河北省邢台市高中物理 第五章 交变电流

河北省邢台市高中物理 第五章 交变电流

‎5.2 描述交变电流的物理量 ‎ ‎1．交变电流完成一次周期性变化的______称为交变电流的周期．交变电流在1 s内完成周期性变化的______叫做它的频率，周期和频率互为__________即________或________．‎ ‎2．让交流与恒定电流分别通过______的电阻，如果在交流的一个______内它们产生的______相等，这个恒定电流I、电压U就叫做交流的电流、电压的有效值．‎ ‎3．正弦式交变电流的峰值和有效值的关系为________，____________‎ ‎4．某交变电流的方向在1 s内改变100次，则其周期T和频率f分别为( )‎ A．T＝0.01 s B．T＝0.02 s C．f＝100 Hz D．f＝50 Hz ‎5．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电动势的图象如图1所示，则( )‎ 图1‎ A．交变电流的频率是4π Hz B．当t＝0时，线圈平面与磁感线垂直 C．当t＝π s时，e有最大值 D．交流电的周期是2π s ‎6．如图2是一个正弦式交变电流的图象，下列说法正确的是( )‎ 图2‎ A．周期是0.2 s，电流的峰值是‎10 A B．周期是0.15 s，电流的峰值是‎10 A C．频率是5 Hz，电流的有效值是‎10 A D．频率是0.2 Hz，电流的有效值是‎7.07 A ‎【概念规律练】‎ 知识点一 交变电流的周期和频率 ‎1．某交变电压随时间的变化规律如图3所示，则此交变电流的频率为________Hz.线圈转动的角速度是________rad/s.若将此电压加在10 μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________V.‎ 图3‎ ‎2．我国照明电压的瞬时值表达式为e＝220sin 100πt V，它的周期是________，频率是________，在1 s内电流的方向改变________次，电压最大值为________．‎ 知识点二 交变电流的峰值和有效值 ‎3．关于交变电流的感应电动势的有效值U和最大值Um，下列说法中正确的是( )‎ A．任何形式的交变电流都具有U＝Um/的关系 B．只有正(余)弦交变电流才具有U＝的关系 C．照明电压220 V、动力电压380 V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 ‎4．电阻R1、R2与交流电源按照图4(a)方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω.合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图(b)所示．则( )‎ 图4‎ A．通过R1的电流有效值是‎1.2 A B．R1两端的电压有效值是6 V C．通过R2的电流最大值是‎1.2 ‎ A D．R2两端的电压最大值是6 V ‎【方法技巧练】‎ 一、有效值的计算方法 ‎5．如图5所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大？‎ 图5‎ ‎6．某一交流电的电压波形如图6所示，求这一交流电的电压有效值U.‎ 图6‎ 二、瞬时值、最大值、有效值与平均值应用的技巧 ‎7．如图7所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，在线圈由图示位置转过90°的过程中，求：‎ 图7‎ ‎(1)通过电阻R的电荷量q.‎ ‎(2)电阻R上产生的焦耳热Q.‎ ‎8．在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n＝100匝，边长为‎20 cm，电阻为10 Ω，转动频率f＝50 Hz，磁场的磁感应强度为0.5 T．求：‎ ‎(1)外力驱动线圈转动的功率．‎ ‎(2)转至线圈平面与中性面的夹角为30°时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小．‎ ‎(3)线圈由中性面转至与中性面成30°夹角的过程中，通过线圈横截面的电荷量．‎ ‎1．下面关于交变电流的说法中正确的是( )‎ A．交流电器设备上所标的电压值和电流值是交变电流的峰值 B．用交流电流表和交流电压表测定的数值是交变电流的瞬时值 C．给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值 D．跟交变电流有相同的热效应的恒定电流的数值是交变电流的有效值 ‎2．图8表示两种电压的波形，其中图甲表示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是( )‎ 图8‎ A．图甲表示交流电，图乙表示直流电 B．两种电压的有效值都是311 V C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝220sin 100πt V D．以上说法都不对 ‎3．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图9所示，由图可知( )‎ 图9‎ A．该交流电的电压的有效值为100 V B．该交流电的频率为25 Hz C．该交流电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25t V D．若将该交流电压加在阻值为100 Ω的电阻两端，该电阻消耗的功率为50 W ‎4．一个电热器接在10 V的直流电源上，在t s内产生的焦耳热为Q，今将该电热器接在一个交流电源上，它在2t s内产生的焦耳热为Q，则这一交流电源的电压的最大值和有效值分别是( )‎ A．最大值10 V，有效值10 V B．最大值10 V，有效值5 V C．最大值5 V，有效值5 V D．最大值20 V，有效值10 V ‎5．将阻值为5 Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图10所示．下列说法正确的是( )‎ 图10‎ A．电路中交变电流的频率为0.25 Hz B．通过电阻的电流为 A C．电阻消耗的电功率为2.5 W D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V ‎6．一个矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n r/s，则( )‎ A．线框交变电动势的峰值为nπBS B．线框交变电动势的有效值为nπBS C．从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nBS D．感应电动势瞬时值为e＝2nπBSsin 2nπt ‎7．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图11甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )‎ 图11‎ A．电压表V的示数为220 V B．电路中的电流方向每秒钟改变50次 C．灯泡实际消耗的功率为484 W D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J ‎8．在如图12所示的电路中，A是熔断电流I0＝‎2 A的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝220sin 314t V．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( )‎ 图12‎ A．110 Ω B．110 Ω C．220 Ω D．220 Ω ‎9．有一个电子器件，当其两端电压高于100 V时则导通，等于或低于100 V时则不导通，若把这个电子器件接到100 V、50 Hz的正弦交变电源上，这个电子器件将( )‎ A．不导通 B．每秒钟导通50次 C．每秒钟导通100次 D．每次导通时间为0.005 s 题 号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ 答 案 ‎10．将一电热器接在10 V直流电源上，在时间t内可将一壶水烧开．现将电热器接到一个U＝10sin ωt V的交变电源上，煮开同一壶水需时间________；若接到另一交流电源上，需要时间为，那么这个交流电源的最大值为________．‎ ‎11．某交流电的电压随时间变化的规律如图13所示，此交流电的频率为________，若将该电压加在一阻值为1 kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，则该用电器的额定功率为________．‎ 图13‎ ‎12．图14是一交变电流随时间变化的图象，求此交变电流的有效值．‎ 图14‎ ‎13．如图15所示，线圈abcd的面积是‎0.05 m2‎，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为B＝ T，当线圈以300 r/min的转速匀速转动时，求：‎ 图15‎ ‎(1)转动中感应电动势的最大值和有效值．‎ ‎(2)电路中交流电压表和电流表的示数．‎ ‎(3)线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量．‎