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物理选择性必修二3.2 交变电流的描述同步练习（基础巩固）
一、选择题
1．下列属于国际单位制中基本单位符号的是（　　）
A．V B．A C．eV D．H
【答案】B
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响；电势差；电流、电源的概念；欧姆定律的内容、表达式及简单应用
【解析】【解答】解题关键是知道国际单位制中的基本物理量和对应的基本单位。电压单位V，能量单位eV，电感单位H，都不是国际单位制中的基本单位，电流单位A是国际单位制中的基本单位。
故选B。
【分析】单位分为：基本单位和导出单位，导出单位均可以由基本单位表示。国际单位制中有七个基本物理量，七个基本物理量与其基本单位分别是：长度（米—m），质量（千克—kg），时间（秒—s），电流（安—A），热力学温度（开尔文—K），物质的量（摩尔—mol）和发光强度（坎德拉—cd），据此可解。
2．电容器具有“通交流、隔直流；通高频，阻低频”的特点，在许多领域有广泛的应用。电容器对交流阻碍作用的大小叫做容抗，记为，下列是容抗单位符号的是（　　）
A．C B．F C．Ω D．H
【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】容抗是衡量电容器对交流电流阻碍作用的大小，类似于电阻对电流阻碍作用的大小，单位都是欧姆（）。
故选C。
【分析】容抗是衡量电容器对交流电流阻碍作用的大小，单位都是欧姆（）。
3．如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者关联，接在220V，50Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。若将交变电压改为220V，25Hz，则（　　）
A．三只灯泡亮度不变 B．三只灯泡都将变亮
C．a亮度不变，b变亮，c变暗 D．a亮度不变，b变暗，c变亮
【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】本题要抓住电感和电容的特性分析：电感：通直流、阻交流，通低频、阻高； 电容器的特性：通交流、隔直流，通调频、阻低频，根据电感的特性：通低频、阻高频，当电源的频率变低时，电感对电流的感抗减小，b灯变亮；根据电容器的特性：通高频、阻低频，当电源的频率变低时，电容器对电流的容抗增大，c灯变暗。而电阻的亮度与频率无关，a灯亮度不变。
故选C。
【分析】根据电感的特性及电容器的特性来分析灯泡亮度的变化。
4． 如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，、两端加直流电压时，甲灯正常发光，乙灯完全不亮；当、两端加上有效值和直流电压相等的交流电压时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．与甲灯串联的元件是电容器 B．与乙灯串联的元件是电阻
C．与甲灯串联的元件是电感线圈 D．与乙灯串联的元件是电感线圈
【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】A、B两端加直流电压时，甲灯正常发光，乙灯完全不亮，说明乙支路为断路，即与乙灯串联的元件Y可能是电容器，当A、B两端加上有效值和直流电压相等的交流电压时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，可知元件X有通直阻交的作用，所以与甲灯串联的元件X是电感线圈，因为电容器是隔直流通交流，所以与乙灯串联的元件Y是电容器，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据电感线圈通直阻交，电容器通交隔直的特点分析。
5．如图所示是“胜哥”研究自感实验的电路图，甲、乙是两个规格相同的小灯泡，电源内阻不可忽略．实验开始前先闭合开关S1、S2，使电路稳定，两个小灯泡亮度相同．下列说法正确的是（　　）
A．仅将S2断开，甲亮度不变
B．仅将S2断开，甲逐渐变得更亮
C．仅将S1断开，乙立刻熄灭
D．仅将S1断开，乙的电流方向不变
【答案】B
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】仅将S2断开，由于电路中总电流变小，则电源的内电压减小，外电压增大，使流过甲的电流变大，但由于自感作用，甲逐渐变得更亮，A不符合题意，B符合题意；若仅将S1断开，由于电感的作用，则乙中仍有电流，不会立刻熄灭，但电流方向相反，CD不符合题意．
故答案为：B
【分析】线圈的电流增大或减小，产生自感电动势，根据楞次定律判断电流如何变化，分析灯泡亮度如何变化。
6．如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（　　）
A．在电路甲中，断开S后，A将立即熄灭
B．在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
C．在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗
D．在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
