人教版 (2019)选择性必修 第二册2 交变电流的描述课时作业

3.2 交变电流的描述

一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)

1．如图所示，正弦波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，两电阻发热之比等于(　B　)

甲　　　　　　　　　乙

A． B． C． D．

解析：计算电阻发热Q＝I2Rt需用交流电的有效值，图甲的有效值为I1＝，图乙的有效值为I2＝Im，所以代入可得＝，B正确。

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．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。

5．一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 Hz

B．t＝0.01 s时，该交流电压的瞬时值为55 V

C．直接用电压表测该交流电压，其示数为220 V

D．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．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 V

D．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．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 Hz

B．通过R的电流峰值为1.0 A，频率为100 Hz

C．通过R的电流峰值为1.4 A，频率为50 Hz

D．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．(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 V

B．开关接通时，交流电压表的读数为311 V

C．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)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。