人教版 (新课标)选修1三、交变电流课后作业题

学业分层测评

(建议用时：45分钟)

1．如图3­3­7所示，属于交流电的是(　　)

图3­3­7

【解析】　方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特征．A、B、D三项所示的电流大小随时间做周期性变化，但其方向不变，它们所表示的是直流电．C选项中电流的方向随时间做周期性变化，故选C.

【答案】　C

2．(多选)下列说法正确的是(　　)

【导学号：46852203】

A．使用交流电的电器设备所标示的额定电压、额定电流的数值均为最大值

B．用交流电流表和电压表测得的数值是有效值

C．照明电路电压为220 V指的是有效值

D．所有交变电流的有效值和最大值之间均存在Ee＝，Ue＝和Ie＝的关系

【解析】　各种使用交流电的用电器铭牌上所标的数值均为有效值，故A项错误；交流电表测量值为有效值，故B项正确；照明电路电压为220 V是有效值，故C项正确；Ee＝，Ue＝，Ie＝是正(余)弦交变电流有效值和最大值的关系，故D项错误．

【答案】　BC

3．(多选)如图3­3­8中，将电灯与电容器串联接入通有交变电流的电路中，灯泡发光，则(　　)

【导学号：46852204】

图3­3­8

A．自由电荷通过了电容器两极板间的绝缘电介质

B．自由电荷没有通过电容器两极板间的绝缘电介质

C．接入交流电源使电容器两极板间的绝缘电介质变成了导体

D．电容器交替进行充放电，电路中就有电流，表现为交变电流“通过”了电容器

【解析】　电容器“通交流”是因为两极板不断地充放电，从而使电路中有电流，而不是自由电荷通过了两极板间的电介质，所以B、D项正确．

【答案】　BD

4．2 A的直流电流通过电阻R时，t时间内产生的热量为Q.现让一正弦式电流通过电阻R，若2t时间内产生的热量为Q，则交变电流的最大值为(　　)

【导学号：46852205】

A．1 A　　　 B．2 A

C. A D．2 A

【解析】　设交变电流有效值为I，则I2·R·2t＝(2A)2·R·t，故I＝ A．交变电流的最大值Im＝I＝2 A．故选项B正确．

【答案】　B

5．一只“220 V 100 W”的灯泡接在u＝311sin 314t V的交流电源上，则下列说法中错误的是(　　)

【导学号：46852206】

A．通过灯泡的电流I＝0.64 A

B．与灯泡串联的电流表示数为I＝0.45 A

C．灯泡能正常发光

D．与灯泡并联的电压表示数为U＝220 V

【解析】　该交流电源的有效值为U＝Um/＝ V≈220 V，选项C、D正确；通过灯泡的电流为I＝＝ A≈0.45 A，选项B正确．

【答案】　A

6．(多选)如图3­3­9所示电路，L1和L2是两个完全相同，标有“6 V　0.1 A”的灯泡，C是额定电压8 V的电容器，ab之间接有6 V的交流电源．则(　　)

【导学号：46852207】

图3­3­9

A．灯泡L1发光，L2不发光

B．灯泡L1和L2都发光

C．灯泡L1和L2亮度相同

D．灯泡L1比L2亮一些

【解析】　交流能够“通过”电容器，但电容器对交流有阻碍作用．故B、D选项正确．

【答案】　BD

7．下列对“交变电流可以‘通过’电容器”的理解正确的是(　　)

【导学号：46852208】

A．因为交流，所以电荷可以从电容器极板间通过

B．极板之间的电介质中有电荷通过，连接极板的导线中有电流不断地流动

C．连接极板的导线中不断地有电流通过，是因为电容器在反复地充放电

D．电容器两极板间有电介质，所以交变电流才能从电容器中通过

【解析】　电容器的两极板之间是相互绝缘的，不论是恒定电流还是交变电流，自由电荷都不能通过两极板之间的绝缘体(电介质)．通常所说的交变电流“通过”电容器，并不是自由电荷穿过了电容器，而是在交流电源作用下，当电压升高时电容器充电，电容器极板上的电荷量增加，形成充电电流；当电压降低时电容器放电，电容器极板上的电荷量减少，形成放电电流，由于电容器反复不断地充电和放电，使电路中有持续的交变电流．

