有效值4电流方向每秒改变50 次的交变电流，它的周期和频率分别是（）A 0.04s， 25HzB 0.08s，25HzC0.04s， 50HzD 0.08s， 50Hz5有一只“的是220 V ，100 W ”的灯泡，接在u 311sin314tV的交变电源上，下列说法中正确（）A 灯泡能正常发光B与灯泡串联的电流表的示数为0.45 AC与灯泡并联的电压表的示数为220 VD通过灯泡的电流的表达式为i 0.45sin314t
3、A6关于交变电流，下列说法中正确的是（）A 若交变电流的最大值是10A ，则有效值一定是5 2 AB用交流电流表测量交流电流时，指针来回摆动C演示交变电流随时间的变化规律时，应采用直流电流表D我国照明用电的交变电压u 220sin100 t V7若电流表达式为i Imsint，其他条件不变，而使线圈的匝数和转速同时增加一倍，则电流变化规律为（）A i 2I msin2tB i 4I msin2tCi 2I msintD i 4I msint8一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率为P。当接到电压U 10sintV 的交流电源上，它的发热功率是（）A 0.25PB 0.5PCPD 2P9线
4、圈在匀强磁场中转动产生交变电流，下列说法中正确的是（）A 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次10把 220 V 的正弦式电流接在440 电阻两端，则该电阻中电流的最大值为（）A 0.5 AB 0.52 AC2 2 AD 2A11一束带电粒子沿着通有交变电流的螺线管的中心轴线射入管内，则粒子在管内的运动状态是（）A 往复运动B匀速直线运动C匀加速直线运动D匀速圆周运动12在阻值为论中正确的有500的电阻丝中，
5、通以50Hz的正弦交流电，每秒产生的热量为5J，下列结（）A 平均每个周期内产生的热量为1 JB交变电流的最大值为0.14 AC该电阻丝两端交变电压的最大值为75 VD该电阻丝两端交变电压的有效值为50 V13一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动。在转动过程中， 线框中的最大磁通量为m，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是（）A 当磁通量为零时，感应电动势也为零B当磁通量减小时，感应电动势在增大C当磁通量等于0.5m 时，感应电动势等于0.5Em。D角速度等于 Emm14影响正弦式交变电流电动势大小的因素是（）A 交流发电机电枢的转速B交流发电机中磁场的磁感应强度C交流
6、发电机电枢的粗细D交流发电机电枢导线的匝数15如图 1 所示，已知交流电源电压u 200sin100tV ，电阻 R 100，则交流电流表和交流电压表的读数分别为（）A 1.41 A ， 200 VB1.41 A ， 141 VC2 A ，200 V图 1D 2 A，141 V16如图 2 所示，正弦波（甲）和方波（乙）的交流的最大值和周期相等，把此两电流通过完全相同的电阻， 则在一个周期的时间里，两电阻的电功之比W 甲 W 乙 为（）i/ Ai/ AI mI mt/ st/ s- I m- I m甲图 2乙2C 14A 1B 1 2D 1 1 填空题17研究交变电流的规律一般总是从中性面开始
7、计时，线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向就改变_次，故线圈转一周，感应电动势和感应电流的方向就改变_次。18如图 3 示的正弦交流电流，其电流瞬时值的表达式为i _A 。19一台交流发电机， 产生交变电动势的最大值为500V ，周期为 0.02s，保持其它条件不变，把转速提高到原来的2 倍，则交变电动势的有效值为_V ，周期为 _s 。图 3图 420如图 4 所示，一个r/s。已知 ab 边长为100 匝的矩形线圈30 cm， bc 边长为abcd 在匀强磁场中绕OO 轴匀速转动，转速为5040 cm，磁场的磁感应强度为0.2 T ，若从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表
8、达式为e_V ，开始计时后0.01 s，电动势的瞬时值为_V ，此时通过线圈的磁通量为_Wb ，又过了 0.02 s，电动势的瞬时值为_V ，这时线圈平面与中性面夹角为_度。21在相同时间内， 某正弦交变电流通过一阻值为100的电阻产生的热量，与一电流强度为 3A 的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则电阻两端的交流电的电压的有效值为 _V ，最大值为 _V 简答题22电容器的两个极板间的电压如果太高，绝缘层就会击穿，损坏电容器， 电容器的耐压值一般都标在外壳上。有些电容器是用在交流电路中的，一个标有耐压250 V 的电容器，能否用在 220 V 的交流电路中？为什么？23一台发电机产生
9、的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为311 V，线圈在磁场中转动的角速度是100rad/s。（ 1）写出感应电动势的瞬时值表达式；（ 2）若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路，电路中的总电阻为 100 ，试写出通过负载的电流强度的瞬时表达式。在t 1 s 时电流强度的瞬时值为多少？120答案和解析选择题1【答案】 B【点拨】 大小和方向都随时间按正弦规律变化的电流叫正弦式电流，只是交变电流中的一种特殊情况， A 错误；根据交流电的定义判断，B 正确， C、 D 错误。2【答案】 C【点拨】当线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率等于零，产生的感应电动势等于零。 在中性面位置，
