2024鲁科版高中物理选择性必修第二册同步练习--第1节　交变电流的特点

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2024鲁科版高中物理选择性必修第二册同步
第3章　交变电流与远距离输电
第1节　交变电流的特点
基础过关练
　　　　　　　　　　　　　　　
题组一　直流电与交流电的识别
1.(2023山西期中)关于交变电流的理解,下列说法正确的是 (　　)
A.如果电流大小随时间做周期性变化,则一定是交变电流
B.交变电流一定是按正弦规律变化的
C.交变电压的大小和方向随时间做周期性变化
D.化学电池提供的电流也可能是交变电流
2.(2022广东茂名水东中学测试)下列图像描述的电流属于交变电流的是 (　　)
A　　　　B
C　　　　D
题组二　交流电的周期与频率
3.关于交变电流的周期和频率,下列说法中正确的是 (　　)
A.正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期
B.1 s内正弦式交变电流出现最大值的次数等于频率
C.正弦式交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍
D.频率为50 Hz的交变电流,其周期等于0.05 s
题组三　对交流电有效值的理解及计算
4.下列关于交变电流的说法中正确的是 (　　)
A.交流电流表上显示的电流数值是该交变电流的瞬时值
B.交流用电器铭牌上所标的电压和电流值是所允许的交变电流的最大值
C.交变电流的有效值就是交流电在一个周期内的平均值
D.跟交变电流有相同的热效应的恒定电流的数值是该交变电流的有效值
5.(2022福建三明金沙高中期中)如图所示,提供正弦式交变电流的电源的输出电压最大值为311 V,负载电阻R=440 Ω,不考虑电表内阻的影响,则电路中交流电压表和电流表的示数分别为 (　　)
A.311 V,0.707 A　　　　B.220 V,0.5 A
C.311 V,10 A　　　　D.311 V,0.05 A
6.一根电阻丝接入220 V的恒定电流电路中,1 min内产生的热量为Q,同样的电阻丝接入正弦交流电路中,2 min内产生的热量也为Q,则该正弦交流电路的电压最大值为　 (　　)
A.310 V　　　　B.220 V
C.155.6 V　　　　D.110 V
能力提升练
　　　　　　　　　　　　　　　
题组一　电流有效值的计算
1.(2023四川德阳五中月考)家用电子调光灯的调光原理是利用电子线路将输入的正弦式交变电压的波形截去一部分,由截去部分的多少来调节电压,从而实现灯光的调节,比过去用变压器调压方便且体积较小。如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在台灯上的电压,即在正弦式交变电压的每一个周期中,前面的波形被截去,从而改变了台灯上的电压。那么现在台灯上电压的有效值为 (　　)
A.Um　　B.　　C.　　D.
2.(2022江西九江一中期末)如图所示为一电流通过一电子元件后的波形图(曲线部分为正弦交流电的一部分),则下列说法正确的是(　　)
A.这是一种交变电流
B.电流的变化周期为0.015 s
C.电流通过100 Ω电阻时,电功率为100 W
D.电流通过100 Ω的电阻时,一个周期内流经电阻的电荷量大于0.015 C
3.(2022福建龙岩一中月考)一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36 Ω。磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为 (　　)
A.×10-5 A　　　　B.×10-5 A
C.×10-5 A　　　　D.×10-5 A
题组二　交流电最大值、有效值、平均值的综合应用
4.(2021四川眉山仁寿一中开学考试)如图所示为一正弦交流电的电压随时间变化的图像,由图可知 (　　)
A.该交流电的周期为0.01 s
B.该交流电的电压有效值为220 V
C.用交流电压表测量该交流电的电压,t=0.01 s时读数为0
D.用交流电压表测量该交流电的电压,任何时刻电压表的读数均为311 V