【答案】　C

8．如图3­3­10中画出了六种电流随时间变化的图象．这六个图中的电流，都随时间t做周期性变化，其中属于交流的是_______，属于正弦式电流的是_______．

【导学号：46852209】

图3­3­10

【解析】　大小和方向随时间作周期性变化的电流为交流电，b、d中方向不变不是交流电．

【答案】　(a)(c)(e)(f)　(c)

9．已知某交流电变化规律是i＝10sin ωt A，当t＝时，电流的瞬时值为(　　)

【导学号：46852210】

A．5 A B．7.07 A

C．8.67 A D．10 A

【解析】　将ω＝代入i＝10sin ωt得出i＝10sint A，再将t＝代入i＝10sint A得i＝10sin(×) A＝10sin A＝10× A＝5 A，故选A.

【答案】　A

10．如图3­3­11(a)所示的正弦式电流，接入图(b)所示电路的M、N两端．已知图(b)电路中的定值电阻R＝110 Ω，电流表A为理想电流表，C为击穿电压为250 V的电容器，D为熔断电流I0＝2.5 A的保险丝．则下列说法中正确的有(　　)

【导学号：46852211】

(a)　　　　　　　　(b)

图3­3­11

A．电流表读数为2.82 A

B．若将电容器C接到P、Q两点之间，电容器C不会被击穿

C．保险丝D接入电路中的图示位置，肯定会被熔断

D．若保险丝不被熔断，在10个周期内，电阻R放出的热量为88 J

【解析】　由题给出的交流电压的图象可知，该交流电压的最大值Um＝311 V，有效值U＝＝220 V，周期T＝0.02 s.

交流电流表所测得的电流值为有效值，因而电流表读数为I＝＝＝2 A，选项A错；

电容器的击穿电压是指电容器被击穿时电压值的下限．因而与之相对应的应该是交流电压的最大值，亦即电容器C只能接入电压的最大值小于250 V的交流电路中，今将其接入P、Q两点之间会被击穿，选项B错；

保险丝的熔断是由于电流的热效应所致，熔断电流值指的是电流的有效值，I0＝2.5 A>2 A．所以保险丝D不会被熔断，选项C错；交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的，所以计算电阻R上放出的热量则应该用有效值计算，10个周期内电阻R上放出热量Q＝I2Rt＝22×110×10×0.02 J＝88 J，选项D正确．

【答案】　D

11．一交流电流的图象如图3­3­12所示，由图可知，该交变电流瞬时值表达式为i＝________ A，用电流表测该电流，示数为________ A，若该交流电流通过10 Ω的电阻时，电阻消耗的电功率为________ W.

【导学号：46852212】

图3­3­12

【解析】　要写出正弦电流的表达式，需确定最大值和角速度，由图象可知最大值为10  A．角速度是200π，即可写出表达式为i＝Imsin 200πt，示数为I＝＝10 A．电功率为P＝I2R′＝1 000 W.

【答案】　10 sin 200πt　10　1 000

12．一台发电机产生的按正弦规律变化的电动势的峰值为400 V，线圈匀速转动的角速度为314 rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式．如果该发电机与只含电阻的负载组成的闭合电路的总电阻为2 000 Ω，则电路中电流的峰值为多少？电流的瞬时值表达式怎样？

【导学号：46852213】

【解析】　根据电动势瞬时值的公式

e＝Em sin ωt，由Em＝400 V，ω＝314 rad/s，

所以e＝400sin 314t V

又因为Im＝，i＝Imsin ωt，R＝2 000 Ω

所以Im＝ A＝0.2 A

i＝0.2sin 314t A.

【答案】　e＝400sin 314t V　0.2 A

i＝0.2sin 314t A