第1節(jié)　交變電流的特點(diǎn)

第3章交變電流與遠(yuǎn)距離輸電第1節(jié)交變電流的特點(diǎn)課后篇鞏固提升必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.(2020山東濰坊期末)一臺(tái)電風(fēng)扇的額定電壓為交流220V。在其正常工作過(guò)程中,用交流電流表測(cè)得某一段時(shí)間內(nèi)的工作電流I隨時(shí)間t的變化如圖所示。這段時(shí)間內(nèi)電風(fēng)扇的用電量為()A.3.9×10-2kW·hB.5.5×10-2kW·hC.7.8×10-2kW·hD.11.0×10-2kW·h解析因1kW·h=3.6×106J,且電流表示數(shù)為電流有效值,故用電荷量W=U(I1t1+I2t2+I3t3),代入數(shù)值得W=5.5×10-2kW·h,故B正確。答案B2.(2020廣東揭陽(yáng)第一中學(xué)檢測(cè))關(guān)于交變電流的有效值U和最大值Um,下列說(shuō)法中正確的是()A.任何形式的交變電流都具有U=UmB.只有正弦交變電流才具有U=UmC.照明電壓220V,動(dòng)力電壓380V指的都是最大值D.交流電壓表和交流電流表測(cè)的都是最大值解析交變電壓、交變電流的峰值和有效值之間的2倍關(guān)系是僅限于正弦交流電而言的,所以A是錯(cuò)誤的,B是正確的;在交變電流的描述中沒(méi)有特殊說(shuō)明情況下的電流和電壓均指有效值,C錯(cuò)誤;交流電壓表、電流表測(cè)的都是有效值,D錯(cuò)誤。答案B3.如圖所示,其中不表示交變電流的是()解析A、B、D中電流i的方向發(fā)生了周期性變化,是交變電流;C中電流方向不變,是直流電,故選C。答案C4.如圖所示,正弦式交變電流和方波交變電流的最大值相等,周期也相等,現(xiàn)使它們通過(guò)完全相同的電阻,則在相同的時(shí)間(遠(yuǎn)大于周期)內(nèi),兩電阻發(fā)熱之比Q甲Q乙等于A.22 B.C.14 D.解析計(jì)算電阻發(fā)熱Q=I2Rt需用交變電流的有效值,圖甲的有效值為I1=Im2,圖乙的有效值為I2=Im,所以代入可得Q答案B5.(2020北京房山期末)兩個(gè)完全相同的電熱器分別通以如圖甲、乙所示的交變電流,兩電熱器的實(shí)際電功率之比P甲∶P乙為()A.1∶2 B.1∶1C.2∶1 D.2∶1解析圖甲中的方波交變電流的有效值:I甲=I0,圖乙中的正弦式交變電流的有效值為:I乙=I02,根據(jù)功率公式P=I2R得到:P甲∶P乙=I甲2∶I乙答案D6.如圖表示一交變電流隨時(shí)間變化的圖像,此交變電流的有效值為A。

解析此交變電流的前半個(gè)周期為正弦式交變電流,后半個(gè)周期為恒定電流,取一個(gè)周期的時(shí)間,根據(jù)有效值的定義有4222R·T2+(42)2R·T2=I2RT,解得I=答案267.一個(gè)小型電熱器接在輸出電壓為10V的直流電源上,消耗電功率為P;若把它接在某個(gè)正弦交流電源上,其消耗的電功率為P2。如果電熱器電阻不變,解析由功率公式P=U2R可知,電熱器接到直流電源上時(shí),P=U12R=100R。當(dāng)其接到交流電源時(shí),有P2=U22R,則U2=22U1,U2為正弦式交變電流的有效值,則此交變電流的最大值Um=2U2答案10V關(guān)鍵能力提升練8.(2020河南南陽(yáng)檢測(cè))電阻R1、R2與交流電源按照?qǐng)D甲所示方式連接,R1=10Ω,R2=20Ω。閉合開(kāi)關(guān)S后,通過(guò)電阻R2的正弦式交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖乙所示。則()A.通過(guò)R1的電流有效值是1.2AB.R1兩端的電壓有效值是6VC.通過(guò)R2的電流最大值是1.22AD.R2兩端的電壓最大值是62V解析由題圖可知通過(guò)電阻R2的電流最大值為0.62A,故其有效值為0.6A,根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可得通過(guò)R1的電流有效值也為0.6A,A、C項(xiàng)均錯(cuò);R1兩端的電壓有效值為U1=IR1=6V,B項(xiàng)正確;R2兩端的電壓最大值為Um=ImR2=122V,D項(xiàng)錯(cuò)。答案B9.(多選)(2020江蘇南通中學(xué)檢測(cè))甲、乙兩電爐的電阻值相等,把甲和乙兩電爐分別接到如圖(a)和(b)所示的方波交變電壓和正弦式交變電壓下,兩種電壓的周期和峰值都相等,則()A.用電壓表測(cè)量甲電爐兩端電壓大B.用電壓表測(cè)量甲、乙兩電爐兩端電壓一樣大C.兩電爐消耗的電功率之比P甲∶P乙=2∶1D.兩電爐消耗的電功率之比P甲∶P乙=1∶1解析圖(a)為方波交變電壓,由有效值定義可知U02R·T2+U02R·T2=Ua2RT,即有效值為Ua=U0。圖(b)為正弦式交變電壓,有效值為Ub=U02,電壓表測(cè)量值為有效值,所以接甲電爐的電壓表示數(shù)大,A正確、B錯(cuò)誤;答案AC10.(2020福建羅源第一中學(xué)月考)將正弦式交變電流經(jīng)整流器處理后得到的電流波形剛好去掉了負(fù)半周,如圖所示,則該電流的有效值為()A.2A B.22C.1A D.12解析設(shè)該電流通過(guò)一電阻R,在一個(gè)周期內(nèi)只有半個(gè)周期的時(shí)間發(fā)熱,在這半個(gè)周期內(nèi),相當(dāng)于一個(gè)電流值為2A的恒定電流發(fā)熱,故在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量可表示為Q=(2A)2R×T2。設(shè)某恒定電流I通過(guò)該電阻時(shí)在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量也為Q,則有I2RT=(2A)2R×T2,得I=1A。故選項(xiàng)答案C11.匝數(shù)為100的線圈通過(guò)如圖所示的交變電流(圖中曲線為余弦曲線的一部分),單匝線圈電阻r=0.02Ω,則在0~10s內(nèi)線圈產(chǎn)生的焦耳熱為()A.80J B.85JC.90J D.125J解析由交變電流的有效值定義知32A2R·T2+(2A)2R·T2=I2RT,解得該交變電流的有效值I=172A,線圈的總電阻R總=100×0.02Ω=2Ω,由Q=I2R總t,得答案B12.在交變電流的一個(gè)周期內(nèi),某正弦式交變電流通過(guò)一阻值為10Ω的電阻產(chǎn)生的熱量,與一電流為3A的直流電通過(guò)同一阻值的電阻在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等,則此交變電流的最大值為A;電阻兩端的交流電壓的最大值為V。

解析根據(jù)交變電流有效值的定義可知,此交變電流的有效值為3A,故最大值為32A;根據(jù)U=IR可知電阻兩端的交流電壓的有效值為30V,根據(jù)正弦式交變電流的最大值為有效值的2倍可知,電阻兩端的交流電壓的最大值為302V。答案3230213.如圖甲所示,一個(gè)電阻為R的金屬圓環(huán)放在磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)與圓環(huán)所在的平面垂直,穿過(guò)圓環(huán)的磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,圖中的