5.2描述交变电流的物理量练习
5.2_描述交变电流的物理量
5.1 5.2交变电流的物理量一、周期和频率：二、峰值和有效值：1、峰值：2、有效值：3、有效值与峰值的关系：4、下列几种情况都要用交流电的有效值(1) 交流用电设备上所标的额定电压和额定电流是有效值；(2) 交流电压表和交流电流表的示数是有效值；(3) 交变电流的数值在无特别说明时都是有效值（如照明电压220V 和动力用电380V ）。
(4) 计算交流电通过导体产生的热量、热功率及保险丝的熔断电流时为有效值；5、有效值与平均值的区别：在计算交变电流通过导体产生热量、热功率时只能用交变电流的有效值，不能用平均值； 在计算通过导体的电荷量时，只能用交变电流的平均值，而不能用有效值。
【典型例题】【例1】 如图5-2-5所示为照明用交流电压e 与时间t 的关系图象．电压的最大值为 ______V ．有效值为_______V .电压变化周期为____s ．频率为_____Hz 角速度为_____rad/s ．瞬时值表达式____________V ． t =s 3001时刻电压瞬时值为______V ．此时线圈平面与中性面的夹角为________ ．【例2】一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图5-2-4所示，则A ．该交流电的电压瞬时值的表达式为u ＝100sin(25t)VB ．该交流电的频率为25 HzC ．该交流电的电压的有效值为D ．若将该交流电压加在阻值R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率时50 W【例3】如图5-2-3所示，交流发电机矩形线圈的边长 ab =cd =40cm ，bc =ad =20cm ，共50匝，线圈电阻r =1 Ω。
线圈在B =0.2T 的匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴OO ’以 100r/s 的转速匀速转动，外接电阻R =9Ω。
求：（1）电压表读数；（2）电阻R 上的电功率（3）从图示位置转过900时，通过R 的电量多少？一、选择题1、一个电阻接在10V 的直流电源上，它的发热功率是P ，当接到电压为u =10sin ωt V 的交流电源上，它的发热功率是A ．0.25PB ．0.5PC ．PD ．2P2、一电热器接在10V 的直流电源上产生一定的热功率，把它改接在交流电源上要使产生的热功率是原来的两倍，则交流电压的最大值应是A ．20VB ．7.1VC ．10VD ．14V3、如图5-2-7所示，交变电流电源的电压是6 V ，它跟电阻R 1、R 2及电容C 、电压表一起连成如图电路.忽略电源内阻，为保证电容器不击穿，电容器耐压值U 2和电压表示数U 1分别为A ．U 1=62 VB ．U 2=6 VC ．U 1=6 VD ．U 2≥62V 4、电阻R 1、R 2交流电源按照图所示方式连接，R 1=10Ω，R 2=20Ω。
5.2描述交变电流的物理量(刘玉兵)
随 堂 练 习
8. 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦 规律图象如图甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0 Ω， 规律图象如图甲所示.已知发电机线圈内阻为5.0 Ω， 现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡 如图乙所示， 的灯泡， 现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则 ( ) D
A.电压表V的示数为220 V A.电压表V的示数为220 电压表 B.电路中的电流方向每秒钟改变50次 电路中的电流方向每秒钟改变50 B.电路中的电流方向每秒钟改变50次 C.灯泡实际消耗的功率为 灯泡实际消耗的功率为484 C.灯泡实际消耗的功率为484 W D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J
E m = nBS ω
例2、某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动 势变化规律为e=E sinωt，保持其它条件不变， 势变化规律为e=Emsinωt，保持其它条件不变， 使该线圈的转速和匝数同时增加一倍， 使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时 所产生的电动势的瞬时表达式为（ 所产生的电动势的瞬时表达式为（ A.e=2Em sin2ωt B.e=2Em sinωt C.e=4Em sin2ωt D.e=4Em sinωt ） C
8
6
随 如图所示的电表均为理想的交流电表， 11. 如图所示的电表均为理想的交流电表，保险 堂 的熔断电流为2 A，电容器的击穿电压为300 练 丝P的熔断电流为2 A，电容器的击穿电压为300 习 V，若在a、b间加正弦交流电压，并适当地调节R， 若在a 间加正弦交流电压，并适当地调节R
