《高二物理同步备课系列（粤教版选修3-2）》2.3 表征交变电流的物理量 （备作业）（解析版）

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2.3 表征交变电流的物理量 （解析版）
1．下列说法中正确的是(　　)
A．交变电流在一个周期内电流方向改变两次
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．若正弦交变电流的最大值是 10 A，则它的最小值是－10 A
【答案】A
【详解】
线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一个周期内线圈平面有两次经过
中性面。对于正弦式交变电流有效值是最大值的，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，正弦交变电流的最小值为零。
2. 图甲所示为交流发电机的原理图，其矩形线圈绕垂直于磁场的固定轴 OO′匀速转动，
匀强磁场的方向水平向右，图乙是穿过矩形线圈的磁通量 φ 随时间 t 变化的图象，矩形线
圈的内阻 r=1Ω，定值电阻 R=1Ω，理想交流电压表 V 的示数 1V，下列说法正确的是（　
　）
A. 在 0.01s 时刻，电路中电流的瞬时值为 2A
B. 在 0.015s 时刻，R 两端电压的瞬时值为 0
C. 电阻 R 消耗的热功率为 2W
D. 发电机电动势 e 随时间 t 变化的规律 e=2 sin100πt（V）
【答案】B
【详解】
A
、在 0.01
s
时刻，磁通量为零，线圈平面处于中性面垂直的平面，电路中的电流为最大值 ，
电流的有效值为
I
= ，电流的瞬时值为
Im
=
A
，故
A
错误；
B
、在 0.015
s
时刻，磁通量最大，线圈平面处于中性面上，
R
两端的电压瞬时值为零，故
B
正确，
1
C
、电阻
R
上的热功率
P
= ，故
C
错误；
D
、电源电动势最大为 ，
t
=0 时刻感应电动势最大，
，所以
e
= ，故
D
错误
故选
B
3．把一只电热器接在 100 V 的直流电源上，在
t
时间内产生的热量为
Q
，若将它分别接到
u
1＝100sin
ωt
(V)和
u
2＝50sin 2
ωt
(V)的交流电源上，仍要产生
Q
的热量，则所需时
间分别是(　　)
A．
t,
2
t
　　　　　　　　　 B．2
t,
8
t
C．2
t,
2
t
D．
t,
4
t
【答案】B
【详解】
　由
Q
＝
t
得，接直流电时
Q
＝
t
，接
u
1时
Q
＝
t
1，所以
t
1＝2
t
，同理
t
2＝8
t
，所以选
B。
4．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可知( )
A．在
A
和
C
时刻线圈处于中性面位置
B．在
B
和
D
时刻穿过线圈的磁通量为零
C．从
A
时刻起到
D
时刻，线圈转过的角度为
π
弧度
D．在
A
和
C
时刻磁通量变化率的绝对值最大
【答案】D
【详解】AD．在
A
和
C
时刻感应电流最大，感应电动势最大，而磁通量为零，磁通量的变
化率最大，线圈处于与中性面垂直的位置，A 错误，D 正确
B．在
B
和
D
时刻感应电流为零，感应电动势为零，而磁通量最大，B 错误；
C．从
A
时刻到
D
时刻经过时间为 周期，线圈转过的角度为 弧度，C 错误．
【点睛】感应电动势与磁通量的变化率成正比，当线圈磁通量最大时，感应电动势为
零；而当线圈的磁通量为零时，感应电动势最大．线圈转动一周的过程，感应电流方向改
2
变两次．
5．下列交变电流的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交变电流的是(　　)
【答案】C
【详解】
　我国居民日常生活用电电压有效值为 220 V，其最大值为 220 V＝311 V，周期为 0.02
s，因此选项 C 正确。
6．某方波交变电流的图像如图，则该交变电流的有效值为（　　）
A．
I
0B．
I
0C．
I
0D．
I
0
【答案】C
【详解】
设该交变电流的有效值为
I
，则根据有效值的概念可知
解得
I= I
0
故选 C。
7．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动 180°的过程中，平均感应电
动势和感应电动势的有效值之比为(　　)
A．1 B．
C. D．无法求解
【答案】C
【详解】
3
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