【答案】D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】在电路甲中，断开S，由于线圈阻碍电流变小，导致A将逐渐变暗，AB不符合题意；在电路乙中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，通过A的电流变大，导致A将变得更亮，然后逐渐变暗，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D
【分析】电感的特性值通直流阻交流，电流的频率越大，电感的阻抗就越大，电容的特性是通交流阻直流，电流的频率越小，电容的阻抗就越大，结合电路中电流的变化分析即可。
7．如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（　　）
A．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮
B．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
C．断开开关S时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭
D．断开开关S时，A1和A2都要过一会儿才熄灭，且通过两灯的电流方向都与原电流方向相同
【答案】B
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】合上开关K接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮，A不符合题意B符合题意；断开开关K切断电路时，通过A2的用来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，线圈相当于电源，左端相当于正极，所以通过A1的电流会慢慢变小，并且通过A2，所以两灯泡一起过一会儿熄灭，但通过A2的灯的电流方向与原来的方向相反， CD不符合题意．
故答案为：B
【分析】当开关断开后，流过电感的电流会减小，此时电感会充当电源，构成回路就会放电，故断开电路后小灯泡会亮一下再慢慢熄灭。
8．在LC振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍（　　）
A．自感L和电容C都增大一倍
B．自感L增大一倍，电容C减小半
C．自感L减小一半，电容C增大一倍
D．自感L和电容C都减小一半
【答案】D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】根据LC振荡电路频率公式
可知，当L、C都减小一半时，f增大一倍；
故答案为：D。
【分析】根据LC震荡的频率公式分析判断。
9．如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　）
A．该交流电的频率为
B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0
C．线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上
D．仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为
【答案】C
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的图像与函数表达式；左手定则—磁场对通电导线的作用；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A、电动势随时间变化的规律为e＝10sin（100πt）V，则ω＝2πf＝100π，解得该交流电的频率为：f＝50Hz，故A错误；
B、图示位置为磁通量为零的位置，此位置磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律可知感应电动势最大，故B错误；
C、根据右手定则可知图示位置电流方向为B→A，根据左手定则可知，AB边受到的安培力方向向上，故C正确；
D、正弦式交变电流感应电动势的最大值为：Em＝NBSω＝10V，仅线圈转速加倍，即角速度加倍，电动势的最大值变为20V，故D错误。
故答案为：C。
【分析】根据电动势随时间变化的规律求解该交流电的频率；磁通量为零的位置感应电动势最大；根据右手定则可知图示位置电流方向，根据左手定则判断AB边受到的安培力方向；根据感应电动势的最大值表达式进行分析。
10．无线充电技术已经在新能源汽车领域得到应用。如图甲，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　）
A．供电线圈中电流的有效值为
B．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次
C．时受电线圈的感应电流最小
D．时两线圈之间的相互作用力最大
【答案】C
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的图像与函数表达式；楞次定律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】本题考查了交流电和楞次定律的知识，知道有效值和最大值的关系，以及交流电流一个周期电流方向改变2次。A．根据如图乙可知供电线圈中电流的最大值为
得有效值为
故A错误；
B．根据如图乙可知周期为
得频率为
