高中物理-专题-交变电流的有效值(基础篇)(解析版).docVIP

2021年高考物理100考点必威体育精装版模拟题千题精练（选修3-2）

第五部分交变电流

专题5.4交变电流的有效值（基础篇）

一．选择题

1.（2020贵州安顺市3月调研）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为；若该电阻接到正弦交流电源上，在个周期内产生的热量为，该电阻上电压的峰值均为，周期均为T，如图甲、乙所示。则等于（）

A. B. C.2:1 D.1:2

【参考答案】C

【名师解析】

根据焦耳定律知；而正弦交流电压的有效值等于峰值的，所以：

，

可得：，故C正确，ABD错误。

2．(2019·江西重点中学协作体第二次联考)如图所示为一个经双可控硅调节后加在电灯上的电压，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去。现在电灯上电压的有效值为()

A．Um B．eq\f(Um,\r(2))

C.eq\f(Um,3) D．eq\f(Um,2)

【参考答案】D

【名师解析】

从u-t图像上看，每个eq\f(1,4)周期正弦波形的有效值U1＝eq\f(Um,\r(2))，根据有效值的定义eq\f(U2,R)T＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(Um,\r(2))))2,R)×eq\f(T,4)×2＋0，解得U＝eq\f(Um,2)，D正确。

3．(5分)如图11所示，是一交流电压随时间变化的图象，此交流电压的有效值等于_____V．

A．50eq\r(2)B．50C．25eq\r(2)D．75

【参考答案】A

【名师解析】题图中给出的是一方波交流电，周期T＝0.3s，前eq\f(T,3)时间内U1＝100V，后eq\f(2T,3)时间内U2＝－50V．设该交流电压的有效值为U，根据有效值的定义，有eq\f(U2,R)T＝eq\f(U\o\al(2,1),R)·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(T,3)))＋eq\f(U\o\al(2,2),R)·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3)T))，代入已知数据，解得U＝50eq\r(2)V.，选项A正确。

4．（2019山西三模）现代社会是数字化社会，需要把模拟信号转换为数字信号。如甲图中的正弦交流电通过乙图数字触发器后会输出丙图的数字信号，丙图中数字信号对应两种电压状态0和2V，触发器的转换规则是：交流电压数值小于时输出为0，交流电压数值大于等于时输出为2V．丙图中电压的有效值约为（）

A．2.0V B．1.6V

C．1.4V D．1.3V

【参考答案】B

【名师解析】对于与正弦的30°对应的时间为，如下图，

一个周期对应电压为2V的时间为T，根据有效值定义分段计算，有：×T＝×T，U1＝2V，代入数据得：U＝1.63V，故B正确，ACD错误。

5.（2019新疆物理二诊）如图所示为通过电阻为R的交变电流随时间变化的图象。每个周期T内，前T/2QUOTE的电流恒定，后T/2的电流按正弦规律变化。则（）

A.交变电流的有效值为QUOTE

B.交变电流的有效值为QUOTE

C.0—3t0时间内电阻R产生的焦耳热为I02Rt0QUOTE

D.0—3t0时间内电阻R产生的焦耳热为I02Rt0QUOTE

【参考答案】AC

【名师解析】有效值是根据电流的热效应来规定的，由图象可知，交流电的周期为2t0；

取一个周期进行分段，在0-t0是恒定电流I0，则有效值等于I0。t0-2t0是正弦式电流，则有效值等于。则在0-2t0s内，产生的热量为：Q=Rt0+（）2Rt0=I2R?2t0；解得：I=，故A正确，B错误。0-3t0时间内电阻R产生的焦耳热为：Q′=I2R?3t0=I02Rt0QUOTE，故C正确，D错误。

6.(2019·福建省宁德市上学期期末)阻值为R的电炉丝通以大小为I的恒定电流时其电功率为P，当把它接在某正弦交流电源两端时其电功率也为P.则该交流电源电压的最大值为()

A.eq\f(\r(2),2)IR B.eq\r(2)IR

C.IR D.2IR

【参考答案】B

【名师解析】电炉丝通以大小为I的恒定电流时，经t时间内产生的热量为Q，则有：Q＝Pt＝I2Rt；电炉丝接在某正弦交流电源两端时，经t时间内产生的热量为Q′，则有：Q′＝Pt＝I有2Rt，根据热效应有：Q＝Q′，即I2Rt＝I有2Rt，解得：I有＝I，则电压的有效值为U有＝I有R＝IR，故该交流电源电压的最大值为Um＝eq\r(2)U有＝eq\r(2)IR，故选B.

7.(2019·雄安模拟)图甲为风