物理选择性必修 第二册3.2 交变电流的描述同步测试题

【特供】第2节交变电流的描述同步练习

一．填空题

1．(1)我们日常生活中照明用的交流电电压随时间变化的图象是________．

(2)如图，桌面上放一闭合金属线圈，把一竖立的条形磁铁从位置A快速移到桌面上的位置B，则此过程线圈中________(选填“有”或“无”)感应电流．若此实验做了两次，磁铁从位置A移到位置B的时间第一次比第二次长，则线圈中产生的感应电动势第一次比第二次________(选填“大”或“小”)．

2．一台电动机正常工作时，两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若此线圈的电阻为2Ω，那么它的电功率是　     　w，这台电动机2s内产生的热量是　    　J．

3．如图是某正弦式交变电流的图象，则此正弦式交变电流的频率为________Hz，电流的有效值为________A．

4．
匀速圆周运动的向心力公式：Fn=________．Fn=________．Fn=________．Fn=________；

5．手机无线充电已经变为现实，原理就是电磁感应，如图(甲)，所以，充电板必须接交流电源，才能实现无线充电，图（乙）为正弦式交变电流的电压随时间变化的图象，此交变电源的频率是_________Hz；电压有效值是_______V。 

6．有一台使用交流电的洗衣机上标有额定电压为“220V”的字样，这“220V”指交流电电压的　       　（填“瞬时值”．“有效值”．“最大值”），洗衣机工作时消耗的电能　     　洗衣机发热产生的内能．（填“大于”．“等于”．“小于”）

7．如图所示，将u=sin314t（V）的正弦式交流电加载到输入端，电阻R=2Ω，则电阻的发热功率为　    　W，标有“7V，6W“的小灯泡　    　（填“能”或“不能”）正常发光．

8．一个标有“36V 100W”字样的灯泡与一个电容器并联后接在某正弦交流电源上，灯泡恰好正常发光，则这个电容器的耐压值Um满足的条件是　                  　．

9．已知我国家庭电路中的交流电变化的关系为,它的频率是________Hz,则此交流电的电压有效值是________V.

10．一根电阻丝接在电压为U的直流电路中的，在t时间内放出热量为Q．现将该电阻丝对折后接到一个交流电路中，若要电阻丝在2t时间内也产生相同的热量Q，在这个交流电路中加在电阻丝两端的电压最大值为　　    ．

11．机的电阻为，正常工作时通过它的电流为，在内转化的机械能为，求：在这内电流做功．电动机产生的热量分别为___________．____________。

12．
一个做匀速圆周运动的物体，如果转动半径不变而速率增加到原来的3倍，则其向心力增加到原来的_______倍；若向心力增加了80 N，则物体原来所受的向心力大小为_____ N.

13．一正弦交流电接在电阻为1Ω的电阻丝上，经过t秒，发热量为Q；若将此电阻丝改接在一直流电上，电流大小为4A，经过t秒，电阻丝的发热量为2Q，则此交流电的电流有效值为　  　A，电压最大值为　  　V．

14．交流电的有效值是根据　  　来规定的，对于正弦交流电，它的有效值是其峰值的　　倍．交流电　 　（填“能”或“不能”）通过电容器．

15．一正弦交流电接在电阻为1Ω的电阻丝上，经过t秒，发热量为Q；若将此电阻丝改接在一直流电上，电流大小为4A，经过t秒，电阻丝的发热量为2Q，则此交流电的电流有效值为2A，电压最大值为　  　．

16．两个完全相同的电热器，分别通以如图甲．乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比P甲：P乙等于　  　

17．某一正弦式交变电流的电流随时间的变化关系如图所示，此交变电流的频率是_________Hz；交变电流的最大值是_________A。

18．
有两颗人造地球卫星，质量之比是m1︰m2＝6︰1，轨道半径之比是r1︰r2＝2︰1，则它们的向心加速度之比是a1︰a2＝________，所受向心力之比F1︰F2＝_________。

参考答案与试题解析

1．【答案】B有　小

【解析】【来源】2018-2019学年高中物理选修1-1：模块综合测评

【详解】

（1）我国使用的日常生活用电为正弦式交流电，故B正确，ACD错误。

（2）在磁体竖直向下落时，穿过线圈的磁感应强度增大，故磁通量变大；所以闭合线圈内有感应电流；由法拉第电磁感应定律可得：，磁铁从位置A移到位置B的时间第一次比第二次长，则线圈中产生的感应电动势第一次比第二次小。