由于交流电流一个周期电流方向改变2次，而受电线圈中的周期和频率与供电线圈周期和频率是相同的，得受电线圈中的电流方向每秒钟改变方向次数为
次
故B错误；
CD．由如图乙可知时，可知供电线圈电流达到最大值，其变化率最小为零，由楞次定律可知受电线圈中的电流最小为零，两线圈这时的相互作用力最小为零，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】由图可知周期大小，求出频率，交流电流一个周期电流方向改变2次；电线圈电流达到最大值，其变化率最小为零，由楞次定律可知受电线圈中的电流最小为零；供电线圈电流为0，其变化率最大，由楞次定律可知受电线圈中的电流最大。
11．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
C．在时交变电流方向发生改变
D．该交变电流的表达式为
【答案】C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】AB．根据图像可以得到周期，根据有效值和最大值的关系得到有效值，根据电流i随时间t变化的图像可知周期为
峰值为
有效值为
故AB错误；
C．根据图像判断电流方向的改变，根据交变电流变化规律知线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次，在时电流为零，该时刻线圈在中性面，所以在时交变电流方向发生改变，故C正确；
D．根据图像写出电流的瞬时值表达式，由A选项知峰值，周期，角速度为
由图像知初相为
得该交变电流的表达式为
故D错误。
故选C。
【分析】用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从垂直中性面位置开始计时，初始时刻电流有最大值。可以直接或间接从图像上读取的物理量有：任意时刻的电流、电流的最大值、交变电流的周期。
12．如图甲所示，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，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（　　）
A．通过线圈的最大电流为1.25A B．线圈的角速度为50rad/s
C．电压表的示数为V D．穿过线圈的最大磁通量为Wb
【答案】A
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】AC、根据闭合电路的欧姆定律，有
即通过线圈的最大电流为1.25A，电压表测量的是有效值，故有电压表的示数为
故A正确，C错误；
B、由乙图可知周期
转动的角速度
故B错误；
D、根据
可
得穿过线圈的最大磁通量为
故选项D错误；
故选：A。
【分析】根据图象知Em=100V，再根据闭合电路欧姆定律可以求出最大电流，根据图象知T=0.04s，再根据求角速度；根据求电动势的有效值，电压表的示数为R的有效电压；根据求穿过线圈的最大磁通量。
13． 如图是一个正弦式交变电流的图象，下列说法正确的是(　　)
A．周期是0.2 s，电流的峰值是10 A
B．周期是0.15 s，电流的峰值是10 A
C．频率是5 Hz，电流的有效值是10 A
D．频率是0.2 Hz，电流的有效值是7.07 A
【答案】A
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】AB、由图象知周期是T=0.2s，电流的峰值是Im=10A，故A正确，B错误；
CD、频率是
电流有效值为
故CD错误。
故答案为：A。
【分析】根据图像确定交变电流的周期及最大值，再根据周期与频率的关系及交变电流有效值及最大值的关系进行解答。
14．某手摇发电机产生的感应电动势如图所示，发电机的内阻为1Ω，将该发电机与阻值为4Ω的定值电阻和理想交流电流表串联成闭合电路，下列说法正确的是（　　）
A．发电机的输出电压的有效值为
B．电流表的示数为4A
C．定值电阻的电功率为32W
D．1s内通过定值电阻的电流方向改变50次
【答案】C
【知识点】电源电动势及内阻；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．由题图可知，发电机的电动势有效值为
则发电机的输出电压的有效值为，故A错误；
B．电路电流有效值为，则电流表的示数为，故B错误；
C．定值电阻的电功率为，故C正确；
D．根据题图可知，周期为，一个周期内通过定值电阻的电流方向改变2次，则1s内通过定值电阻的电流方向改变100次，故D错误。
故答案为：C。
【分析】先由感应电动势的峰值求有效值，再结合闭合电路欧姆定律分析电流、电压，最后计算电功率。
15．如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　）
A．该交流电的频率为，每秒钟电流方向变化50次
B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为
C．线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向下
D．仅线圈转速加倍，电动势为
【答案】B
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．根据电动势表达式，可知角速度为，故该交流电的频率为，周期为，交流电在一个周期内电流方向变化两次，故每秒钟电流方向变化100次，故A错误；
B．线圈转到图示位置时，此时磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，即为，故B正确；
