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第三章交变电流

2交变电流的描述

基础过关练

题组一交变电流的周期和频率

1.关于交变电流的周期和频率,下列说法中正确的是()

A.正弦式交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于一个周期

B.1s内正弦式交变电流出现最大值的次数等于频率

C.正弦式交变电流方向变化的频率为正弦式交变电流频率的2倍

D.50Hz的交变电流,其周期等于0.05s

2.一线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为e=10sin4πtV,则()

A.当t=0.5s时,e有最大值

B.线圈转动的角速度为4πrad/s

C.交流电的周期是π2

D.交流电的频率是4πHz

题组二交变电流的峰值和有效值

3.闭合回路中的交变电流在1个周期内的i-t图像如图所示,其中图线的ab段和bc段均为正弦曲线的四分之一,则该交变电流的有效值为()

A.22AB.233AC.2

4.(经典题)如图所示,闭合开关后,R=5Ω的电阻两端的交流电压为u=502sin(10πt)V,电压表和电流表均为理想交流电表,则()

A.该交流电周期为0.02s

B.电压表的读数为100V

C.电流表的读数为10A

D.电阻的电功率为1kW

5.(2024江苏南通期末改编)在同一电热器中分别通入如图所示的甲、乙两种交变电流,则下列说法正确的是()

A.甲的有效值为34I

B.乙的有效值为2I0

C.该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为1∶8

D.该电热器在甲、乙两种电流下对应的电功率之比为5∶4

6.(经典题)如图所示,标有“220V40W”的灯泡和标有“20μF360V”的电容器并联到交流电源上,V为理想交流电压表,交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示。闭合开关S,下列判断正确的是()

A.电容器会被击穿

B.灯泡不能正常发光

C.t=T4时刻,交流电压表的示数为2202

D.t=T时刻,通过灯泡的电流为零

题组三正弦式交变电流的公式和图像

7.如图是一个正弦式交变电流i随时间t变化的图像。下列说法正确的是()

A.交变电流的周期为0.25s

B.交变电流的有效值为102A

C.在t=0.15s时交变电流方向发生改变

D.该交变电流的瞬时值表达式为i=10sin10πA

8.如图1所示,交流发电机线圈的匝数N=500,外接电阻R=10Ω,电流表内阻、线圈电阻均不计。线圈匀速转动过程中穿过线圈的磁通量Ф随时间的变化图像如图2所示,则电流表的示数为()

A.22AB.2AC.2AD.22

9.(经典题)如图所示,矩形线圈处在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中,线圈通过电刷与定值电阻R及理想电流表相连接,线圈绕中心轴线OO以恒定的角速度ω匀速转动,t=0时刻线圈位于与磁场方向平行的位置。已知线圈的匝数为n、面积为S、阻值为r。则下列说法正确的是()

A.t=0时刻流过电阻R的电流方向向左

B.线圈中感应电动势的瞬时值表达式为e=nBSωsinωt

C.线圈转动的过程中,电阻R两端的电压有效值为2

D.从t=0时刻起,线圈转过60°时电阻R两端的电压瞬时值为3

10.图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO匀速转动,产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示,若外接电阻R=3Ω,线圈的电阻r=2Ω,则下列说法正确的是()

A.t=0.02s时通过线圈的磁通量为零

B.电压表的示数为302V

C.电阻R上的电功率为1200W

D.该电动势的瞬时值表达式为e=100·sin100πt(V)

能力提升练

题组一正弦式交变电流图像的理解与应用

1.甲、乙两矩形单匝金属线圈分别绕与磁感线垂直的轴在同一匀强磁场中匀速转动,输出交流电的感应电动势图像如图中甲、乙所示,则()

A.甲的频率是乙的2倍

B.甲线圈的面积是乙的6倍

C.t=1s时,两线圈中的磁通量均为零

D.t=2s时,两线圈均与磁感线平行

2.某中学一物理兴趣小组制作了一个简易的风力发电机,如图甲所示,在有风吹动风叶时,风叶通过连杆带动磁铁转动。假设转速与风速成正比,在某一稳定风速下,线圈中产生的正弦式交变电流如图乙所示,则()

A.t=0.1s时穿过线圈的磁通量为零

B.在0~0.05s时间内,通过线圈导线某一截面的电荷量为250

C.风速减半时电流的瞬时值表达式为i=0.8·sin(10πt)A

D.风速减半时线圈中电流的有效值为25

3.(经典题)图甲为小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,n=20匝的线圈绕垂直