随 7.在阻值为70Ω的电阻中通以正弦交流电 在阻值为70Ω的电阻中通以正弦交流电， 堂 7.在阻值为70Ω的电阻中通以正弦交流电， 练 测得在10 min内放出热量为2.1×104 J，则此 测得在10 min内放出热量为2.1× 内放出热量为2.1 习 交流电的峰值电流为( 交流电的峰值电流为D ) ( A.0.24 A C.0.707 A B.0.5 A D.1 A
5、2 描述交变电流的物理量
5.2 描述交变电流的物理量一、教学目标：１、知道交变电流的周期、频率的含义，以及它们相互间的关系。
知道我国生产、生活所使用的交流电的周期和频率。
２、知道交变电流的峰值和有效值的意义，会计算某些交流电的有效值。
３、会应用正弦式交流电的有效值进行有关的计算。
二、复习引入：正弦式交流电是如何产生的，它的瞬时值表达式是怎么样的？所对应的图像又是怎么样的？三、自主学习：问题１：在上一节的学习中我们看见交流电的变化是有规律的，请你定义一下交流电的周期与频率，它们之间的关系是如何的？问题２：一个周期内，电流的方向发生几次变化，几次达到最大值？问题３：观察交流电的瞬时值表达式，如何找出交流电的最大值，如何计算交流电的平均值？问题４：什么叫做交流电的有效值?如何计算有效值？四、跟踪练习：1．某交变电压随时间的变化规律如图3所示，则此交变电流的频率为________Hz .线圈转动的角速度是________rad /s .若将此电压加在10 μF 的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________V .图32．我国照明电压的瞬时值表达式为e ＝2202sin 100πt V ，它的周期是________，频率是________，在1 s 内电流的方向改变________次，电压最大值为________． 知识点二 交变电流的峰值和有效值3．关于交变电流的感应电动势的有效值U 和最大值U m ，下列说法中正确的是( )A ．任何形式的交变电流都具有U ＝U m /2的关系B ．只有正(余)弦交变电流才具有U ＝Um 2的关系 C ．照明电压220 V 、动力电压380 V 指的都是最大值D ．交流电压表和交流电流表测的都是最大值4．电阻R 1、R 2与交流电源按照图4(a )方式连接，R 1＝10 Ω，R 2＝20 Ω.合上开关S 后，通过电阻R 2的正弦交变电流i 随时间t 变化的情况如图(b )所示．则( )A ．通过R 1的电流有效值是1.2 AB ．R 1两端的电压有效值是6 VC ．通过R 2的电流最大值是1.2 2 AD ．R 2两端的电压最大值是6 2 V【方法技巧练】 图4一、有效值的计算方法5．如图5所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大？图56．某一交流电的电压波形如图6所示，求这一交流电的电压有效值U.图6二、瞬时值、最大值、有效值与平均值应用的技巧7．如图7所示，矩形线圈的匝数为n，线圈面积为S，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，在线圈由图示位置转过90°的过程中，求：(1)通过电阻R的电荷量q.(2)电阻R上产生的焦耳热Q.图7 8．在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线圈绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动，已知线圈的匝数为n＝100匝，边长为20 cm，电阻为10 Ω，转动频率f＝50 Hz，磁场的磁感应强度为0.5 T．求：(1)外力驱动线圈转动的功率．(2)转至线圈平面与中性面的夹角为30°时，线圈产生的感应电动势及感应电流的大小．(3)线圈由中性面转至与中性面成30°夹角的过程中，通过线圈横截面的电荷量．。
52描述交变电流的物理量每课一练(人教版选修3-2)1.doc
5.2描述交变电流的物理量每课一练（人教版选修3-2） 1基础巩固1.下列关于交流电的几种说法中，正确的是（）A.交流电气设备上所标的电压、电流值是峰值交流电流表和交流电压表测得的值是瞬时值C.跟交流有相同热效应的直流的值是交流的有效值D.跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值解析为了表明交流电通过用电器产生的效果，用电器上所标的都是交流电的有效值，A选项错.因为交流电用的最多的是有效值r 所以交流电流表或交流电压表都测的是有效值，B选项错.根据有效值的定义,可知C选项正确，D选项错・答案C2.下列各种情况中所指的数值，哪些是交流电的有效值（）A.交流电路中交流电压表所指示的数值B.家用电器（如电灯泡）上标明的额定电压值C.闭合矩形导线框在匀强磁场中绕垂直于磁感线的某一边匀速转动过程中，转到线框平面与磁感线平行的位置时的感应电动势的数D.电工工具上标明的耐压数值解析如果没有特殊说明，交流电的数值都是指交流电的有效值，电工工具的耐压值应指交流电的最大值，指它应该承受的交流电的最大值.