C．线圈转到图示位置时，由右手定则可知，电流由；由左手定则可知，边受到的安培力方向向上，故C错误；
D．根据，，可知仅线圈转速加倍，则角速度变为原来的两倍，即；最大值变为原来的两倍，即，故电动势表达式为，故D错误。
故答案为：B。
【分析】结合交变电流的表达式，分析频率、周期、电动势最大值的条件，再利用右手定则、左手定则判断电流和安培力方向。
16．随着科技的发展，各式各样的用电器层出不穷，对用电的需求也越来越多，解决充电难题已经刻不容缓，为了人们出行轻便，无线充电发展迅速。如图所示实线部分是某无线充电接收端电流经电路初步处理后的图象，其中曲线为正弦函数图象的一部分，则这种交流电的有效值为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】求交流电的有效值，往往根据电流的热效应，由有效值的定义求解，知道正弦交变电流的最大值是有效值的倍。根据交流电有效值的定义可得
解得这种交流电的有效值为
故选A。
【分析】将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值。
17．如图所示，金属线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，转动周期为，感应电动势的有效值为，从图示位置开始计时，其表达式为（　　）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，产生正弦交流电。转动周期为 T，角速度 。
感应电动势有效值为 ，则峰值 。线圈转动的角速度
感应电动势的峰值为
图示位置为中性面位置，故感应电动势的表达式为
故A正确，BCD错误。
故选A。
【分析】1、中性面特点：线圈平面与磁场垂直时，磁通量最大，但感应电动势为零（因为磁通量变化率为零）。
2、表达式形式：从中性面开始计时，感应电动势为 ；从垂直中性面位置（即磁场平行于线圈平面）开始计时，则为 )。
3、峰值与有效值关系：。角速度与周期关系：。
4、易错点：混淆初始位置（中性面与垂直中性面）对应的表达式形式（正弦或余弦）。
忽略峰值与有效值的换算。错误计算角速度（如误用 而不是 ）。
18．“胜哥”将阻值为2Ω的纯电阻接入一正弦交流电，其电流随时间变化的规律如图所示，则1分钟内该电阻产生的热量为（　　）
A．8J B．120J C．240J D．480J
【答案】C
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】由图可知电流的有效值为，则1分钟内该电阻产生的热量为
故答案为：C。
【分析】本题考查正弦交流电的有效值与焦耳定律的应用，核心思路是先由电流最大值求出有效值，再结合电阻和时间，利用焦耳定律计算产生的热量。
19．“胜哥”对同一个纯电阻发热原理的取暖器，先后通以图甲和图乙所示的交变电流，则先后两次取暖器的发热功率之比为（　　）
A．2∶ B．∶2 C．4∶5 D．5∶4
【答案】D
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】本题考查的是交变电流有效值和功率的计算，找到对应电压、电流的有效值即可计算，注意电功率、电热的计算均使用有效值。先后通以图甲和图乙所示的交变电流， 根据有效值的定义，对甲图有
解得
乙图为余弦交流电，电流有效值为
根据功率公式
可得先后两次取暖器的发热功率之比为
故选D。
【分析】按交变电流的有效值定义进行计算， 根据分析。根据有效值的定义和功率公式计算。
20．通过某定值电阻的电流随时间变化的图像如图所示，其周期为0.8s。则电流的有效值为（　　）
A． B． C．1.0A D．2.0A
【答案】A
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】对有效值的理解：在一个周期内通过同一个电阻，跟交变电流的热效应等效的恒定电流值、电压值。将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有
将s、s、s、s代入解得
故选A。
【解答】根据有效值的定义结合焦耳定律计算即可。
二、多项选择题
21．如图（a）所示为一个定值电阻和一个理想二极管串联后连接到一正弦交流电源两端，经测量发现，通过定值电阻的电流随时间的变化如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）
A．电源的频率为0.5Hz B．电阻两端的电压有效值为
C．通过电阻的电流周期为1s D．通过电阻的电流有效值为2.5A
【答案】A,D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】掌握交流电有效值和最大值的关系是解题的关键，知道有效值是根据电流的热效应计算的。C．由图b可知，交流电的周期为，故通过电阻的电流周期为2s，故C错误；
A．电源的频率为
故A正确；
B．设电阻两端电压的有效值为，由有效值的定义可知电阻一个周期内消耗的电能为
故电阻两端电压的有效值为
故B错误；
D．由有效值的定义可知
可得通过电阻的电流有效值为A
故D正确。
故选AD。
【分析】根据图b可得电流的的周期和频率；根据有效值的定义和欧姆定律计算电压和电流的有效值。
22．“胜哥”有一个电热水壶，工作时的电阻为，接在电压随时间做如图所示变化的交流电源上。则下列说法中正确的是（　　）
A．该交流电源的频率为100Hz
