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2019-2020年高中物理 3.1交變電流的特點(diǎn)知能優(yōu)化訓(xùn)練 魯科版選修3-2 1. 對(duì)于如圖3－1－8所示的電流i隨時(shí)間t做周期性變化的圖象，下列描述正確的是(　　) 圖3－1－8 A．電流的大小變化，方向也變化，是交流電 B．電流的大小變化，方向不變，不是交流電 C．電流的大小不變，方向不變，是直流電 D．以上說法都不正確 解析：選B.由圖象可知，該電流的大小變化，但電流方向一直沒變，由交變電流、直流電的廣義定義知該電流應(yīng)為直流電． 2．關(guān)于交流電的有效值和最大值，下列說法正確的是(　　) A．任何形式的交變電壓的有效值都是U＝的關(guān)系 B．只有正弦式交變電壓才具有U＝的關(guān)系 C．照明電壓220 V和動(dòng)力電壓380 V指的都是最大值 D．交流電壓表和電流表測量的是交流電的最大值 解析：選B.只有正弦式交變電壓才有U＝的關(guān)系，其他交流電不適用，故A錯(cuò)誤，B正確；照明電壓、動(dòng)力電壓均指有效值，交流電表測量的也是有效值，故C、D錯(cuò)誤． 3．在阻值為R1和R2的兩個(gè)電阻的兩端，分別加上50 V的直流電壓和某一交流電壓，則下面關(guān)于交流電壓有效值的說法正確的是(　　) A．若兩電阻在相等時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，則交流電壓有效值為50/ V B．若R1＝R2，且兩電阻熱功率相等，則交流電壓有效值為50 V C．若R1＝R2，且兩電阻產(chǎn)生的熱量相等，則交流電壓有效值為50 V D．不論R1是否等于R2，只要兩電阻的熱功率相等，則交流電壓的有效值為50 V 解析：選B.選項(xiàng)A，因不知兩個(gè)電阻間的大小關(guān)系，所以不能確定交流電的有效值，所以A錯(cuò)；選項(xiàng)B，兩只電阻相等，又由熱功率相等，所以直流電壓值就等于交流電電壓的有效值，B正確；選項(xiàng)C、D，沒有強(qiáng)調(diào)在相等的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相等的熱量，故錯(cuò)誤． 4．如圖3－1－9所示，下列對(duì)圖象的描述正確的是(　　) 圖3－1－9 A．該電壓是恒定電壓 B．該電壓是直流電壓 C．該電壓的周期是0.2 s D．該電壓的頻率是10/3 Hz 解析：選D.從圖象可以看出每經(jīng)過0.3 s開始重復(fù)上一個(gè)過程，所以0.3 s是一個(gè)周期，頻率是 Hz，在一個(gè)周期內(nèi)，前0.1 s電壓為正值，后0.2 s電壓為負(fù)值，表示前后電流方向相反，所以是交變電流，D對(duì)，A、B、C錯(cuò)． 5．如圖3－1－10所示的電流通過圖中的電阻R，則交變電流表的示數(shù)為多少？ 圖3－1－10 解析：交變電流表所表示的示數(shù)為電流的有效值，但這個(gè)電流的有效值不是 A. 題圖中的It圖象是正弦半波交變電流曲線，在半個(gè)周期內(nèi)，它的有效值與正弦交變電流的有效值相同，再根據(jù)該電流在一個(gè)周期內(nèi)所做的功和其有效值做功等效的關(guān)系，就可以求出通過電流表的示數(shù)，因?yàn)镮m＝5 A，I＝＝2.5 A， 所以有＝IRT，IA＝＝2.5 A. 答案：2.5 A 一、單項(xiàng)選擇題 1．如圖3－1－11所示的各圖線中不表示交變電流的是(　　) 圖3－1－11 解析：選B.B項(xiàng)電流方向一直為負(fù)方向，不隨時(shí)間發(fā)生變化，所以B不表示交變電流，盡管這種電流隨時(shí)間變化的圖象形狀與A相似，但A中電流方向隨時(shí)間變化，所以A為交變電流，同理C、D也為交變電流． 2．對(duì)交變電流的下列說法正確的是(　　) A．正(余)弦交變電流在一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次 B．交變電流的最大值總是有效值的倍 C．若正弦交變電流的最大值為10 V，則它的最小值為－10 V D．演示交變電流隨時(shí)間的變化規(guī)律時(shí)，應(yīng)選用交流電流表 解析：選A.一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，A對(duì)；對(duì)于B，只有正弦交流電最大值才和有效值有這樣的關(guān)系，B錯(cuò)；交變電流正負(fù)表示方向，最小值為0，C錯(cuò)；只有直流電流表通入交流時(shí)指針的偏向、偏角大小隨電流方向、大小發(fā)生變化，D錯(cuò)． 3．(xx年如皋高二檢測)在我們的生活中所使用的電流一般以交變電流居多，關(guān)于交變電流下列說法正確的是(　　) A．交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值是交變電流的峰值 B．