10、 线圈切割磁感线的边的速度方向恰好与磁场方向平行。C 正确。3【答案】 CD【点拨】 交流电器设备上所标的电压和电流值是有效值，A 错误；用交流电流表和电压表测定的读数值是有效值，B 错误；给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值，C 正确；由有效值的定义知，D 正确。4【答案】 A【点拨】电流方向一个周期内改变两次，所以周期为0.04s，频率为25Hz ， A 正确。5【答案】 ABC【点拨】从电压瞬时值表达式知，电压的最大值为Um 311V ，电压有效值为UU m 220V ，2故“ 220 V， 100 W ”灯泡接在此交变电源上能正常发光，A 正确；灯泡正常发光时的电流I P
11、 0.45A ，也是与灯串联的电流表的示数，B 正确；电压表与灯并联测得的是灯的电压U有效值，故示数为220 V， C 正确；通过灯的电流的有效值为0.45 A ，故其最大值Im2 I0.64 A ，通过灯泡的电流的表达式为i 0.64sin314t A ，D 错误。6【答案】 C【点拨】只有正弦（余弦）交变电流的最大值才是其有效值的2 倍， A 错误；交流电流表测的是有效值， B 错误；直流电表接在交变电路中，指针左右摆动，能显示强弱和方向的变化， C 正确；我国照明用电的交变电压u 311sin100t V ， D 错误。7【答案】 A【点拨】 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转动轴匀速
12、转动时，产生的感应电动势的最大值为 Em NBS ，当转速和匝数同时增加一倍时，Em4Em。由于匝数加倍，由电阻定律知 R 2R。根据欧姆定律得Im Em ，所以 Im 2I m。故有 i 2I msin2t， A 正确。R8【答案】 B【点拨】由电压的瞬时值表达式知，电压的最大值为 Um 10V ，所以电压的有效值 U 5 2V 。由题意有：PU 2102，则 PU 2(5 2) 21 P ， B 正确。RRRR29【答案】 C【点拨】 线圈平面经过中性面时感应电动势和感应电流方向同时改变，线圈转动一周， 经过中性面两次，电流方向改变两次，C 正确。10【答案】 B【点拨】 220 V 指的
13、是有效值，根据欧姆定律，电流的有效值为I U 0.5A ，所以电流的R最大值为 I m2I 0.52 A ， B 正确。11【答案】 B【点拨】 尽管有交变电流通过螺线管导致管内的磁场强弱、方向做周期性变化，但是管内的磁感线始终与中心轴线平行，因此，带电粒子在管内不受洛伦兹力的作用作匀速直线运动，B 正确。12【答案】 BD【点拨】每秒产生的热量为5J，每秒共 50 个周期，所以平均每个周期内产生的热量为0.1J，A 错误；由 Q U 2t ，得电压的有效值 U 50 V ， D 正确；电压的最大值为Um 502 R70.7V ，C 错误；根据欧姆定律，电流的最大值为I mU m 0.14A
14、， B 正确。R13【答案】 BD【点拨】线圈在转动，当磁通量为零时，线圈平面与磁感线平行，磁通量变化率最大，线圈中的某边垂直切割磁感线，感应电动势最大，A 错误；当磁通量减小时，线圈向最大值位置转动，感应电动势在增大，B 正确；感应电动势与磁通量间为非线性关系，C 错误；感应电动势的最大值Em BSm，得 Em ， D 正确。m14【答案】 ABD【点拨】正弦式交变电流电动势瞬时值表达式为eEm sintnBSsint ，从表达式知，影响电动势大小的因素有线圈的匝数、磁感应强度、线圈面积、角速度（转速），A 、B 、D正确。15【答案】 B【点拨】交流电流表和电压表测的都是有效值。从电压的瞬
15、时值表达式知，电压的最大值Um 200V ，所以电压的有效值U 1002 V 141 V。根据欧姆定律，电流的有效值IUR1.41 A ， B 正确。16【答案】 B【点拨】甲图中电流的有效值I1Im，乙图中电流的有效值I2 Im。由题意知 WI m2 () RT，2甲2W2W 12， B 正确。乙 I m RT，所以 W甲 乙填空题17【答案】一；两【点拨】 线圈经过中性面时，穿过线圈平面的磁感线方向改变。经过中性面前后的磁通量变化情况不同，根据楞次定律判断，经过中性面时产生的感应电流方向改变。转动一周， 线圈经过中性面两次，所以转动一周，感应电流的方向改变两次。18【答案】 i 4sin3
16、14tA【点拨】 从图中知， 电流的最大值为4A ，周期为 0.02s，得角速度 100rad/s 314rad/s，故电流瞬时值的表达式为i 4sin314tA 。19【答案】 5002 ； 0.01【点拨】感应电动势的最大值Em NBS ，转速提高到原来的2 倍，则电动势的最大值变为原来的两倍，达到1000V ，电动势的有效值 E 500 2V；转速提高到原来的2 倍，周期应减小为原来的一半，即周期为0.01s。20【答案】 754sin314t； 0； 2.4 10 2； 0； 0【点拨】由转速得角速度为 2n 100rad/s，周期为 T 0.02s。感应电动势的瞬时值表达式为 eNB
17、S sint 754sin314tV 。从中性面开始计时，经半周期的整数倍，线圈的位置仍然在中性面。21【答案】 300； 300 2【点拨】由交流电电压的有效值定义有，电压的有效值U IR300V ，电压的最大值为U m 2U = 300 2 V 。计算题22【答案】不能【解析】因为电容器上标的耐压250V ，是指电容器所能承受的最大电压，若超过250V ，就会使电容器极板间的绝缘物质被击穿而导电。而通常所说的交流电路的电压220 V ，指的是电压的有效值，它的最大值为Um2U 310V ，这个电压高于250V ，所以这个电容器不能用在220 V的交流电路中。23【答案】（ 1） e 311sin100t V ；（ 2） 1.55 A【解析】（ 1）因为电动势的最大值Em 311 V ，角速度 100 rad/s，所以电动势的瞬时值表达式为：e311sin100t V（2）根据欧姆定律，电路中电流强度的最大值为：I m Em 3.11 A ，所以通过负载的电流强度的瞬时值表达式是：Ri 3.11sin100t A当 t 1 s 时，电流的瞬时值为：1201i 3.11sin(100)A 1.55 A 。120