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一、选择题
1.下列提到的交变电流,哪一个不是指有效值( )
A.交流电压表读数 B.保险丝熔断电流
C.电容器击穿电压 D.220 V交变电压
解析:选C.电容器击穿电压指电容器两端所允许加的电压的最大值,不是有效值.
2.(多选)有一交变电流如图所示,由此图象可知( )
A.它的周期是0.8 s B.它的最大值是4 A
C.它的有效值是2 A D.它的频率是0.8 Hz
解析:选AB.由图象可知周期为0.8 s.频率为1.25 Hz,最大值为4 A,有效值不等于平均值,也不是,无法根据图象计算,故C、D错误,A、B正确.
3.某电容器两端所允许加的最大直流电压是250 V.它在正弦交流电路中使用时,交流电压可以是( )
A.250 V B.220 V
C.352 V D.177 V
解析:选 D.电容器的耐压值是指最大值,根据正弦交流电的有效值公式得:U== V=177 V.
4.如图所示,正弦式交流电的电压的最大值为311 V,负载电阻R=440 Ω,不考虑电表内阻影响,则电路中交流电压表和电流表的示数分别为( )
A.311 V,0.707 A B.220 V,0.5 A
C.311 V,10 A D.311 V,0.05 A
解析:选B.交流电压表、电流表示数均为有效值,U== V=220 V,I== A=0.5 A.
5.某一电热器接在U=110 V的直流电源上,每秒产生的热量为Q;现把它改接到正弦式交流电源上,每秒产生的热量为2Q,则该交流电压的最大值Um是( )
A.110 V B.110 V
C.220 V D.220 V
解析:选C.接在直流电源上,Q=t,接在正弦式交流电源上应有2Q=t,所以Um=2U=220 V.
6.如图所示电路中,A是熔断电流为2 A的保险丝,R是可变电阻,接入电动势最大值为311 V的正弦交流电源,内阻不计.为使保险丝不熔断,可变电阻阻值应该不小于( )
A.110 Ω B.220 Ω
C.330 Ω D.440 Ω
解析:选A.电动势的有效值E== V=220 V.R=≥ Ω=110 Ω,所以可变电阻阻值不应小于110 Ω,A正确.
7.有一个电子元器件,当其两端电压高于100 V时导电,等于或低于100 V时不导电,
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若把这个电子元器件接到100 V,50 Hz的正弦交变电压上,这个电子元器件将( )
A.不导电
B.每秒导电50次
C.每秒导电100次
D.每秒电流方向改变50次
解析:选C.因为f=50 Hz,所以T=0.02 s.由于电压有效值U=100 V,峰值Um=100 V,一个周期内有两次出现峰值,一个周期内导电两次,所以每秒导电100次.又因为一个周期电流方向改变两次,则每秒电流方向改变100次.C正确,A、B、D错误.
8.两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电,它们电流的最大值相等,如图所示,则两只电阻的热功率之比是( )
A.1∶4 B.1∶2
C.1∶ D.1∶1
解析:选B.两交变电流周期相同,正弦交变电流的有效值I1=,电功率P1=I21R=R.方形波交变电流的功率P2=IR,所以P1∶P2=1∶2,B正确.
☆9.如图甲所示是某种型号的电热毯的电路图,电热毯接在交变电源上,通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如图乙所示,此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为( )
A.110 V B.156 V
C.220 V D.311 V
解析:选B.从u-t图象看出,每个周期的前半周期是正弦图形,其有效值为220 V;后半周期电压为零.根据有效值的定义,T=·+0,解得U=156 V.
☆10.
一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36 Ω.磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为( )
A.×10-5 A B.×10-5 A
C.×10-5 A D.×10-5 A
解析:选B.由图知0~3 s内:=2×10-3 T/s为恒量,所以此段时间内I1===
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= A=2×10-5 A,同理3~5 s内电流I2==-3×10-5 A,方向与I1相反;由有效值定义得IRΔt1+IRΔt2=I2R(Δt1+Δt2),所以I=×10-5 A,故选 B.
二、非选择题
11.如图所示是交流电的电流随时间变化的图象,负方向为正弦图象的一部分,则此交流电的电流的有效值是 ______ A.
解析:按照交流电有效值的定义,交流电有效值的大小等于在相同时间内通过相同电阻产生相同热量的直流电流值,选择一个周期的时间(T=0.4 s),Q交=(3)2R·+2R·,Q直=I2RT,Q交=Q直,解得I= A.
答案:
12.如图所示,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象如图所示,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.
解析:0~T/4时间内,感应电动势为:E1==
0~T/4时间内,感应电流为:I1==
T/2~3T/4时间内,感应电动势、感应电流大小同0~T/4内相同,T/4~T/2及3T/4~T时间内感应电动势、感应电流为0,一个周期内产生的热量为:
2I21R=
由有效值的定义可知I2RT=
有效值为I=.
答案:
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