5.(2023河北沧州一模)如图所示,面积为S、电阻为R的单匝矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中(cd边右侧没有磁场)。若线框从图示位置开始绕与cd边重合的竖直固定轴以角速度ω开始匀速转动,则线框旋转一周的过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.线框中感应电动势的最大值为
B.线框中感应电动势的有效值为
C.线框中感应电流的有效值为
D.从图示位置开始转过的过程中,通过导线某横截面的电荷量为
第3章　交变电流与远距离输电
第1节　交变电流的特点
基础过关练
1.C 2.AD 3.C 4.D 5.B 6.B
1.C　交变电流、交变电压的大小和方向随时间做周期性变化,故A错误,C正确;交变电流不一定按正弦规律变化,故B错误;化学电池提供的电流是直流电,故D错误。故选C。
2.AD　大小和方向发生周期性变化的电流是交变电流,B、C图中电流的方向没有发生变化,因此不属于交变电流,A、D图中电流的大小和方向发生周期性变化,属于交变电流。故选A、D。
3.C　因为在一个周期内,正弦式交变电流会出现正向和负向最大值各一次,故相邻两次最大值的时间间隔为半个周期,A错误;1 s内完成周期性变化的次数等于频率,而正弦式交变电流1次周期性变化中出现2次最大值,选项B错误;正弦式交变电流在一个周期内方向改变两次,即方向变化的频率为交变电流频率的2倍,选项C正确;由T== s=0.02 s,选项D错误。
4.D　用交流电流表测量的电流为交变电流的有效值,A错误;交流用电器铭牌上所标的电压和电流值是交变电流的有效值,B错误;交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的,让交变电流和恒定电流通过同样阻值的电阻,如果它们在相同时间内产生的热量相同,那么这一恒定电流的数值就叫作这一交变电流的有效值,C错误,D正确。故选D。
5.B　电压表、电流表的示数均为有效值,U=≈220 V,I==0.5 A,故选B。
6.B　设正弦交流电路的电压有效值为U2
对于恒定电流电路:Q=t1 ①
对于正弦交流电路:Q=t2 ②
由①②联立解得:U2=110 V
该正弦交流电路的电压最大值为Um=U2=220 V故选B。
能力提升练
1.C 2.BD 3.B 4.B 5.B
1.C　设电压的有效值为U,将交流电与恒定电流分别通过电阻R,分析一个周期内产生的热量,交流电通过电阻产生的热量为Q1=××2,恒定电流通过电阻产生的热量为Q2=T,由Q1=Q2可得U=,故选C。
2.BD　交变电流是指大小和方向随时间做周期性变化的电流,图中电流方向未变,是直流,故A错误;根据图像可知电流大小变化的周期为0.015 s,故B正确;设图示电流的有效值为I有效,则RT=R×T+(1 A)2R×T,解得I有效=A,电流通过100 Ω电阻时,电功率为P=R= W,故C错误;根据i-t图像与t轴所围面积表示电荷量可知,电流通过100 Ω的电阻时,一个周期内流经电阻的电荷量大于0.015 C,故D正确。选B、D。
3.B　由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得
E==S·,I==·
可得0~3 s内,I1=× A=2×10-5 A
3~5 s内,I2=× A=-3×10-5 A
可作出i随时间t变化的图像如图所示
由有效值的定义得Rt1+Rt2=I2Rt,其中t1=3 s,t2=2 s,t=t1+t2,解得I=×10-5 A,故B选项正确。
4.B　由题图可知,该交流电的周期为0.02 s,A错误;该交流电的电压有效值为E有== V=220 V,B正确;用交流电压表测量交流电的电压,测量的是有效值,任何时刻电压表的读数均为220 V,C、D错误。
5.B　线框中产生感应电动势的最大值E m=BSω,故A错误;由有效值的定义得×=T,可得E有=,I有=,故B正确,C错误;线框转过,此时线框的有效面积为S有=S cos ,根据q=Δt=Δt=Δt=,可得通过某横截面的电荷量为q=,故D错误。故选B。
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