高中物理第3章交变电流第1节交变电流的特点学业分层测评鲁科版选修3-2

交变电流的特点

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．(多选)下列说法正确的是( )

A．使用交流电的用电器铭牌上所标示的额定电压、额定电流的数值均为最大值B．用交流电流表和电压表测得的数值是有效值

C．照明电路电压220 V指的是有效值

D．所有交变电流的有效值和最大值之间均存在E＝E m

2

、U＝

U m

2

和I＝

I m

2

的关系

【解析】各种使用交流电的用电器铭牌上所标示的数值均为有效值，故A项错误；交流电表测得的数值为有效值，故B项正确；照明电路电压220 V指的是有效值，故C项正确；

E＝E m

2

、U＝

U m

2

、I＝

I m

2

是正弦式交变电流有效值和最大值的关系，故D项错误．故正确答

案为B、C.

【答案】BC

2．(多选)对于如图3­1­7所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是( )

【导学号：78870052】

图3­1­7

A．电流大小变化、方向不变，是直流电

B．电流大小、方向都变化，是交变电流

C．电流最大值为0.2 A，周期为0.01 s

D．电流的周期为0.005 s，有效值为0.1 A

【解析】i－t图象中i数值的正负表示电流的方向，图中电流始终为正值，表示电流方向不变，是直流电，A对、B错；从图中可以看出每经过0.01 s，i－t图象重复一次，周期为0.01 s，电流最大值为0.2 A，C对、D错．

【答案】AC

3．对交变电流的下列说法正确的是( )

【导学号：78870053】A．正(余)弦交变电流在一个周期内电流的方向改变两次

B．交变电流的最大值总是有效值的2倍

C ．若正弦交变电流的最大值为10 A ，则它的最小值为－10 A

D ．演示交变电流随时间的变化规律时，应选用交流电流表

【解析】 一个周期内正弦交变电流方向改变两次，A 正确，只有正弦交变电流，才有

I m ＝2I 关系，B 错误，交变电流的正负表示方向，最小值为零，C 错误，交流电流表的指

针不随交变电流的周期变化而变化，故D 错误．

【答案】 A

4．如图3­1­8所示，图甲、乙分别表示两种电压的波形，下列说法正确的是( )

甲 乙

图3­1­8

A ．图甲表示交流电，图乙表示直流电

B ．两种电压最大值都是311 V

C ．两种电压的有效值相同

D ．两种电压都是交流电压，但周期、频率、有效值都不同

【解析】 两种都是交流电，周期都是2×10－2

s ，最大值都是311 V ，图甲的有效值为220 V ，图乙中由于对应相同时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可知，图甲有效值要比图乙有效值大，A 、C 、D 错，B 对．

【答案】 B

5．如图3­1­9所示是一交变电流的i ­t 图象，则该交变电流的有效值为( )

图3­1­9

A ．4 A

B ．2 2 A C.8

3

A D.230

3

A 【解析】 设该交变电流的有效值为I ，由有效值的定义得(I m

2

)2Rt 1＋I 2m Rt 2＝I 2

Rt .而t

＝t 1＋t 2，代入数据解得：I ＝230

3

A ，故D 正确．

【答案】 D

6．一个电热器接在10 V 的直流电压上，消耗的功率是P ，当把它接到一个正弦式交变

电压上时，消耗的功率是

P

4

，则该交变电压的最大值是( )

A．5 V B．

7.1 V

C．10 V D．12 V

【解析】设电热器的电阻为R，则P＝

102

R

，当接在交变电压上时

P

4

＝(

U m

2

)2/R，解得U m＝5 2 V＝7.1 V.

【答案】 B

7．如图3­1­10所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为( )

图3­1­10

A.

BL2ω

2R

B.

2BL2ω

2R

C.

2BL2ω

4R

D.

BL2ω

4R

【解析】交变电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框

转动一周只有进入磁场和离开磁场共T/4的时间内有感应电流，则有

⎝

⎛

⎭

⎪

⎪

⎫

BLω

L

2

R

2

R

T

4

＝I2RT，所以I＝

BL2ω

4R

，D正确．

【答案】 D

8．(多选)甲、乙两电炉的电阻值相等，把甲和乙两电炉分别接到如图3­1­11(a)和(b)所示的方波交变电压和正弦式交变电压下，两种电压的周期和峰值都相等，则( )

图3­1­11

A．用电压表测量甲电炉两端电压大

B．用电压表测量甲、乙两电炉两端电压一样大

C．两电炉消耗的电功率之比P甲：P乙＝2∶1