鲁科版（2019）高中物理 选择性必修第二册 课时分层作业 8 交变电流的特点word含解析
文档属性
| 名称 | 鲁科版（2019）高中物理 选择性必修第二册 课时分层作业 8 交变电流的特点word含解析 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 191.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-11-17 16:37:41 | ||
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文档简介
课时分层作业(八) 交变电流的特点
(建议用时：25分钟)
考点一 交变电流的特点及周期和频率
1．(多选)关于交变电流的周期和频率，下列说法正确的是( )
A．正弦式交变电流连续两次出现零值的时间间隔等于周期
B．周期等于0.02 s的交变电流，其频率50 Hz
C．频率为50 Hz的交变电流，1 s内方向变化100次
D．频率为50 Hz的交变电流，1 s内方向变化50次
BC [正弦式交变电流连续两次出现零值的时间间隔等于半个周期，选项A错误；50 Hz的交变电流，其周期等于0.02 s，选项B正确；频率为50 Hz的交变电流，1 s内方向变化100次，选项C正确，D错误。]
2．如图所示是一个正弦式交变电流的图像，下列说法正确的是( )
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
A [由题图可知T＝0.2 s，Im＝10 A，故频率f＝＝5 Hz，I＝＝5 A≈7.07 A，A正确，B、C、D错误。]
考点二 交变电流有效值、最大值的理解
3．下列提到的交流电，不是指有效值的是( )
A．交流电压表的读数
B．保险丝熔断电流
C．电容器击穿电压
D．220 V交流电压
C [电容器击穿电压指电容器两端能承受的电压的最大值。]
4．(多选)下列说法正确的是( )
A．耐压值为300 V的电容器两端可安全接到220 V的交流电源上
B．交流电器设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值
C．计算交流电的电功、电功率及电热时电压、电流必须用交流电的有效值
D．没有特别说明时交流电的数值均指有效值
BCD [有效值为220 V的交流电电压的最大值为311 V，高于电容器的耐压值300 V，选项A错误；交流电器设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值，选项B正确；计算交流电的电功、电功率及电热时电压、电流必须用交流电的有效值，选项C正确；没有特别说明时交流电的数值均指有效值，选项D正确。]
5．下列说法中正确的是( )
A．跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值
B．交变电流的有效值总是最大值的
C．因为有效值表示交变电流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同
D．若正弦式交变电流的最大值是10 A，则它的最小值是0 A
D [根据有效值的定义，可知A选项错误；对于正弦式交变电流，其有效值是最大值的，而对于其他的交变电流不一定有这样的关系。交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，与平均值不同。交变电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，正弦式交变电流的最小值为零，故选项B、C错误，D正确。]
考点三 交变电流有效值的计算
6．在如图甲电路的M、N间加一如图乙所示的正弦交流电，负载电阻为100 Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为( )
甲 乙
A．220 V,2.20 A B．311 V,2.20 A
C．220 V,3.11 A D．311 V,3.11 A
A [由u?t图像可知，交流电压的最大值为311 V，交流电压的有效值(即电压表的读数)为 V＝220 V，电流表的读数为 A＝2.20 A，A正确。]
7．如图所示，正弦交流电甲和方波交流电乙的峰值、频率完全相同，把两电流分别输入完全相同的两个电阻中，经过相同的时间(足够长)后，两电阻中消耗的电能之比W甲∶W乙为( )
A．1∶2 B．1∶
C．1∶1 D．1∶2
A [在一个周期T内，正弦交流电在电阻中消耗的电能为W甲＝2Rt，方波交流电在电阻中消耗的电能为W乙＝I2Rt，所以W甲∶W乙＝1∶2，故A正确。]
8．如图所示为一交变电流的i?t图像，则此交变电流的有效值为( )
A．5 A B．5 A
C．10 A D．2.5 A
D [对于正弦式交变电流可直接应用最大值为有效值的倍这一规律，将此交变电流分为前后两部分正弦式交流，可直接得到这两部分正弦式交变电流的有效值，分别为I1＝2.5 A和I2＝7.5 A，分别取一个周期T中的前0.01 s和后0.01 s计算产生的电热Q＝IR×0.01 J＋IR×0.01 J，再利用有效值的定义得Q＝I2R×0.02 J，解得I＝2.5 A。]
