1、2 描述交变电流的物理量(时间：60 分钟)知识点一 交变电流的周期和频率1某交变电流的方向在 1 s 内改变 100 次，则其周期 T 和频率 f 分别为( )AT0.01 s BT 0.02 sCf 100 Hz Df50 Hz解析 由于正弦式交变电流每周期内方向改变两次，所以其频率为 50 Hz，由T ，得 T0.02 s.1f答案 BD2.某交变电压随时间的变化规律如图 5-2-12 所示，则此交变电流的频率为_Hz.线圈转动的角速度是_rad/s.若将此电压加在 10 F 的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_V.图 5-2-12解析 由图象可知此正弦交变电压的峰值 Um200 V，
2、周期 T0.02 s，频率f 50 Hz； rad/s100 rad/s.将该电压 加在电容器上， 电容器的耐1T 2T 20.02压值应不小于 200 V.答案 50 100 2003我国照明电压的瞬时值表达式为 e220 sin(100t) V，它的周期是2_，频率是_，在 1 s 内电流的方向改变_次，电压最大值为_解析 由电压的瞬时值表达式 e220 sin(100t) V 可得 Um220 2 2V，100 rad/s，所以周期 T 0.02 s；由公式 f 得 f50 Hz；一个周期内2 1T电流的方向改变两次，所以 1 s 内电流方向改变 100 次答案 0.02 s 50 Hz
3、 100 200 V2知识点二 交流电的有效值和最大值4关于交流电的有效值 U 和最大值 Um，下列说法中正确的是( )A任何形式的交流电都具有 U 的关系Um2B只有正弦交流电才具有 U 的关系Um2C照明电压 220 V，动力电压 380 V 指的都是最大值D交流电压表和交流电流表测的都是最大值解析 电压、电流的有效值和峰值之间的 倍关系是仅限于正弦交流电而言2的所以 A 是 错误的， B 是正确的，在交流电的讲述中没有特殊说明情况下的电流和电压均指有效值，C 错误 ，交流电压表、电流表测的都是有效值，D 错误答案 B5(2012广东理综 )某小型发电机产生的交变电动势为 e50sin 1
4、00t(V)对此电动势，下列表述正确的有( )A最大值是 50 V B频率是 100 Hz2C有效值是 25 V D周期是 0.02 s2解析 从中性面开始计时，交变电动势的表达式为 eE msin t，因 e50 sin 100t(V)，所以最大 值 Em50 V，A 错误由 2f 100 rad/s 得 f50 Hz，B错误有效值 E 25 V，C 正确T 0.02 s，D 正确Em2 2 1f答案 CD6在电路的 MN 间加一如图 5-2-13 所示的正弦交流电，负载电阻为 100 ，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( )图 5-2-13A220 V,2
5、.20 A B311 V,2.20 AC220 V,3.11 A D311 V,3.11 A解析 电压表和电流表表示的都是有效值，根据图象得出电压的有效值是 220 V，根据欧姆定律得出电流的有效 值是 2.20 A.答案 A7一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图 5-2-14 甲所示已知发电机线圈内阻为 5.0 ，现外接一只电阻为 95.0 的灯泡，如图 5-2-14 乙所示，则( )图 5-2-14A电压表 的示数为 220 VB电路中的电流方向每秒钟改变 50 次C灯泡实际消耗的功率为 484 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 24.2 J解析 由题图象可知电动势
6、的有效值为 220 V，而电压表测量的是路端电压，其大小为 U R 95 V209 V，选项 A 错误；由图象读出交变电流的ER r 22095 5周期为 T0.02 s，则频率 f 50 Hz，一个周期内电流的方向要改变 2 次，故1T每秒钟电流方向要改变 250100(次)，选项 B 错误；灯泡的实际功率为 P2R 295 W459.8 W，选项 C 错误；由焦耳定律得(ER r) ( 22095 5)Q 2rt 251 J24. 2 J故正确 选项为 D.(ER r) ( 22095 5)答案 D8.在图 5-2-15 所示电路中，A 是熔断电流 I02 A 的保险丝，R 是可变电阻，S
7、是交流电源交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e220 sin(314t) V为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( )2图 5-2-15A110 2B110 C220 D220 2解析 U220 V，R min 110 .UI0 2202答案 B9如图 5-2-16 所示的(a)、(b)两图分别表示两个交流电压，比较这两个交变电压，它们具有共同的( )图 5-2-16A有效值 B频率C最大值 D均不一样解析 由题图可知，两个交变电压最大值均为 2 V，周期均 为 0.4 s，可知 B、C 正确题图(a) 中电压有效值 Ua ，题图(b) 中电压有效值 UbU m，A 错Um
8、2答案 BC10.一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度 绕垂直于磁场方向固定轴转动线圈匝数 n100 匝穿过每匝线圈的磁通量 随时间按正弦规律变化，如图 5-2-17 所示发电机内阻 r5.0 ，外电路电阻 R95 ，已知感应电动势的最大值 Emn m，其中 m 为穿过每匝线圈磁通量的最大值求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数图 5-2-17解析 从题中 t 图线看出 m1.010 2 Wb，T3.1410 2 s已知感 应电动势的最大值 Emn m，又 ，故电路中电流最大值 Im 2T EmR r n2mTR rA2 A，交流电流表读数是交流电的有效10023.141
9、.010 23.1410 295 5值，即 I 1.4 A.Im2答案 1.4 A11.电阻为 1 的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的正弦交流电的图象如图 5-2-18 图线 a 所示；当调整线圈转速后，该线圈中所产生的正弦交流电的图象如图 5-2-18 图线 b 所示，以下关于这两个正弦交变电流的说法正确的是( ) 图 5-2-18A在图中 t0 时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先后两次转速之比为 32C交流电 a 的电动势的有效值为 5 V2D交流电 b 的电动势的最大值为 5 V解析 由题图象可知，t 0 时刻线圈中的感应电流 为 0，感应电动势为 0，穿过线圈的
10、磁通量的变化率为 0，所以穿过线圈的磁通量最大，选项 A 错误；由图象可得线圈先后两次转动的周期之比为 0.40.62 3，选项 B 正确；由图象可得交流电 a 的电流的最大值为 10 A，有效值为 A5 A，又矩形线圈的电阻为 1 ，102 2所以交流电 a 的电动势的有效值为 5 V，选项 C 正确；由 EnBS， 可22T得电动势与周期成反比，所以交流 b 的电动势的最大值为 V，选项 D 错误203答案 BC12如图 5-2-19 甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 OO匀速转动，线圈的匝数 n100，电阻r10 ，线圈的两端经集流环与电
11、阻 R 连接，电阻 R90 ，与 R 并联的交流电压表为理想电表在 t0 时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量 随时间 t 按图 5-2-19 乙所示正弦规律变化图 5-2-19求：(1)交流发电机产生的电动势最大值；(2)电路中电压表的示数；(3)R 上的热功率解析 (1)交流 发电机产生电动势的最大值Em nBS而 mBS ， ，所以 Em2T 2nmT由 -t 图线可知： m2.010 2 WbT6.2810 2s，所以 Em200 V.(2)电动势的有效 值 E 100 VEm2 2U E 100 V90 V127.3 V.RR r 90100 2 2(3)R 上的功率为：PR W180 W.U2R 902290答案 (1)200 V (2)127.3 V (3)180 W
