(练习)课时分层作业7 交变电流的特点-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(鲁科版2019)

课时分层作业(七)　交变电流的特点 ◎题组一　交变电流的特点及周期和频率 1．(多选)关于交变电流的周期和频率，下列说法正确的是(　　) A．正弦式交变电流连续两次出现零值的时间间隔等于周期 B．周期等于0.02 s的交变电流，其频率 50 Hz C．频率为50 Hz的交变电流，1 s内方向变化100次 D．频率为50 Hz的交变电流，1 s内方向变化50次 BC　[正弦式交变电流连续两次出现零值的时间间隔等于半个周期，选项A错误；50 Hz的交变电流，其周期等于0.02 s，选项B正确；频率为50 Hz的交变电流，1 s内方向变化100次，选项C正确，D错误。] 2．如图所示是一个正弦式交变电流的图像，下列说法正确的是(　　) A．周期是0.2 s，电流的峰值是10 A B．周期是0.15 s，电流的峰值是10 A C．频率是5 Hz，电流的有效值是10 A D．频率是0.2 Hz，电流的有效值是7.07 A A　[由题图可知T＝0.2 s，Im＝10 A，故频率f＝＝5 Hz，I＝＝5 A≈7.07 A，A正确，B、C、D错误。] ◎题组二　交变电流有效值、最大值的理解 3．下列提到的交流电，不是指有效值的是(　　) A．交流电压表的读数 B．保险丝熔断电流 C．电容器击穿电压 D．220 V交流电压 C　[电容器击穿电压指电容器两端能承受的电压的最大值。] 4．(多选)下列说法正确的是(　　) A．耐压值为300 V的电容器两端可安全接到220 V的交流电源上 B．交流电器设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值 C．计算交流电的电功、电功率及电热时电压、电流必须用交流电的有效值 D．没有特别说明时交流电的数值均指有效值 BCD　[有效值为220 V的交流电电压的最大值为311 V，高于电容器的耐压值300 V，选项A错误；交流电器设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值，选项B正确；计算交流电的电功、电功率及电热时，电压、电流必须用交流电的有效值，选项C正确；没有特别说明时交流电的数值均指有效值，选项D正确。] 5．下列说法中正确的是(　　) A．跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值 B．交变电流的有效值总是最大值的 C．因为有效值表示交变电流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同 D．若正弦式交变电流的最大值是10 A，则它的最小值是0 A D　[根据有效值的定义，可知A选项错误；对于正弦式交变电流，其有效值是最大值的，而对于其他的交变电流不一定有这样的关系。交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，与平均值不同。交变电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，正弦式交变电流的最小值为零，故选项B、C错误，D正确。] ◎题组三　交变电流有效值的计算 6．在如图甲电路的M、N间加一如图乙所示的正弦交流电，负载电阻为100 Ω，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(　　) 甲　　　　　　　　　　乙 A．220 V,2.20 A B．311 V,2.20 A C．220 V,3.11 A D．311 V,3.11 A A　[由u­t图像可知，交流电压的最大值为311 V，交流电压的有效值(即电压表的读数)为 V＝220 V，电流表的读数为 A＝2.20 A，A正确。] 7．如图所示，正弦交流电甲和方波交流电乙的峰值、频率完全相同，把两电流分别输入完全相同的两个电阻中，经过相同的时间(足够长)后，两电阻中消耗的电能之比W甲∶W乙为(　　) A．1∶2 B．1∶ C．1∶1 D．1∶2 A　[在一个周期T内，正弦交流电在电阻中消耗的电能为W甲＝Rt，方波交流电在电阻中消耗的电能为W乙＝I2Rt，所以W甲∶W乙＝1∶2，故A正确。] 8．如图所示为一交变电流的i­t图像，则此交变电流的有效值为(　　) A．5 A B．5 A C．10 A D．2.5 A D　[对于正弦式交变电流可直接应用最大值为有效值的倍这一规律，将此交变电流分为前后两部分正弦式交流，可直接得到这两部分正弦式交变电流的有效值，分别为I1＝2.5 A和I2＝7.5 A，分别取一个周期T中的前0.01 s和后0.01 s计算产生的电热Q＝IR×0.01 J＋IR×0.01 J，再利用有效值的定义得Q＝I2R×0.02 J，解得I＝2.5 A。] 9．如图甲所示，一个电阻为R的金属圆环放在磁场中，磁场与圆环所在的平面垂直，穿过圆环的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，图中的最大磁通量Φ0和变化的周期T都是已知量，求在一个周期T的时间内，金属环中产生的焦耳热和交变电流的有效值。 甲　　　　　　　　　　　乙 [解析]　0～时间内，感应电动势为：E1＝＝，0～时间内，感应电流为：I1＝＝4，～时间内，感应电动势、感应电