9．匝数为100的线圈通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分)，单匝线圈电阻r＝0.02 Ω，则在0～10 s内线圈产生的焦耳热为( )
A．80 J B．85 J
C．90 J D．125 J
B [由交变电流的有效值定义知2R·＋(2 A)2R·＝I2RT，该交变电流的有效值I＝ A，线圈的总电阻R总＝100×0.02 Ω＝2 Ω，由Q＝I2R总t得Q＝85 J，选项B正确。]
(建议用时：15分钟)
10．电阻R1、R2与交流电源按照如图甲所示方式连接，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变化的情况如图乙所示。则( )
甲 乙
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
B [由i?t图像可知，电流最大值Im＝0.6 A，有效值I＝＝0.6 A，因R1与R2串联，则I1＝I＝0.6 A，U1＝IR1＝6 V，I2m＝Im＝0.6 A，U2m＝ImR2＝12 V，故A、C、D错，B正确。]
11．正弦交变电源的电压是220 V，它跟电阻R1＝1 210 Ω和R2＝484 Ω、电容器、电压表一起组成的电路如图所示，图中电压表读数为U1，电容器的耐压值为U2，保险丝D的熔断电流是I，则( )
A．U1＝220 V B．U2≥220 V
C．U1＝220 V D．I≥ A
C [电压表读数为电压有效值，即U1＝220 V，C对，A错；而用电器的耐压值必须不小于交流电的最大值，故U2≥220 V，B错；保险丝的熔断电流为有效值I≥ A＋ A＝ A，D错。]
12．图中两交变电流分别通过相同电阻R。
(1)分别写出它们的有效值、周期、频率；
(2)计算它们在R上产生的功率之比。
甲 乙
[解析] (1)图甲为正弦交变电流，其有效值I1＝＝3.54 A，周期T1＝0.4 s，频率f1＝2.5 Hz；图乙为方波交流电，电流的大小不变，方向做周期性变化，由于热效应与电流方向无关，因而它的有效值I2＝5 A，周期T2＝0.3 s，频率f2＝Hz。
(2)由公式P＝I2R得P甲∶P乙＝1∶2。
[答案] (1)3.54 A 0.4 s 2.5 Hz 5 A 0.3 s Hz (2)1∶2
13．一个边长为6 cm的正方形金属线框被置于匀强磁场中，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多大？
[解析] 由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得：
E＝＝S，I＝＝×
由题图可知0～3 s内
I1＝＝× A＝2×10－5 A
在3～5 s内
I2＝＝× A＝3×10－5 A
根据有效值的定义得I2Rt＝IRt1＋IRt2，代入数据得I＝×10－5 A。
[答案] ×10－5 A
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(建议用时：25分钟)
考点一 交变电流的特点及周期和频率
1．(多选)关于交变电流的周期和频率，下列说法正确的是( )
A．正弦式交变电流连续两次出现零值的时间间隔等于周期
B．周期等于0.02 s的交变电流，其频率50 Hz
C．频率为50 Hz的交变电流，1 s内方向变化100次
D．频率为50 Hz的交变电流，1 s内方向变化50次
BC [正弦式交变电流连续两次出现零值的时间间隔等于半个周期，选项A错误；50 Hz的交变电流，其周期等于0.02 s，选项B正确；频率为50 Hz的交变电流，1 s内方向变化100次，选项C正确，D错误。]
2．如图所示是一个正弦式交变电流的图像，下列说法正确的是( )
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
A [由题图可知T＝0.2 s，Im＝10 A，故频率f＝＝5 Hz，I＝＝5 A≈7.07 A，A正确，B、C、D错误。]
考点二 交变电流有效值、最大值的理解
3．下列提到的交流电，不是指有效值的是( )
A．交流电压表的读数
B．保险丝熔断电流
C．电容器击穿电压
D．220 V交流电压
C [电容器击穿电压指电容器两端能承受的电压的最大值。]
4．(多选)下列说法正确的是( )
A．耐压值为300 V的电容器两端可安全接到220 V的交流电源上
B．交流电器设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值
C．计算交流电的电功、电功率及电热时电压、电流必须用交流电的有效值
D．没有特别说明时交流电的数值均指有效值
BCD [有效值为220 V的交流电电压的最大值为311 V，高于电容器的耐压值300 V，选项A错误；交流电器设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值，选项B正确；计算交流电的电功、电功率及电热时电压、电流必须用交流电的有效值，选项C正确；没有特别说明时交流电的数值均指有效值，选项D正确。]
5．下列说法中正确的是( )
A．跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值
