2016-2017学年高中物理第3章电磁感应3交变电流学业分层测评新人教版选修

交变电流(建议用时：45分钟)学业达标1如图3­3­8所示，属于交流电的是()图3­3­8【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】C2矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是() 【导学号：33810188】A穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大B穿过线圈的磁通量为零，线圈中的感应电动势最大C穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势为零D穿过线圈的磁通量为零，线圈中的感应电动势等于零【答案】C3(多选)如图3­3­9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：33810189】图3­3­9A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】BD42 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：33810190】A1 AB2 AC. AD2 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ImI2 A故选项B正确【答案】B5一只“220 V 100 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()【导学号：33810191】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 V【解析】该交流电源的有效值为UUm/ V220 V，选项D正确；通过灯泡的电流为I A0.45 A，选项B正确；灯泡的额定电流为I A0.45 A与实际电流相等，所以灯泡能正常发光，选项C正确【答案】A6(多选)如图3­3­10所示电路，L1和L2是两个完全相同，标有“6 V0.1 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：33810192】图3­3­10A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】BD7下列对“交变电流可以通过电容器”的理解正确的是() 【导学号：33810193】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】C8如图3­3­11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：33810194】图3­3­11【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9已知某交流电变化规律是i10sin t A，当t时，电流的瞬时值为() 【导学号：33810195】A5 AB7.07 AC8.67 AD10 A【解析】将代入i10sin t得出i10sint A，再将t代入i10sint A得i10sin(×) A10sin A10× A5 A，故选A.【答案】A10如图3­3­12(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() 【导学号：33810196】(a)(b)图3­3­12A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Um311 V，有效值U220 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I2 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，I02.5 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QI2Rt22×110×10×0.02 J88 J，选项D正确【答案】D11一交流电流的图象如图3­3­13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.【导学号：33810197】图3­3­13【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 00012一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？【导学号：33810198】【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