鲁科版高中物理选择性必修第二册课后习题 第3章 交变电流与远距离输电 第1节 交变电流的特点 (2).docVIP

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第3章交变电流与远距离输电

第1节交变电流的特点

必备知识基础练

1.某正弦式交变电流i随时间t变化的图像如图所示。由图可知(B)

A.电流的最大值为10A

B.电流的有效值为10A

C.该交变电流的周期为0.03s

D.该交变电流的频率为0.02Hz

解析由题图知此交变电流的最大值为102A,则有效值为I=1022A=10A;周期为0.02s,则频率为f=

2.关于交变电流的有效值U和最大值Um,下列说法正确的是(B)

A.任何形式的交变电流都具有U=Um

B.只有正弦式交变电流才具有U=Um

C.照明电压220V,动力电压380V指的都是最大值

D.交流电压表和交流电流表测的都是最大值

解析交流电压、交变电流的峰值和有效值之间的2倍关系是仅限于正弦式交变电流而言的,A错误,B正确;在交变电流的描述中没有特殊说明情况下的电流和电压均指有效值,C错误;交流电压表、电流表测的都是有效值,D错误。

3.如图所示,其中不表示交变电流的是(C)

解析A、B、D中电流i的方向发生了周期性变化,是交变电流;C中电流方向不变,是直流电,故选C。

4.如图所示,正弦式交变电流和方波交变电流的最大值相等,周期也相等,现使它们通过完全相同的电阻,则在相同的时间(远大于周期)内,两电阻发热之比Q甲

A.22 B.12 C.

解析计算电阻发热Q=I2Rt需用交变电流的有效值,题图甲的有效值为I1=Im2,题图乙的有效值为I2=Im,所以代入可得

5.图甲、乙分别表示两种电流的波形,其中图乙所示电流按正弦规律变化,分别用I1和I2表示图甲和图乙两电流的有效值,则(D)

A.I1∶I2=2∶1

B.I1∶I2=1∶2

C.I1∶I2=1∶2

D.I1∶I2=2∶1

解析题图甲所示的电流在一个周期内方向变化,大小不变,故图甲的电流有效值为I1=I0;题图乙所示的电流为正弦式交变电流,其有效值为I2=I02,故I1∶I2=2

6.一交变电流随时间变化的图像如图所示,此交变电流的有效值为A。?

解析此交变电流的前半个周期为正弦式交变电流,后半个周期为恒定电流,取一个周期的时间,根据有效值的定义有4222R·T2+(42)2R·T2=I2RT,解得I=2

答案26

7.一个小型电热器接在输出电压为10V的直流电源上,消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为P2

解析由功率公式P=U2R可知,电热器接到直流电源上时,P=U12R=100R。当其接到交流电源时,有P2=U22R,则U2=22U1

答案10V

关键能力提升练

8.电阻R1、R2与交流电源按照图甲所示方式连接,R1=10Ω,R2=20Ω。闭合开关S后,通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则(B)

A.通过R1的电流有效值是1.2A

B.R1两端的电压有效值是6V

C.通过R2的电流最大值是1.22A

D.R2两端的电压最大值是62V

解析由题图可知通过电阻R2的电流最大值为0.62A,故其有效值为0.6A,根据串联电路的特点可得通过R1的电流有效值也为0.6A,A、C错误;R1两端的电压有效值为U1=IR1=6V,B项正确;R2两端的电压最大值为Um=ImR2=122V,D错误。

9.(多选)甲、乙两电炉的电阻值相等,把甲和乙两电炉分别接到如图(a)和(b)所示的方波交变电压和正弦式交变电压下,两种电压的周期和峰值都相等,则(AC)

A.用电压表测量甲、乙两电炉两端电压,甲的大

B.用电压表测量甲、乙两电炉两端电压,一样大

C.两电炉消耗的电功率之比P甲∶P乙=2∶1

D.两电炉消耗的电功率之比P甲∶P乙=1∶1

解析题图(a)为方波交流电压,由有效值定义可知U02R·T2+U02R·T2=Ua2

10.将正弦式交变电流经整流器处理后得到的电流波形刚好去掉了负半周,如图所示,则该电流的有效值为(C)

A.2A B.22

C.1A D.12

解析设该电流通过一电阻R,在一个周期内只有半个周期的时间发热,在这半个周期内,相当于一个电流值为2A的恒定电流发热,故在一个周期内产生的热量可表示为Q=(2A)2R×T2。设某恒定电流I通过该电阻时在一个周期内产生的热量也为Q,则有I2RT=(2A)2R×T

11.匝数为100的线圈通过如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分),单匝线圈电阻r=0.02Ω,则在0~10s内线圈产生的焦耳热为(B)

A.80J B.85J

C.90J D.125J

解析由交变电流的有效值定义知32A2R·T2+(2A)2R·T2=I2RT,解得该交变电流的有效值I=172A,线圈的总电