课堂小练(13) 交变电流的描述-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册人教版（2019）

课堂小练(十三)　交变电流的描述 基本素养练 1.下列关于交变电流的说法错误的是 (　　) A.电容器的击穿电压为交流电压的最大值 B.电路中电流表的示数为电流的有效值 C.教室内日光灯的额定电压为电压的有效值 D.电路中保险丝的熔断电流为电流的最大值 解析　电容器的击穿电压为交流电压的最大值，故A项正确;电路中电压表、电流表的示数均为有效值，故B项正确;教室内日光灯的额定电压是电压的有效值，故C项正确;电路中保险丝的熔断电流要考虑电流的热效应，为电流的有效值，故D项错误。 答案　D 2.一个多匝闭合矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电的电动势e随时间变化的表达式为e=100sin (50 πt) V，则下列判断正确的是 (　　) A.通过该矩形线圈磁通量的最大值为100 Wb B.该交变电流电动势的有效值是70.7 V C.通过该矩形线圈磁通量变化率的最大值为100 Wb/s D.1 s内该交流电电流的方向变化100次 解析　由表达式可知ω=50π rad/s，NBSω=100 V，由于不知道N，所以无法求出该矩形线圈磁通量的最大值，A项错误;感应电动势的最大值为100 V，根据法拉第电磁感应定律E=n 可知，磁通量的变化率并不等于电动势，还与线圈匝数有关，C项错误;交变电流电动势的有效值E=≈70.7 V，B项正确;该交流电的频率f==25 Hz，故1 s内交流电电流的方向变化50次，D项错误。 答案　B 3.如图甲、乙、丙所示的是三个具有相同I0和周期T的交变电流，分别通过三个相同的电阻，下列说法中正确的是 (　　) A.在相同时间内三个电阻发热量相等 B.在相同时间内，甲是丙发热量的2倍 C.在相同时间内，甲是乙发热量的 D.在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小 解析　甲的电流的有效值为I=，由Q=I2Rt可知一个周期内的发热量为Q1=RT;乙前、后半个周期电流大小相等，故其发热量为Q2=RT;丙只有半个周期有电流，故其发热量为Q3=R·T=RT;故可知在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的，故C项正确，A、B、D三项错误。 答案　C 4.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T。从中性面开始计时，当t=T时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V，则此交变电流的有效值为 (　　) A.2 V B.2 V C. V D. V 解析　先用代入法求出感应电动势的最大值:由e=Em sin ωt得，2 V=Emsin × V，由此得Em=4 V，因此有效值为2 V，A项正确。 答案　A 5.将阻值为5 Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.电路中交变电流的频率为0.25 Hz B.通过电阻的电流为 A C.电阻消耗的电功率为2.5 W D.用交流电压表测得电阻两端的电压为5 V 解析　由题图可知，该交变电流的周期为T=4×10-2 s，故频率为f==25 Hz，A项错误;通过电阻的电流最大值为Im==1 A，有效值I=≈0.707 A，电阻消耗的电功率为P=I2R=2.5 W，B项错误，C项正确;交流电压表测得的是电阻两端电压的有效值U=IR= V≈3.5 V，D项错误。 答案　C 6.利用二极管的单向导电性可以将正弦式交变电压的波形截去一半，这种方法称为半波整流。某研究小组的同学通过半波整流得到如图所示的直流脉动电压图像，其周期、最大值、有效值分别为T、Um和U0。若有另一直流脉动电压的最大值也为Um，但周期为2T，则该直流脉动电压的有效值为 (　　) A.2U0 B.U0 C.U0 D. 解析　由有效值的定义可得·=T，解得Um=2U0。对另一直流脉动电压有·T=×2T，解得U'0=U0，C项正确。 答案　C 7.某台家用柴油发电机正常工作时能够产生与我国照明电网相同的交变电流(220 V　50 Hz)，现在该发电机出现了故障，转子匀速转动时的转速只能达到正常工作时的一半，则它产生的交变电动势随时间变化的图像是 (　　) 解析　线圈转速为正常工作时的一半，根据ω=2πn=可知，周期变为正常工作时的2倍，又由Em=NBSω可知，最大值变为正常时的一半，结合我国电网交流电实际情况，知电压的最大值变为110 V周期变为4×10-2 s，B项正确。 答案　B 能力提升练 8.如图所示为一小型交流发电机示意图，图中两磁极间的磁场可认为是匀强磁场，单匝矩形线圈绕对称轴OO'以角速度ω顺时针匀速转动，且通过滑环和电刷与定值电阻R、理想电流表形成闭合回路。已知电流表示数为I，线圈电阻不计。则下列说法正确的是 (　　) A.线圈转到图示位置时，AB边中的电流方向由B到A B.线圈转到图示位置时，穿过线圈的磁通量的变化率为零 C.从