2020-2021学年2 交变电流的描述作业ppt课件

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第三章　2一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)1．下列提到的交流电，哪个指的不是交流电的有效值(　C　)A．交流电压表的读数B．保险丝的熔断电流C．电容器的击穿电压D．电动机铭牌上的额定电压解析：交流电表的示数，是有效值；保险丝的熔断电流，也是有效值；电容器的耐压值，是指的峰值；电动机铭牌上的额定电压，也是有效值。题目要求不是有效值，故选C。2．一个照明电灯两端允许加的最大交流电压为311 V，当它接入220 V照明电路上，这个灯将(　D　)A．灯不亮　　　　　　　 B．灯丝将烧断C．只能暗淡发光 D．能正常发光解析：电灯的额定电压为U＝＝ V＝220 V，当它接入220 V的照明电路上时能正常发光。3．我国家庭照明电路的电压随时间变化的规律为u＝311sin 100πt( V)。下列说法中正确的是(　 A　)A．标有“输入电压100 V～240 V、50 Hz”旅行充电器接在该交流电上可以正常工作B．标有“输入电压100 V～240 V、100 Hz”旅行充电器接在该交流电上可以正常工作C．该交流电只能给标有311 V的用电器供电D．该交流电给某电器供电与用311 V的稳恒直流电给该电器供电，效果相同解析：该交流电的峰值为311 V，有效值为220 V；角速度为100π；则频率f＝50 Hz，故A正确，B错误；该交流电只能为220 V的用电器工作，故C错误；根据有效值的定义可知，该交流电给某电器供电与用220 V的稳恒直流电给该用电器供电，效果相同，故D错误，故选A。4．(2021·云南省富宁一中高二下学期期中)如图所示的甲、乙两图分别表示两个交变电压，比较这两个交变电压，它们具有共同的(　C　)A．有效值 B．频率C．最大值 D．均不一样解析：图甲为正弦交流电，电压有效值Ua＝＝ V；图乙为大小不变，方向改变的交流电，电压有效值Ub＝Um＝2 V。故两电压的有效值不同。由题图可知，两个交变电压周期不相同，则频率不相同；由题图可知，两个交变电压最大值均为2 V。故两电流的最大值相同。故选项C正确。5．(2020·河北省承德市高二上学期期末)一交流电压的瞬时值表达式为u＝220 sin 50πt(V)，下列判断正确的是(　C　)A．该交流电压的频率为50 HzB．t＝0.01 s时，该交流电压的瞬时值为55 VC．直接用电压表测该交流电压，其示数为220 VD．若将该交流电压加在阻值为2 kΩ的电阻两端，则电阻的发热功率为20 W解析：频率为：f＝＝25 Hz，故 A错误；t＝0.01 s时，u＝220sin 50πt(V)＝220sin 50π×0.01 V＝220 V，故B错误；电压表测量的电压有效值，则E＝＝220 V，故C正确；若将该交流电压加在阻值为2 kΩ的电阻两端，则电阻的发热功率为P＝＝ W＝24.2 W，故D错误。6．(2021·四川省成都市树德中学高二下学期期中)如图所示，标有“220 V,40 W”的灯泡和标有“20 μF　360 V”的电容器并联到交流电源上，为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示，闭合开关S。下列判断正确的是(　D　)A．电容器会被击穿B．灯泡不能正常发光C．t＝时刻，交流电压表的示数为 220 VD．t＝时刻，通过灯泡的电流为零解析：交流电压的峰值Um＝220 V＝311 V<360 V ，因此电容器不会被击穿，A错误；加在灯泡两端的电压的有效值为220 V，因此灯泡正常发光，B错误；电压表测量的是电压的有效值，为220 V，C错误；t＝时刻，加在灯泡两端的电压的瞬时值为零，因此这一瞬间流过灯泡的电流为零，D正确。7．(2020·北京市西城区高二上学期期末)交变电源与电阻R、交流电压表按图1所示的方式连接，R＝10 Ω。交变电源产生正弦式电流，图2是电源输出电压的u－t图像。交流电压表的示数是10.0 V。则(　C　)A．通过R的电流峰值为1.0 A，频率为50 HzB．通过R的电流峰值为1.0 A，频率为100 HzC．通过R的电流峰值为1.4 A，频率为50 HzD．通过R的电流峰值为1.4 A，频率为100 Hz解析：由欧姆定律可知，通过电阻R的有效值：I＝＝ A＝1.0 A，电流的峰值：Im＝I＝ A≈1.4 A；由图2所示图线可知，电流的周期：T＝0.02 s，频率：f＝1/T＝1/0.02 Hz＝50 Hz，故C正确，ABD错误。8．(2020·山东省寿光实验中学高二检测)(多选)如图甲所示为电热毯电路示意图，交流电压u＝311sin 100πt(V)，当开关S接通时，电热丝的电功率为P0；当开关S断开时，加在电热丝上的电压如图乙所示，则(　AD　)A．开关接通时，交流电压表的读数为220 VB．开关接通时，交流电压表的读数为311 VC．开关断开时，交流电压表的读数为311 V，电热丝功率为D．开关断开时，交流电压表的读数为156 V，电热线功率为解析：当S接通时，加在电热丝上的瞬时电压u＝311sin 100πt(V)，所以电热丝两端的有效电压U1＝＝ V＝220 V，故A正确，B错误；当S断开时，前半个周期内电热丝两端所加电压不变，但后半个周期内电热丝两端电压为0，所以电热丝的功率P＝P0，设此时交变电压的有效值为U2，由＝·得U2＝＝156 V，则电压表的读数为156 V，故D正确，C错误。二、非选择题9．(12分)(2021·湖北武汉外国语学校高二下学期期中)如图所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图，转轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮。电枢线圈绕在固定的U形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦交流电，给车头灯供电。