B．交变电流的有效值总是最大值的
C．因为有效值表示交变电流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同
D．若正弦式交变电流的最大值是10 A，则它的最小值是0 A
D [根据有效值的定义，可知A选项错误；对于正弦式交变电流，其有效值是最大值的，而对于其他的交变电流不一定有这样的关系。交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，与平均值不同。交变电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，正弦式交变电流的最小值为零，故选项B、C错误，D正确。]
考点三 交变电流有效值的计算
6．在如图甲电路的M、N间加一如图乙所示的正弦交流电，负载电阻为100 Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为( )
甲 乙
A．220 V,2.20 A B．311 V,2.20 A
C．220 V,3.11 A D．311 V,3.11 A
A [由u?t图像可知，交流电压的最大值为311 V，交流电压的有效值(即电压表的读数)为 V＝220 V，电流表的读数为 A＝2.20 A，A正确。]
7．如图所示，正弦交流电甲和方波交流电乙的峰值、频率完全相同，把两电流分别输入完全相同的两个电阻中，经过相同的时间(足够长)后，两电阻中消耗的电能之比W甲∶W乙为( )
A．1∶2 B．1∶
C．1∶1 D．1∶2
A [在一个周期T内，正弦交流电在电阻中消耗的电能为W甲＝2Rt，方波交流电在电阻中消耗的电能为W乙＝I2Rt，所以W甲∶W乙＝1∶2，故A正确。]
8．如图所示为一交变电流的i?t图像，则此交变电流的有效值为( )
A．5 A B．5 A
C．10 A D．2.5 A
D [对于正弦式交变电流可直接应用最大值为有效值的倍这一规律，将此交变电流分为前后两部分正弦式交流，可直接得到这两部分正弦式交变电流的有效值，分别为I1＝2.5 A和I2＝7.5 A，分别取一个周期T中的前0.01 s和后0.01 s计算产生的电热Q＝IR×0.01 J＋IR×0.01 J，再利用有效值的定义得Q＝I2R×0.02 J，解得I＝2.5 A。]
9．匝数为100的线圈通有如图所示的交变电流(图中曲线为余弦曲线的一部分)，单匝线圈电阻r＝0.02 Ω，则在0～10 s内线圈产生的焦耳热为( )
A．80 J B．85 J
C．90 J D．125 J
B [由交变电流的有效值定义知2R·＋(2 A)2R·＝I2RT，该交变电流的有效值I＝ A，线圈的总电阻R总＝100×0.02 Ω＝2 Ω，由Q＝I2R总t得Q＝85 J，选项B正确。]
(建议用时：15分钟)
10．电阻R1、R2与交流电源按照如图甲所示方式连接，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变化的情况如图乙所示。则( )
甲 乙
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
B [由i?t图像可知，电流最大值Im＝0.6 A，有效值I＝＝0.6 A，因R1与R2串联，则I1＝I＝0.6 A，U1＝IR1＝6 V，I2m＝Im＝0.6 A，U2m＝ImR2＝12 V，故A、C、D错，B正确。]
11．正弦交变电源的电压是220 V，它跟电阻R1＝1 210 Ω和R2＝484 Ω、电容器、电压表一起组成的电路如图所示，图中电压表读数为U1，电容器的耐压值为U2，保险丝D的熔断电流是I，则( )
A．U1＝220 V B．U2≥220 V
C．U1＝220 V D．I≥ A
C [电压表读数为电压有效值，即U1＝220 V，C对，A错；而用电器的耐压值必须不小于交流电的最大值，故U2≥220 V，B错；保险丝的熔断电流为有效值I≥ A＋ A＝ A，D错。]
12．图中两交变电流分别通过相同电阻R。
(1)分别写出它们的有效值、周期、频率；
(2)计算它们在R上产生的功率之比。
甲 乙
[解析] (1)图甲为正弦交变电流，其有效值I1＝＝3.54 A，周期T1＝0.4 s，频率f1＝2.5 Hz；图乙为方波交流电，电流的大小不变，方向做周期性变化，由于热效应与电流方向无关，因而它的有效值I2＝5 A，周期T2＝0.3 s，频率f2＝Hz。
(2)由公式P＝I2R得P甲∶P乙＝1∶2。
[答案] (1)3.54 A 0.4 s 2.5 Hz 5 A 0.3 s Hz (2)1∶2
13．一个边长为6 cm的正方形金属线框被置于匀强磁场中，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多大？
[解析] 由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得：
E＝＝S，I＝＝×
由题图可知0～3 s内
I1＝＝× A＝2×10－5 A
在3～5 s内
I2＝＝× A＝3×10－5 A
根据有效值的定义得I2Rt＝IRt1＋IRt2，代入数据得I＝×10－5 A。
[答案] ×10－5 A
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