2016高考物理专题训练：描述交变电流的物理量

　描述交变电流的物理量 1.一个小型电热器若接在输出电压为10 V的直流电源上,消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为。如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为(　　) A.5 V　　　　　　　　　　B.5 V C.10 V D.10 V 解析:根据公式P=再结合交变电流的有效值定 义,U效=知其有效值U效=5 V,根据正弦式交变电流有效值和最大值的关系知最大值为5 V=10 V,选项C正确。 答案:C 2.图(a)为电热毯的电路示意图。电热丝接 在u=311sin (100πt) V的电源上,电热毯被加热到一定温度后,通过装置P使输入电压变为图(b)所示波形,从而进入保温状态。若电热丝电阻保持不变,此时交流电压表的读数是(　　) A.110 V B.156 V C.220 V D.311 V 解析:交流电压表的读数是交变电流的有效值,因此必须根据有效值的定义来计算。由有效值的定义可得T=+0,解得U=110 V=156 V。 答案:B 3.一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甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω,现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡,如图乙所示,则(　　) A.电压表V的示数为220 V B.电路中的电流方向每秒改变50次 C.灯泡实际消耗的功率为484 W D.发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为24.2 J 解析:电动势的有效值为E= V=220 V,所以电流的有效值I= A=2.2 A,所以电压表的示数为U=IR=2.2×95.0 V=209 V,A错误;交变电流的频率为f==50 Hz,每个周期内电流方向改变2次,故每秒内电流方向改变100次,B错误;灯泡实际消耗的功率为P灯=I2R=2.22×95.0 W=459.8 W,C错误;发电机线圈内阻每秒产生的焦耳热为Q=I2rt=2.22×5.0×1 J=24.2 J,D正确。 答案:D 4. (多选)面积为S的两个电阻相 同的线圈,分别放在如图所示的磁场中,图甲中是磁感应强度为B0的匀强磁场,线圈在磁场中以周期T绕OO'轴匀速转动,图乙中磁场变化规律为B=B0cos,从图示位置开始计时,则(　　) A.两线圈的磁通量变化率相同 B.两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同 C.经相同的时间t(t>T),两线圈产生的热量相同 D.从此时刻起,经时间,流过两线圈横截面的电荷量相同 解析:甲:Φ甲=B0Scos ωt ,乙:Φ乙=BScos ωt=B0Scos ωt,故磁通量变化率相同,又E=,所以电动势变化规律也相同,故甲、乙两种情况电动势最大值出现时刻及有效值、平均值均相同。 答案:ACD 5.多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇。过 去是用变压器来实现上述调节的,但是成本高、体积大、效率低,且不能任意调节灯的亮度或风扇的转速。现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。图示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压图象,即在正弦式交变电流的每一个周期中前面的周期被截去,从而改变了电灯上的电压。则现在电灯上的电压为(　　) A.Um　　　　B.　　　　C.　　　　D. 解析:由T~T时间段内电压的有效值为,在0~T内交变电流通过电阻R时做的功 WT=·T 解得电压的有效值U=。 答案:C 6.城市晚上或者每逢节日,同学们往往能看到许多霓虹灯发出鲜艳绚丽的灯光,将城市装扮得异彩纷呈,赏心悦目。 频率为50 Hz的交变电流 ,其电压u=168sin ωt V,把它加在激发电压、熄灭电压均为84 V的霓虹灯的两端,求在半个周期内霓虹灯点亮的时间。 解析:交变电压的周期T= 0.02 s,电压的峰值Um=168 V。为便于求解,作交变电压的u-t图象如图所示,当电压高于84 V时霓虹灯才发光,由图象易知,半个周期内霓虹灯点亮的时间为Δt=t2-t1 因2πft1=,2πft2= 得t1= s,t2= s 则Δt=t2-t1= s。 答案: s 7.如图所示,线圈abcd的面积是0. 05 m2,共100匝,线圈电阻为1 Ω,外接电阻R=9 Ω,匀强磁场的磁感应强度为B= T,当线圈以300 r/min的转速匀速转动时,求: (1)转动中感应电动势的有效值。 (2)电路中交流电压表和电流表的示数。 (3)线圈从图示位置转过 ... ...