已知自行车车轮半径r＝35 cm，摩擦小轮半径r0＝1.00 cm，线圈匝数N＝800，线圈横截面积S＝20 cm2，总电阻R1＝40 Ω，旋转磁极的磁感应强度B＝0.01 T，车头灯电阻R2＝10 Ω。当车轮转动的角速度ω＝8 rad/s时，求：(1)发电机磁极转动的角速度；(2)车头灯中电流的有效值。答案：(1)280 rad/s　(2)0.063 A解析：(1)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，故有ω0r0＝ωr，ω0＝＝8× rad/s＝280 rad/s。(2)摩擦小轮带动磁极转动，线圈产生的感应电动势的最大值为Em＝nBω0S＝800×0.010×280×20×10－4 V＝4.48 V，感应电动势的有效值E＝，通过车头灯的电流有效值为I＝＝＝ A＝0.063 A。一、选择题(本题共4小题，每题6分，共24分)1．(2021·广东省汕头市高二调研)下列电路，能防止高频交变电流的冲击，有效保护电器的是(　C　)解析：电容器能通交流，隔直流，而对交流电也有阻碍作用，交流电频率越高，同一电容器容抗越小，所以电容器对于高频交变电流的阻碍作用小于它对低频交变电流的阻碍作用，因此不能有效保护电器，故 A错误；电阻对交流电的阻碍作用与交流电频率无关，故B、D错误；电感器对交流电有阻碍作用，交流电频率越高，同一电感器感抗越大，所以电感器对高频交变电流的阻碍作用大于对低频交变电流的阻碍作用，故C正确。2．如图所示电路中，电源电压u＝311sin 100πt(V)，A、B间接有“220 V　440 W”的电暖宝、“220 V　220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是(　D　)A．交流电压表的示数为311 VB．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 AC．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D．1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J解析：由u＝311sin 100πt V可知，交变电压的有效值为220 V，故交流电压表的示数为220 V，选项 A错误；由两用电器的额定功率为660 W，根据P＝UI可知，保险丝的额定电流应不小于3 A，选项B错误；因抽油烟机220W包括热功率及机械功率，故电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍还要多，选项C错误；根据W＝Pt可得1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J，选项D正确。3．(2020·广东省第二师范学院番禺附属中学高二下学期期中)如图所示，甲图为正弦式交流电，乙图正值部分按正弦规律变化，负值部分电流恒定，丙图为方波式交流电，三个图中的I0和周期T相同。三种交流电的有效值之比为(　A　)A．2 B．2C．2 D．2解析：图甲是正弦交流电，有效值为：I1＝＝I0 ，图乙：根据电流的热效应，有：2R·＋IR·＝IR·T ，解得：I2＝I0，图丙是方波，电流大小不变，仅方向改变，有效值为：I3＝I0故三种交流电的有效值之比为：2，故A正确B、C、D错误。4．(2020·成都外国语学校高二下学期入学考试)如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，角速度为ω，线圈匝数为n，电阻为r，外接电阻为R，为理想交流电流表，线圈从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)转过60°时的感应电流为I，下列说法错误的是(　A　)A．电流表的读数为2IB．转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为C．从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为D．线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为解析：由题有I＝Imcos，则得感应电流的最大值Im＝2I ，有效值I有＝Im＝I ，则电流表的读数为I，故A错误；感应电动势的最大值Em＝Im(R＋r)＝2I(R＋r) ，又Em＝nBSω ，磁通量的最大值Φm＝BS联立解得Φm＝ ，故B正确；从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为q＝＝n＝·＝ ，故C正确；线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热Q＝IRT＝(I)2R·＝ ，故D正确。本题选错误的，故选A。二、非选择题5．(16分)如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，磁场的磁感应强度为B。线圈匝数为n，电阻为r，长为l1，宽为l2，转动角速度为ω。线圈两端外接阻值为R的电阻和一个理想交流电流表。求：(1)线圈转至图示位置时的感应电动势； (2)电流表的读数；(3)从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式；(4)从图示位置开始，转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量；(5)图示位置时，图中左侧的边(长为l1)所受安培力的大小和方向。答案：(1)nBωl1l2　(2)　(3)e＝nBωl1l2sin ωt　(4)　(5)　垂直纸面向里解析：(1)此时电动势有最大值Em＝nBωl1l2(2)由Im＝，Im＝I，求出I＝(3)e＝nBωl1l2sin ωt(4)q＝＝(5)F＝nBIml1＝nBl1＝　垂直纸面向里