交变电流
一、选择题
1．(多选)如图所示，哪些线圈中产生了交变电流( )
解析：紧扣正弦式电流产生的条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状没有特别要求．
答案：BCD
2．甲、乙两电路中电流与时间关系如图，其中属于交变电流的是( )
A．甲、乙都是 B．甲是乙不是
C．乙是甲不是 D．甲、乙都不是
解析：只要方向不变的电流就是直流电，从图象上不难看出题图乙中电流的方向一直不变，所以是直流电．
答案：B
3．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是( )
A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变
B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次
C．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向就要改变一次
D．线圈每转动一周，感应电动势和感应电流方向就要改变一次
解析：线圈每转动一周，感应电动势和感应电流方向都改变两次，每次改变均在中性面的位置．
答案：C
4．下列关于交变电流的说法中正确的是( )
A．若交变电流最大值为5 A，则它的最小值为－5 A
B．用交流电流表测交变电流时，指针会来回摆动
C．我国工农业生产和生活用的交变电流，频率为50 Hz，故电流方向每秒改变100次
D．正弦式交变电流i＝200sin 100πt A的最大值为311 A，频率为100 Hz
解析：交变电流最大值为5 A，最小值应为0，A项说法错误；用交流电流表测交变电流时，指针并不来回摆动；我国交变电流的频率为50 Hz，电流方向每秒改变100次；正弦式交变电流i＝200sin 100πt A的最大值为282.8 A，频率为50 Hz，所以B、D说法也错误．
答案：C
5．在如图所示的电路中，若要灯泡持续发光，则S端应该接入( )
A．交流电源 B．直流电源
C．滑动变阻器 D．开关
解析：若要灯泡持续发光，电路中必须有电流，直流不能通过电容器，而交流能够通过电容器，选项A正确．
答案：A
6.如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率增加时 ( )
A．电灯变暗
B．电灯变亮
C．电灯亮度不变
D．不能确定
解析：直流电不能通过电容器，而交流电能“通过”电容器，且交流电的频率越高，电流的“通过”能力也越高，所以B选项正确．
答案：B
7．如图所示，是一正弦式交变电流的电流随时间变化的图象．此正弦式交变电流的周期和电流的最大值分别为( )
A．0.01 s,10 A B．0.02 s,10 A
C．0.02 s,10 A D．0.01 s,10 A
解析：由i t图象可知，交变电流周期T＝0.02 s，其电流的最大值为Im＝10 A，故选项B正确．
答案：B
8．有一台使用交变电流的电冰箱上标有额定电压为“220 V”的字样，这“220 V”是指( )
A．交流电压的瞬时值 B．交流电压的最大值
C．交流电压的平均值 D．交流电压的有效值
解析：用电器上所标注的额定值都是有效值，故选项D正确．
答案：D
9．以下说法正确的是( )
A．交变电流的有效值就是它的平均值
B．任何交变电流的有效值都是它最大值的
C．如果交变电流接在电阻R上产生的热量为Q，那么该交变电流的有效值为
D．以上说法均不正确
解析：交变电流的有效值不同于它的平均值，选项A错误；只有正弦式交变电流的有效值是它最大值的，选项B错误；根据有效值定义，交变电流接在电阻R上，Q＝IRt，Ie＝，选项C错误，所以答案选D.
答案：D
10．如图甲所示的正弦交流电，接入图乙所示电路的M、N两端．已知图乙电路中的定值电阻R＝110 Ω，电流表A为理想电流表，C为击穿电压为250 V的电容器，D为熔断电流I0＝2.5 A的保险丝．则下列说法中正确的有( )
A．电流表读数为2.82 A
B．若将电容器C接到P、Q两点之间，电容器C不会被击穿
C．保险丝D接入电路中的图示位置，肯定会被熔断
D．若保险丝不被熔断，在10个周期内，电阻R发出的热量为88 J
解析：由题给交流电压图象可知，该交流电压的最大值Um＝311 V，周期T＝0.02 s.
交流电流表所测得的电流值为有效值，因而电流表读数为I＝＝ A＝2 A，选项A错．电容器的击穿电压是指电容器被击穿时电压值的下限．因而与之相对应的应该是交流电压的最大值，亦即电容器C只能接入电压的最大值小于250 V的交流电路中，今将其接入P、Q两点之间会被击穿，选项B错．保险丝的熔断是由于电流的热效应所致，熔断电流值指的是电流的有效值，I0＝2.5 A>2 A，所以保险丝D不会被熔断，选项C错．交流电的有效值是根据电流的热效应来定义的，所以计算电阻R上发出热量则应该用有效值计算，10个周期内电阻R上发出热量Q＝I2Rt＝()2×110×10×0.02 J＝88 J，选项D正确．
答案：D
二、非选择题
11．在两个阻值相同的电阻上分别通如图甲所示的正弦式交变电流和如图乙所示的方形波电流，它们的峰值和周期都相同，则两电阻在相同时间内产生的热量之比为________．
解析：正弦式交变电流的有效值为I＝，
它流经电阻R在时间t内产生的热量为
Q1＝I2Rt＝IRt.
方形波电流经过电阻R在时间t内产生的热量为Q2＝IRt
所以＝.
答案：1∶2
12.如图所示，一交流发电机的矩形线圈在B＝0.2 T的匀强磁场中匀速转动，线圈匝数n＝500，面积S＝100 cm2，线圈电阻r＝1.4 Ω，负载电阻R＝30 Ω，已知电压表示数为300 V，求：
(1)交流电的周期和频率；
(2)此发电机的功率．
解析：由题意可知，电压表示数为R两端电压的有效值，则Um＝U＝600 V，
Em＝Im(R＋r)＝＝628 V.
根据Em＝nBSω，得ω＝628 rad/s，再根据ω＝2πf，则可计算出f＝100 Hz，T＝0.01 s.
最后再求出此发电机的功率为
P＝EI＝× W＝6 280 W.
答案：(1)f＝100 Hz T＝0.01 s (2)6 280 W
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