用交流電流表和電壓表測定的讀數(shù)值是交變電流的最大值 C．給定的交變電流數(shù)值，在沒有特別說明的情況下是指有效值 D．保險(xiǎn)絲的額定電流、電容器的耐壓值是交變電流的有效值 解析：選C.各類交流用電器銘牌所示的值、各類交流電表所測得的值均為有效值，給定交流值凡是沒有說明的，所指的值以及保險(xiǎn)絲的熔斷電流等均為有效值，電容器的耐壓值為最大值，A、B、D錯(cuò)，C對(duì)． 4．一電熱器接在10 V的直流電源上，產(chǎn)生的熱功率為P.把它改接到另一正弦交變電路中，要使產(chǎn)生的熱功率為原來的一半，如果忽略電阻值隨溫度的變化，則該交變電流電壓的最大(峰)值應(yīng)等于(　　) A．5 V B．14 V C．7.1 V D．10 V 解析：選D.以U直和U交分別表示直流電的電壓和交流電壓的有效值，以R表示電熱器的電阻值，則依題意在兩種情況下的電功率分別為P＝；＝ 由以上兩式有：U交＝ U直 因此交變電流電壓的最大值為Um＝U交＝10 V. 5．某電容器兩端所允許加的最大直流電壓是250 V．它在正弦交流電路中使用時(shí)，交流電壓可以是(　　) A．250 V B．220 V C．352 V D．177 V 解析：選D.電容器的耐壓值是指最大值，根據(jù)正弦交流電的有效值公式得：U＝＝ V＝177 V. 6．把220 V的正弦交流電壓加在440 Ω的電阻上，該電阻上(　　) A．電壓的有效值為220 V，電流的有效值為0.5 A B．電壓的最大值為220 V，電流的有效值為0.5 A C．電壓的有效值為220 V，電流的最大值為0.5 A D．電壓的最大值為220 V，電流的最大值為0.5 A 解析：選A.正弦交變電壓220 V為有效值，根據(jù)歐姆定律I＝＝ A＝0.5 A. 7．如圖3－1－12所示，正弦式交流電的電壓的最大值為311 V，負(fù)載電阻R＝440 Ω，不考慮電表內(nèi)阻影響，則電路中交流電壓表和電流表的示數(shù)分別為(　　) 圖3－1－12 A．311 V,0.707 A B．220 V,0.5 A C．311 V,10 A D．311 V,0.05 A 解析：選B.交流電壓表、電流表示數(shù)均為有效值，U＝＝ V＝220 V，I＝＝ A＝0.5 A. 8．一個(gè)照明電燈，其兩端允許加的最大電壓為311 V．當(dāng)它接入220 V的照明電路時(shí)，這盞燈(　　) A．將不亮 B．燈絲將燒斷 C．只能暗淡發(fā)光 D．能正常發(fā)光 解析：選D.220 V的電路電壓有效值為220 V，最大值為311 V，剛好適合． 9．(xx年白鷺洲高二檢測)如圖3－1－13所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系．若使這兩種電流分別通過兩個(gè)完全相同的電阻，則經(jīng)過1 min的時(shí)間，兩電阻消耗的電功之比W甲∶W乙為(　　) 圖3－1－13 A．1∶6 B．1∶3 C．1∶2 D．1∶ 解析：選B.圖乙所示的交變電流大小不變，方向周期性變化，有效值等于瞬時(shí)值，為I乙＝1 A，圖甲所示交變電流周期為610－2 s，根據(jù)有效值的定義有：()2R4 10－2＝IR610－2，可以求得I甲＝ A．所以W甲∶W乙＝I∶I＝1∶3，B對(duì)． 10．三個(gè)相同的電阻分別接入電壓為U的恒壓電路，電壓峰值為Um、頻率為f的正弦交流電路，電壓峰值為Um、頻率為2f的正弦交流電路中，在相同時(shí)間內(nèi)三個(gè)電阻上產(chǎn)生的熱量之比為(　　) A．1∶1∶1 B．1∶1∶2 C．2∶1∶1 D．4∶2∶1 解析：選C.根據(jù)正弦交流電有效值和最大值(峰值)的關(guān)系知，正弦交變電壓有效值為U′＝ .又因?yàn)镼＝t知：Q1∶Q2∶Q3＝2∶1∶1，故C項(xiàng)正確． 二、非選擇題 11．將一電阻接在電壓隨時(shí)間按圖3－1－14所示變化的交變電流上，則該交變電流的周期是多少？該交變電壓的有效值為多少？ 圖3－1－14 解析：據(jù)電流的熱效應(yīng)在相同電阻、相同時(shí)間(一般為一周期)產(chǎn)生相同的熱量，由圖可讀出該交變電壓的周期為2t，設(shè)電阻為R，則由t1＋t2＝T得t＋t＝2t，解得U＝ V≈4.1 V. 答案：2t　4.1 V 12．如圖3－1－15所示的電流i通過一個(gè)R＝1 Ω的電阻，它不是恒定電流 圖3－1－15 (1)計(jì)算通電1 s內(nèi)電阻R中產(chǎn)生的熱量． (2)如果有一個(gè)大小、方向都不變的恒定電流通過這個(gè)電阻R，也能在1 s內(nèi)產(chǎn)生同樣的熱，這個(gè)電流是多大？ 解析：(1)電流i在1 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝2IRt1＋2IRt2＝21210.2 J＋22210.3 J＝2.8 J. (2)由I2Rt＝Q得電流I＝＝ A＝1.67 A，即該恒定電流為1.67 A. 答案：(1)2.8 J　(2)1.67 A