3.2 交变电流的描述（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第二册物理（人教版2019）

3.2　交变电流的描述 [见学生用书P40] 如图是一正弦式交变电流的i－t图像，从图像中你能获得该交变电流的哪些信息？ 【答案】 从上述图像中，能得到该交变电流的周期为0.01 s，该交变电流的最大值为10 A。 1．关于正弦式交变电流的周期和频率，下列说法中正确的是(　C　) A．交变电流最大值连续出现的时间间隔为一个周期 B．1 s内交变电流出现最大值的次数等于频率 C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍 D．50 Hz的交变电流，其周期等于0.05 s 【解析】 正弦式交变电流，在一个周期内，交变电流会出现正向和负向最大值各一次，故相邻两次最大值的时间间隔为半个周期，A错误；1 s内完成周期性变化的次数等于频率，而一次周期性变化出现两次最大值，B错误；交变电流在一个周期内方向改变两次，即方向变化的频率为交变电流频率的2倍，C正确；T＝＝ s＝0.02 s，D错误。 2．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流电动势如图所示，下列说法正确的是(　B　) 第2题图 A．交流电动势的有效值为20 V B．交流电动势的有效值为10 V C．t＝0.01 s时线圈处于中性面 D．交流电动势的频率为50 Hz 【解析】 交流电动势的最大值为20 V，有效值为10 V，A错误，B正确；t＝0.01 s时电动势最大，磁通量为零，线圈平面与中性面垂直，C错误；由图像可得交流电的周期为T＝0.04 s，所以频率为f＝＝ Hz＝25 Hz，D错误。 3．(多选)若交变电流1的电流随时间的变化规律为i1＝10sin 10πt A，交变电流2的电流随时间的变化规律为i2＝20sin A，则(　ABD　) A．交变电流1在t＝1 s时的相位为10π B．交变电流2的初相位为 C．相位是描述交变电流变化快慢的物理量 D．交变电流1和2具有确定的相位差 【解析】 交变电流1在t＝1 s时的相位为10π，A正确；交变电流2的初相位为，B正确；两交变电流的相位差为，D正确；相位是描述交变电流某时刻状态的物理量，C错误。 4．(多选)如图所示是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的(　BC　) 第4题图 A．周期是0.01 s B．最大值是311 V C．有效值是220 V D．瞬时值表达式为u＝220sin 100πt V 【解析】 由题图知，周期T＝0.02 s，电压的最大值Um＝311 V，则有效值U＝＝220 V，所以瞬时值表达式为u＝311sin 100πt V，B、C正确。 5．许多同学家里都有调光灯和调速电风扇，过去它们的功能是用变压器来实现的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速。现在的调光灯和调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的。如图所示，为经一双向可控硅调节后加在电灯上的电压，即在正弦式交变电流的每个周期内，前周期被截去，调节台灯上旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯两端的电压，那么现在电灯两端的电压为(　A　) 第5题图 A. B. C. D．Um 【解析】 如题图所示，每个周期被截去前周期，原电流为正弦式交变电流，一个周期的电压可以看成只剩半个周期，利用有效值的定义，得×＝×T，所以U＝，A正确。 6．图甲为发电机构造示意图，线圈匀速转动，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。发电机线圈的内阻为10 Ω，外接电阻的阻值为100 Ω，下列说法正确的是(　D　) 第6题图 A．线圈转动的角速度为50π rad/s B．t＝0.01 s时，穿过线圈的磁通量为零 C．电流表的示数约为2.8 A D．电压表的示数为200 V 【解析】 交流的频率为f＝＝50 Hz，则线圈转动的角速度为ω＝2πf＝100π rad/s，A错误；t＝0.01 s时，感应电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，B错误；电动势的有效值为E＝ V＝220 V，则电流的有效值为I＝＝ A＝2 A，则电流表示数为2 A，C错误；电压表示数为U＝IR＝2×100 V＝200 V，D正确。 7．如图甲是阻值为5 Ω的线圈与阻值为15 Ω的电阻R构成的回路。线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示，则(　B　) 第7题图 A．电压表的示数为14.14 V B．通过电阻R的电流为0.707 A C．电阻R上消耗的功率为3.75 W D．通过电阻的电流方向每秒变化100次 【解析】 由题图乙可得Em＝20 V，则E＝＝10 V，电压表示数U＝R＝10.6 V，A错误；通过电阻R的电流I＝＝0.707 A，B正确；R上消耗的功率P＝I2R＝7.50 W，C错误；T＝0.04 s，f＝25 Hz，电流方向每秒变化50次，D错误。 8．(多选)如图所示，某玩具电磁驱动发电机可简化为