高中物理沪科版 (2019)选择性必修 第二册3.2 交变电流的描述课后测评

【优编】第2节交变电流的描述作业练习

一．填空题

1．如图所示的交变电流的有效值______其中每个周期的后半周期的图象为半个周期的正弦曲线

2．照明用的正弦式电流的电压为220V，则它的有效值是　  　V，峰值是　   　V．

3．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．

4．一交流电压随时间变化的图象如图所示。若将该电压加在10μF的电容器上，则电容器的耐压值应不小于________V；若将该电压加在一阻值为1kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的熔断电流不能低于________A.

5．
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＝_________。

6．有效值是根据电流的　       　来规定的．如图所示为一交变电压随时间变化的图象．每个周期内，前三分之二周期电压按正弦规律变化，后三分之一周期电压恒定．根据图中数据可得，此交流电压的有效值为　          ．

7．如图所示，理想变压器的原线圈接在220 V．50 Hz的正弦交流电源上，线圈接有一理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)和一阻值为10 Ω的电阻，已知原副线圈的匝数比为2：1.则二极管的耐压值至少为________V，电阻R上1 s内产生的焦耳热为________J，电阻R上电流的有效值为________A.

8．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___________．____________。

9．如图所示皮带转动轮，大轮直径是小轮直径的2倍，A是大轮边缘上一点，B是小轮边缘上一点，C是大轮上一点，C到圆心O1的距离等于小轮半径.转动时皮带不打滑，则A．B．C三点的角速度之比ωA：ωB：ωC=                  ，向心加速度大小之比aA：aB：aC=                   .

10．两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　  　

11．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。 

12．(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”)．

13．如图所示为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，这种电流的周期是____秒，这个电流通过一个100Ω的电阻时， 在1秒内产生的热量为_____________焦。

14．如图所示的交变电流通过一个R=1Ω的电阻，通电1s内电阻R中产生的热量___________J，该交变电流的有效值为___________A.

15．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示？由图可知

1）该交流电的频率为___________Hz

2）该交流电的电压的有效值为___________V

3）若将该交流电压加在阻值R=100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是___________W

4）当电压的瞬时值为50V时，则线圈平面与中性面的夹角是____________度

16．如图是一电热水壶铭牌，由铭牌可知，该电热水壶在额定电压下工作时，所使用的交流电压的最大值为____V，交流电的周期为 _____s。

17．
匀速圆周运动的向心力公式：Fn=________．Fn=________．Fn=________．Fn=________；

18．一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．

参考答案与试题解析

1．【答案】

【解析】【来源】安徽省天长市第二中学2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题

【详解】

取一个周期：设有效值为I，由电流的热效应求解：

则：

解得：A。

2．【答案】220；220

【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： 知道一般情况下的电压和电流指的是它的有效值，对于正弦式交流电峰值即可完成此题．

解答： 解：照明用的正弦式电流的电压为220V，不特殊说明220v指的就是它的有效值，则它的有效值是220V；

正弦交流电峰值知它的峰值为是220V．

故答案为：220；220

点评： 此题只要知道一般情况下的电压和电流指的是它的有效值，对于正弦式交流电峰值与有效值之间关系即可．

3．【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．

4．【答案】    (1). 200    (2).

【解析】

...............

5．【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.

6．【答案】热效应，2V．

【解析】【考点】正弦式电流的最大值和有效值．周期和频率．

【分析】正弦式电流给灯泡供电，电压表显示是电源电压的有效值，要求电路中灯泡的电流或功率等，均要用正弦式电流的有效值．而求有效值方法：是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值．

【解答】解：有效值是根据电流的热效应来规定的．

由图象可知，交流电的周期为T；

取一个周期进行分段，在0﹣T是正弦式电流，则电压的有效值等于=3V，

在T﹣T是恒定电流，则有效值等于6V．

则在0﹣Ts内，产生的热量×+×=×T

解得：U=2V

故答案为：热效应，2V．

7．【答案】    (1). 　110；    (2). 605；    (3).

【解析】理想变压器的原线圈接在220V．50Hz的正弦交流电源上,原副线圈的匝数比为2：1，故输出电压为110V，最大值为，二极管的耐压值是最大值至少为；

频率为50Hz，故周期为0.02是，1s有50个周期，因为二极管的作用是只允许正向的电流通过，故实际上只有0.5s有电流流过电阻R，故电阻R上1s内产生的焦耳热为

设电阻R上电流的有效值为I,根据焦耳定律,有：

计算得出：

【点睛】根据电压与匝数成正比求解变压器的输出电压,二极管的作用是只允许正向的电流通过,耐压值为电压的最大值。

8．【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．

9．【答案】ωA：ωB：ωC=1：2：1；   aA：aB：aC=2：4：1

【解析】考点：线速度．角速度和周期．转速.

专题：匀速圆周运动专题.

分析：靠传送带传动轮子边缘上的点具有相同的线速度，共轴转动的点具有相同的角速度.根据v=rω，a=和a=rω2可得出A．B．C三点的角速度之比和向心加速度之比.

解答：解：A．B两点的线速度相等，A的半径是B的半径的2倍，根据v=rω，知ωA：ωB=1：2.

A．C共轴转动，角速度相等，即ωA：ωC=1：1.所以ωA：ωB：ωC=1：2：1.

A．B两点的线速度相等，A的半径是B的半径的2倍，根据a=，知aA：aB=1：2，

A．C具有相同的角速度，根据a=rω2，知aA：aC=2：1.所以aA：aB：aC=2：4：1.

故答案为：ωA：ωB：ωC=1：2：1；   aA：aB：aC=2：4：1.

点评：解决本题的关键知道靠传送带传动轮子边缘上的点具有相同的线速度，共轴转动的点具有相同的角速度.掌握线速度与角速度的关系，以及线速度．角速度与向心加速度的关系.

10．【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．

11．【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。

12．【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。

13．【答案】0.02    100   

【解析】【来源】四川省攀枝花市第十五中学校2018-2019学年高二下学期期中考试物理试题

【详解】

由正弦电流的波形图可知，周期：T=0.02s；

设电流的有效值为I，则：，得：

在1秒内产生的热量为：Q=I2Rt=()2Rt＝×100×1J＝100J

14．【答案】4    2   

【解析】【来源】安徽省马鞍山市第二中学2018-2019学年高二第二学期期中素质测试物理试题

【详解】

设交流电有效值为I，则：，解得I=2A；交变电流通过一个R=1Ω的电阻，通电1s内电阻R中产生的热量 .

15．【答案】25Hz    50V    50W    30°   

【解析】【来源】黑龙江省鸡东县第二中学2018-2019学年高二5月月考物理试卷

【详解】

（1）该交流电的周期T=0.04s，则频率为f=1/T=25Hz；

（2）该交流电的电压的最大值为100V，则有效值为；

（3）若将该交流电压加在阻值R=100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是

（4）瞬时值表达式，当电压的瞬时值为50V时，则线圈平面与中性面的夹角是30°.

16．【答案】    (1).      (2). 0.02s

【解析】试题分析：该铭牌上的电压为有效电压，故根据交流电与有效值的关系可得

从铭牌上可以看出交流电的频率为50Hz，根据公式可得该交流电的周期为

考点：看出了交流电有效值最大值的关系．交流电的频率。

17．【答案】       

【解析】匀速圆周运动的向心力公式：Fn=．Fn=．Fn=．Fn=；

18．【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．