答案AB3.关于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是（） A.任何形式的交流电压的有效值都是U= UJy[2的关系B ・只有正弦式交流电才具有U=t/m /迈的关系C. 照明电压220V 和动力电压380V 指的都是有效值D. 交流电压表和电流表测量的是交流电的最大值解析只有正弦交流电的有效值和最大值之间满足U 舟的关 系，故B 、C 选项正确.交流电压表和电流表测量的是交流电的有效 值，故D 选项错误.答案BC4. 某交变电流的方向在1 s 内改变100次，则其周期卩和频率f 分别为（）A ・ T=0.01 sB ・ T= 0.02 s 交变电流在一个周期内方向改变两次，所以此交变电流1 s 内完成了 50次周期性变化，即s = 0.02 s ,则/二50 Hz f 故 B s D 选项正确・答案BD5. 如图所示，两只阻值相同的电阻分别通以正弦波和方波电流, 电流的最大值相等，则两只电阻产生的热功率的比是（）C ・尸100 HzD ・ f= 50 Hz解析解析正弦波电流通过电阻在一个周期内产生的热量为0 正=,则P 正=¥ =・方波电流通过电阻在一个周期内产生的热量为。
人教版物理选修3-2基础夯实训练-5.2《描述交变电流的物理量》 (2).doc
1.有一交变电流如图1所示，则由此图像可知( ) A ．它的周期是0.8 s B ．它的峰值是4 A C ．它的有效值是2 2 AD ．它的频率是0.8 Hz 图1解析：由图像可读得其周期T ＝0.8 s ，频率f ＝1T ＝1.25 Hz ，故A 对，D 错；又可由图像读得I m ＝4 A ，故B 对；因为电流为非正弦式电流，故有效值I ≠I m2＝2 2 A ，C 错。
答案：AB2．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T 。
从中性面开始计时，当t ＝112T 时，线圈中感应电动势的瞬时值为2 V ，则此交变电流的有效值为( )A ．2 2 VB ．2 V C. 2 VD.22V 解析：先用代入法求出感应电动势的最大值：由e ＝E m sin ωt 得2 V ＝E m sin(2πT ×T12)，由此得E m ＝4 V ，因此有效值为2 2 V 。
选项A 正确。
答案：A3．如图2所示的甲、乙两图分别表示两个交流电压，比较这两个交变电压，它们具有共同的( )图2A ．有效值B ．频率C ．最大值D ．均不一样解析：由图像可知，两个交变电压最大值均为2 V ，周期均为0.4 s ，可知B 、C 正确。
题图甲中电压有效值U 甲＝U m2，题图乙中电压有效值U 乙＝U m ，故A 错。
答案：BC4．某交变电流的电压为u ＝62sin 314t V ，则下列说法错误的是( ) A ．用此交变电流作打点计时器的电源时，打点周期为0.02 s B ．把耐压值为6 V 的电容器接在此电源上会被击穿 C ．此电压最大值为6 2 V D ．t ＝1300s 时，交流电压的瞬时值为3 V 解析：由公式u ＝62sin 314t 知，ω＝314 rad/s ，故周期T ＝2πω＝0.02 s ，A 正确。
耐压值6 V ＜最大值6 2 V ，故电容会被击穿，B 正确。
当t ＝1300 s 时，u ＝62sin π3 V ＝62×32V ＝3 6 V ，故D 错，C 正确。
学年高中物理 第五章 交变电流 描述交变电流物理量练习 新人教版选修
5-2 描述交变电流的物理量时间：40分钟满分：100分一、选择题(每题6分，共60分) 1．以下说法正确的选项是( ) 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峰值的12C ．若是交变电流接在电阻R 上产生的热量为Q ，那么该交变电流的有效值为Q RD ．以上说法均不正确 答案 D剖析 交变电流的有效值不相同于它的平均值，A 错误；正弦式交变电流的有效值是它峰值的12，B 错误；依据有效值定义，交变电流接在电阻R 上，Q ＝I 2Rt ，I ＝QRt ，C 错误。
2．以下列图是一交变电流的i -t 图象，则该交流电电流的有效值为( )A ．4 AB ．2 2 A C.83 A D.2303 A答案 D剖析 设交流电电流的有效值为I ，周期为T ，电阻为R 。
则I 2RT ＝⎝⎛⎭⎪⎫422·R ·T 3＋42·R ·23T ，计算得出：I ＝2303 A ，所以D 正确。
3．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，经过装置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 VB ．156 VC ．220 VD ．311 V答案 B剖析 交流电压表测量的是交流电压的有效值。
题图乙所示波形为正弦交变电流在时间轴上方的部分。
取一个周期T 的时间，依据有效值的定义有：⎝ ⎛⎭⎪⎫31122R ·T2＝U 2R ·T ，所以U ≈156 V ，应选B 。
4．调光台灯是经过双向可控硅电子器件来实现无级调治灯的亮度的。