2．【答案】2200         400

【解析】【考点】正弦式电流的最大值和有效值．周期和频率．

【专题】定量思想；推理法；交流电专题．

【分析】电功率由P=UI求得，热量由Q=I2Rt求得．

【解答】解：电功率为：P=UI=220×10=2200W

   热量：Q=Q=I2Rt=102×2×2=400J

故答案为：2200         400

【点评】明确是电动机不是纯电阻电路，电功不等于电热．

3．【答案】  50；   5

【解析】【来源】人教版高中物理选修1-1 第三章 电磁感应 单元检测

【分析】

根据图象可读出该交流电的周期和最大值，然后根据频率和周期，最大值与有效值的关系可直接求解．

【详解】

由图可知，该交流电的电流最大值为5A，周期为0.02s，所以有效值：，频率：f==50Hz．

4．【答案】       

【解析】匀速圆周运动的向心力公式：Fn=．Fn=．Fn=．Fn=；

5．【答案】50Hz    10V   

【解析】【来源】【市级联考】辽宁省鞍山市2018-2019学年高二下学期物理期中质量检测试题

【详解】

由图乙可知，此交变电源的周期为T=0.02s，频率是f=1/T=50Hz；电压有效值是。

6．【答案】有效值，小于

【解析】【考点】正弦式电流的最大值和有效值．周期和频率；电功．电功率

【分析】用电器上标注的额定值，都指的是有效值；洗衣机为非纯电阻电路，消耗的电能只有小部分转化为内能

【解答】解：一台使用交流电的电洗衣机上标有额定电压为“220V”的字样，电器额定值，都是指有效值，故这“220V”是指交流电压的有效值，

由于洗衣机为非纯电阻电路，消耗的电能只有小部分转化为内能，故洗衣机工作时消耗的电能大于洗衣机发热产生的内能

故答案为：有效值，小于

【点评】所有用电器标注的额定值都是有效值，电表测量的也都是有效值；只有电容器元件上的击穿电压是指最大值

7．【答案】12.5，不能

【解析】【分析】根据u=Umsinωt可得出交流电压的峰值，根据U=求解有效期，考虑电阻的热效应用电压的有效值．

【解答】解：u=sin314t（V）的正弦式交流电加载到输入端，电压的最大值为5V，故电压的有效值为5V；

电阻的发热功率为：P=

标有“7V，6W“的小灯泡，7V为有效值，大于5V，故小灯泡不能够正常发光；

故答案为：12.5，不能．

8．【答案】耐压值不小于51V

【解析】【考点】正弦式电流的最大值和有效值．周期和频率；电容．

【分析】明确电容器的耐压值为交流电的最大值，根据灯泡正常发光可明确电源的有效值，再根据有效值和最大值之间的关系可明确最大值．

【解答】解：灯泡正常发光，则电源的电压有效值为36V，则要使电容器正常工作，则交流电的最大值不能超过电容器的耐压值；故耐压值应不小于36=51V；故电容器的耐压值不小于51V；

故答案为：耐压值不小于51V

9．【答案】    (1). 50    (2). 220

【解析】因ω=100πrad/s，则频率；交流电的电压有效值是.

10．【答案】．

【解析】【考点】交流的峰值．有效值以及它们的关系

【分析】交流电产生的热量根据焦耳定律用有效值研究，采用比例法与恒定电流相比较求出交流电的有效值，再由最大值与有效的关系求解峰值．

【解答】解：设正弦交流电电压有效值为U2．

    对于恒定直流：Q=t

 电阻丝对折合并，电阻变为原来的；  

对于正弦交变电流：Q=？2t

由上两式，联立得=2

交流电压的峰值是Um=U2=

故答案为：．

【点评】对于交流电求解热量．功率．电功要用有效值．对于有效值往往根据定义，将交流与直流进行比较求解，注意电阻丝对折合并的电阻是解题关键．

11．【答案】    (1).     (2).

【解析】电动机产生的热量为，电流做的功等于电动机产生的内能与机械能之和，电流做的功为．

12．【答案】  9  10

【解析】

【详解】

由F＝可知F变为原来的9倍．由题意得9F－F＝80 N，故F＝10 N．

13．【答案】2，4

【解析】考点:正弦式电流的最大值和有效值．周期和频率．

专题:交流电专题．

分析:根据有效值的定义求解．取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值．

正弦交流电压最大值Um==IR

解答:解：根据交流电的有效值定义知Q=，即电流有效值为=2A，

正弦交流电压最大值Um==IR=2×1V=2V

故答案为：2，4

点评:求交流电的有效值，往往根据电流的热效应求解．知道正弦交流电的最大值和有效值之间的关系：Um=U．

14．【答案】电流的热效应，，能．

【解析】

考点： 正弦式电流的最大值和有效值．周期和频率；电容．

专题： 交流电专题．

分析： 交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的，对于正弦交流电，有效值跟峰值的关系是U=，即可求解．

电容器接在交流电路中，它能起到通交流和作用．

解答： 解：交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的，对于正弦交流电，它的有效值是其峰值的倍．

交流电能通过电容器．

故答案为：电流的热效应，，能．

点评： 本题考查了有效值跟峰值的关系，注意该公式只适用于正弦交流电，难度不大，属于基础题．

15．【答案】4V．

【解析】考点： 正弦式电流的最大值和有效值．周期和频率．

专题： 交流电专题．

分析： 根据有效值的定义求解．取一个周期时间，将交流与直流分别通过相同的电阻，若产生的热量相同，直流的电流值，即为此交流的有效值．

正弦交流电压最大值Um=U=IR

解答： 解：此交流电的电流有效值为2A，根据欧姆定律得：

电压有效值U=IR=2V，

电压最大值为Um=U=4V．

故答案为：4V．

点评： 求交流电的有效值，往往根据电流的热效应求解．知道正弦交流电的最大值和有效值之间的关系：Um=U．

16．【答案】1：2

【解析】

试题分析：方波的电流有效值Ia=Im，正弦交流电的有效值．根据功率公式P=I2R得到

P甲：P乙=I甲2：I乙2==1：2

考点：交流电的有效值

【名师点睛】此题考查了交流电的有效值的计算；要知道有效值的含义：在相等时间，通过相同电阻，若产生的热量相同，则该交流电的有效值等于直流电的电流值．

17．【答案】    (1). 2.5    (2). 5

【解析】试题分析：根据图象，该交流电的最大电流为5A，周期为0.4s，则频率为.

故答案为：2.5，5.

18．【答案】  1:4  3:2

【解析】卫星围绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供圆周运动向心力有:

两颗人造地球卫星，质量之比是m1︰m2＝6︰1，轨道半径之比是r1︰r2＝2︰1所以两者的向心力之比为F1︰F2＝3:2

根据万有引力提供向心力可得：

两颗人造地球卫星，轨道半径之比是r1︰r2＝2︰1，所以向心加速度之比是a1︰a2＝1:4

点睛：人造地球卫星的向心力由万有引力提供,则由公式可得出各量的表达式,则可得出各量间的比值.