2019-2020学年高中物理 课时分层作业14 交变电流（含解析）新人教版选修1-1

课时分层作业(十四)交变电流(时间：40分钟分值：100分)基础达标练1(6分)下列选项中属于交流电的是()C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选项中电流的大小、方向随时间做周期性变化，故是交变电流2(6分)(多选)下列说法正确的是()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BC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3(6分)一个白炽灯灯泡上标有“220 V40 W”，那么为了使它正常发光，所使用的正弦交流电应是()A电压最大值为220 V，电流最大值为0.18 AB电压最大值为311 V，电流最大值为0.26 AC电压有效值为220 V，电流有效值为0.26 AD电压有效值为311 V，电流有效值为0.18 AB电器上的标识一般不加特殊说明皆指交流电的有效值由PUI解得I0.18 A，Um311 V，Im0.26 A，故B正确4(6分)如图是一正弦交变电流的电流图象，此正弦交变电流的频率和电流的有效值分别为()A5 Hz，10 AB50 Hz，10 AC50 Hz，10 AD5 Hz，10 AB由图象可知T2.0×102 s0.02 s，峰值Im10 A，因f，所以f50 Hz.Ie A10 A5(6分)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()A1 AB2 AC AD2 AB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ImI2 A，故选项B正确6(6分)一只“220 V100 W”的灯泡接在u311sin 314t V的交流电源上，则下列说法中错误的是()A通过灯泡的电流I0.64 AB与灯泡串联的电流表示数为I0.45 AC灯泡能正常发光D与灯泡并联的电压表示数为U220 VA该交流电源的有效值为UUm/ V220 V，选项C、D正确；通过灯泡的电流为I A0.45 A，选项B正确7(6分)(多选)一只低压教学电源输出的交流电压的瞬时值为u10sin(314t)V，关于该电源的规格和使用，下列说法正确的是()A这个电源可以使“10 V，2 W”的灯泡正常发光B此电源的交流电压的周期是314 sC此电源在t0.01 s时电压达到峰值D这个电源可能把“10 V，2 F”的电容器击穿AD此电源有效值为10 V，灯泡的额定电压为10 V，故灯泡能正常发光，A正确；此交流电周期T，故B错误；周期T s0.02 s，t0.01 sT，此时U0，故C错误；因为电源最大电压Um10 V>10 V(电容器的耐压值)，所以电容器可能被击穿，故D正确8(8分)如图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_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)能力提升练9(6分)在两个阻值相同的电阻上分别通以如图甲所示的正弦交变电流和如图乙所示方形波电流，它们的峰值和周期都相同则两电阻在相同时间内产生的热量之比为()A11B12C21D23B正弦交变电流的有效值为I.它流经电阻R在时间t内产生的热量为QI2RtIRt方形波电流经过电阻R在时间t内产生的热量为Q2IRt所以.10(6分)正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R10 ，交流电压表的示数是10 V图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象则下列说法正确的是()A通过R的电流iR随时间t变化的规律是iRcos 100t(A)B通过R的电流iR随时间t变化的规律是iRsin 50t(V)CR两端的电压uR随时间t变化的规律是uR10cos 100t(V)DR两端的电压uR随时间t变化的规律是uR10cos 50t(V)A交流电压表的示数是10 V，则电压表的最大值为Um U10 V；而周期T2×102s，因此100 rad/s；交变电源输出电压u随时间t变化的图象如题图所示，则输出电压u随时间t的表达式为u10cos 100t(V)；因此通过R的电流iR随时间t变化的规律是iRcos 100t(A)；而R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR10cos 100t(V)，故A正确，B、C、D错误11(6分)(多选)如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示发电机线圈内阻为1 ，外接灯泡的电阻为9 ，则()A 电压表的示数为6 VB. 发电机的输出功率为4 WC在1.0×102 s时刻，穿过线圈的磁通量最大D在0.5×102 s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大CD发电机相当于一个电源，电压表测量路端电压，电源电动势为E V6 V，根据闭合回路欧姆定律可得路端电压，即电压表示数为UE×6 V5.4 V，A错误；发电机的输出功率为P输出 W3.24 W，B错误；在1.0×102s时刻，瞬时电流为零，即此时磁通量最大，磁通量变化率最小，在0.5×102 s时刻，瞬时电压对应峰值，此时磁通量变化率最大，磁通量为零，故C、D正确12(6分)如图甲所示的正弦交流电，接入图乙所示电路的M、N两端已知图乙电路中的定值电阻R110 ，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I02.5 A的保险丝则下列说法中正确的有()A电流表读数为2.82 AB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发出的热量为88 JD由题给交流电压图象可知，该交流电压的最大值Um311 V，周期T0.02 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 A2 A，选项A错误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错误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，I02.5 A2 A，所以保险丝D不会被熔断，选项C错误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上发出热量则应该用有效值计算，10个周期内电阻R上发出热量QI2Rt(220/110)2×110×10×0.02 J88 J，选项D正确13(12分)一交流电流的图象如图所示，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 的电阻时，电阻消耗的电功率为_ W.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200，即可写出表达式为iImsin 200t，示数为I10 A电功率为PI2R1 000 W.答案10 sin 200t101 00014(14分)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 ，则电路中电流的峰值为多少？电流的瞬时值表达式怎样？解析根据电动势瞬时值的公式eEm sin t，由Em400 V，314 rad/s，所以e400sin 314t V又因为Im，iImsin t，R2 000 所以Im A0.2 Ai0.2sin 314t A.答案e400sin 314t V0.2 Ai0.2sin 314t A- 6 -