现将某无级调光台灯接在220 V 的正弦交变电源上，经过可控硅调治后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时电压表的示数是( )A ．220 VB ．156 VC ．110 VD ．78 V答案 B剖析 诚然图示不是正弦交变电流，依照正弦交变电流图的对称性，只若是有四分之一图线就满足最大值是有效值的2倍，依照交变电流有效值的定义有U 2R ·T ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫U m 22R ·T 2，解得：U ＝110 2 V≈156 V ，B 正确，A 、C 、D 错误。
最新人教版高中物理选修3-2课后训练：5.2 描述交变电流的物理量含答案
第五章 第2节一、选择题1．(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e ＝50sin100πt (V)。
对此电动势，下列表述正确的有( )A ．最大值是50 2 VB ．频率是100 HzC ．有效值是25 2 VD ．周期是0.02 s答案 CD解析 从中性面开始计时，交变电动势的表达式为e ＝E m sin ωt ，因e ＝50sin100πt (V)，所以最大值E m ＝50 V ，A 错误。
由ω＝2πf ＝100π rad/s 得f ＝50 Hz ，B 错误。
有效值E ＝E m2＝25 2 V ，C 正确。
T ＝1f＝0.02 s ，D 正确。
2．(多选)如图所示的(a)、(b)两图分别表示两个交流电压，比较这两个交变电压，它们具有共同的( )A ．有效值B ．频率C ．最大值D ．均不一样答案 BC解析 由题图可知，两个交变电压最大值均为2 V ，周期均为0.4 s ，可知B 、C 正确。
题图(a)中电压有效值U a ＝U m2，题图(b)中电压有效值U b ＝U m ，A 错。
3．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°角的过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为( )A ．2∶πB ．π∶2C ．2π∶1D ．无法确定答案 A解析设转动的角速度为ω，则平均感应电动势为E＝n 2BSt＝n2BSπω＝2nBSωπ；感应电动势的最大值为E m＝nBSω，联立得EE m＝2nBSωπnBSω＝2π，故选项A正确。
4．一个按正弦规律变化的交流电的图象如图所示。
根据图象可知( )①该交变电流的频率是0.2 Hz②该交变电流的有效值是14.1 A③该交变电流的瞬时值表达式为i＝20sin(0.02t) A④在t＝T8时刻，该交变电流的大小与其有效值相等A．①②B．②④C．③④D．①③答案 B解析由图象可知T＝0.02 s，频率f＝1T＝50 Hz。
电流最大值I m＝20 A，故有效值为I＝I m2＝10 2 A。
高中物理第五章交变电流5.2描述交变电流的物理量课堂15分钟达标练新人教版选修3-2(new)
5.2 描述交变电流的物理量课堂15分钟达标练1。
(多选)如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( ）A.周期是0.01 sB。
最大值是311 VC。
有效值是220 VD.表达式为u=220sin100πt(V)【解析】选B、C。
由交变电压的图像知,周期是0.02 s，A项错；最大值是311V,B项正确;有效值是220V，C项正确；瞬时值表达式为u=311sin100πt(V),D项错误。
2.（2015·廊坊高二检测）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd一半处于磁感应强度为B的水平有界匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。
线框绕与其中心线重合的竖直固定转轴OO′以角速度ω匀速转动，固定转轴恰好位于匀强磁场的右边界。
则线框中感应电流的有效值为( ）A.B。
C.D。
【解析】选A。
线框中产生的感应电动势的最大值为：E m=BωS，则线框中感应电流的有效值为I===，选项A正确。
【易错提醒】本题中计算感应电动势的峰值时要用线框有效面积而不是S，即E m=Bω≠BS ω.【补偿训练】一电阻接一直流电源，通过4A的电流时热功率为P,若换接一正弦式交流电源，它的热功率变为，则该交变电流的峰值为( ）A。
4 A B。
6 AC。
2 A D。
4A【解析】选A。
由P=I2R得R==，接交流时，=I′2,得I′=2A,则I m= I′=4A，选项A正确。
3.（2015·邯郸高二检测）一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。
已知发电机线圈内阻为5。
0Ω，现外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则( )A.电压表V的示数为220 VB.电路中的电流方向每秒钟改变50次C。
灯泡实际消耗的功率为484 WD。
发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24。
2 J【解析】选D。
由图像可知电动势的有效值为220V，而电压表测量的是路端电压，其大小为U=R=×95V=209V，A选项错误；由图像读出交变电流的周期为T=0。
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5.2.1描述交变电流的物理量
班级 姓名
一、基础回顾
1．通常说的额定电压、额定电、交流电表的读数均是 值，而考虑一些电器元件（如电容器、晶体管等）的击穿电压，均指交流电的 值，但保险丝的熔断电流指 值。
2．在交流电中，有效值≠平均值，求解交流电热量问题时，用 计算；求解交流电电量问题时，应该使用电流的 计算。
二、练习巩固
1．如图所示，一交流电的电流随时间而变化的图象。
此交流电流的有效值是
2．如图所示为一交流电随时间变化的图象，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，则该交变电流的有效值为 A
3．如图所示为一交流电随时间变化的图象，则该交变电的电压的有效值为 V 。
第1题
第2题 第3题
4．如图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右图所示。
此时
接在电热丝两端的交流电压表的读数为（ ）
A.110V
B.156V
C.220V
D.311V
5．矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e 随时间t 变化的情况如图所示.下列说法中正确的是……………………………（ ）
A .此交流电的频率为0.2Hz
B .此交流电动势的有效值为1V
C .t =0.1s 时，线圈平面与磁场方向平行
D .线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为π
1001Wb 6．两只阻值相同的电阻分别通以正弦式交变电流(图未画)和方形交变
电流，如图所示是方形交变电流的图象，若它们的电流最大值相等，
则两只电阻产生的热功率之比为（ ）
A 、1∶4
B 、1∶2
C 、1∶1
D 、2∶1
7．下面关于交流电的说法中正确的是（ ）
A 、交流电器设备上所标的电压和电流值是交流的峰值
B 、用交流电流表和电压表测定的读数值是交流的瞬时值
C 、给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值
D 、跟交流有相同的热效应的直流电的数值是交流的有效值
8．下列关于交变电流的说法错误的是（ ）
A 、交流电的频率等于发电机的转速
B 、交流电每秒电流方向改变次数是频率的两倍 s 210- 第5题
C 、计算电阻发热时要用有效值
D 、I m
，U m
适用于任何交变电流
9．如图所示，正弦式交变电压U 的最大值为311V ，负载电阻 R=440Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和电流表的读数分别为（ ）
A 、311V ，0.707A
B 、220V ，0.5A
C 、3112V ，0.7072A
D 、220V ，0.707 A
10
（1）交变电流的频率；（2）交变电流的有效值； （3）写出该电流的瞬时值表达式； （4）在什么时刻该电流的大小与其有效值相等。
11．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B =0.5T ，边长为L =10cm 的正文形线圈abcd 共100匝，线圈总电阻r =1Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO ’匀速转动，角速度2/rad s ωπ=，外电路电阻R =4Ω，求：（1）转动过程中感应电动势的最大值；
（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60º角时的瞬时感应电动势；
（3）由图示位置转过60º角的过程中产生的平均感应电动势； （4）由图示位置转过60º角的过程中流过电阻R 的电量 （5）交变电压表的示数；
(选做)将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l ，
它在磁感应强度为B 、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速
为n ，导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P 的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的
电阻不计，灯泡的电阻应为（ ）
Ａ．(2πl 2nB)2/P Ｂ．2(πl 2nB)2/P
Ｃ．(l 2nB)2/2P Ｄ．(l 2nB)2
第11题。