B．通过电热水壶的最大电流约为
C．该电热水壶的工作功率约为480W
D．该电热水壶每小时约耗1度电
【答案】B,D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】本题考查交流电的相关计算，关键是理解交流电的峰值、有效值、瞬时值的区别。A．由题图可知，该交流电源的周期为，则频率为
故A错误；
B．由题图可知，该交流电源的电压最大值为，根据欧姆定律可知通过电热水壶的最大电流为
故B正确；
CD．该交流电源的电压有效值为
则该电热水壶的工作功率为
该电热水壶每小时耗电为
故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】由电压随时间变化的情况，可知电动势瞬时值的表达式，结合正弦交流电的特点，可知电动势的峰值、有效值、电动势周期；由周期可计算电源频率；由电动势峰值，结合欧姆定律，即可计算电流峰值；由电动势的有效值、电水壶电阻，可计算电水壶的电功率；由电水壶电功率，可计算每小时的耗电量。
23．如图甲所示，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，从某时刻开始计时，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=100，线圈电阻r=10，电压表为理想交流电表，则下列说法正确的是（　　）
A．线圈的转速为50r/s
B．0.01s时线圈平面与磁场方向平行
C．通过电阻R的电流有效值为1A
D．电压表的示数为200V
【答案】B,C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．线圈的转动周期为
转速为
A错误；
B.0.01s线圈平面与磁场方向平行，B正确；
C．有效值为
电流有效值为
C正确；
D． 电压表的示数为有效值
D错误。
故选BC。
【分析】由周期求解转速， 感应电动势最大，线圈平面与磁场方向平行 ，最大值等于有效值的倍。
24．如图所示，该图是一正弦式交流电的电压随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）
A．它的频率是
B．电压的有效值为
C．电压的周期是
D．电压的瞬时表达式是
【答案】A,C
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】AC．由图像知，周期，根据频率，可得，故AC正确；
B．交流电最大值，有效值，并非，故B错误；
D．角速度，瞬时表达式应为，但表达式中缺少自变量，书写不规范，故D错误。
故答案为：AC。
【分析】核心是结合正弦式交流电的图像，提取周期、最大值等信息，再根据周期与频率、最大值与有效值的关系，以及瞬时表达式的推导方法，对每个选项涉及的物理量逐一分析判断。
25．小型旋转电枢式交流发电机的原理图如图甲所示，其矩形线圈在磁感应强度B=0.6T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动。已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=2.5Ω，所围成矩形的面积，线圈的两端经集流环和电刷与R=7.5Ω的电阻连接，矩形线圈产生的电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，理想交流电压表的量程足够大。下列说法正确的是（　　）
A．该交流电方向每秒变化50次 B．电压表的示数为12πV
C．t=0.5s时线圈恰好位于中性面 D．电阻R的电功率为5.4π2W
【答案】C,D
【知识点】交变电流的产生及规律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】知道交流电在一个周期内电流方向改变2次，掌握中性面的特点，会根据闭合电路的欧姆定律计算电路中的电流、电压和电功率。A．由图乙可知，周期为，一个周期内交流电方向变化2次，则该交流电方向每秒变化10次，故A错误；
BD．线圈产生的电动势最大值为
则电动势有效值为
电压表的示数为
电阻R的电功率为
故B错误，D正确；
C．由图乙可知，t=0.5s时，线圈产生的电动势为0，此时线圈恰好位于中性面，故C正确。
故选CD。
【分析】由图乙得到该交流电的周期，根据在一个周期内电流方向改变2次计算；先计算出线圈产生的感应电动势的有效值，然后根据电压的分配特点计算；当线圈中的感应电动势为零时，线圈处于中性面位置；根据闭合电路的欧姆定律计算通过电阻R的电流，然后根据P＝I2R计算。
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物理选择性必修二3.2 交变电流的描述同步练习（基础巩固）
一、选择题
1．下列属于国际单位制中基本单位符号的是（　　）
A．V B．A C．eV D．H
2．电容器具有“通交流、隔直流；通高频，阻低频”的特点，在许多领域有广泛的应用。电容器对交流阻碍作用的大小叫做容抗，记为，下列是容抗单位符号的是（　　）
A．C B．F C．Ω D．H
3．如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者关联，接在220V，50Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。若将交变电压改为220V，25Hz，则（　　）
A．三只灯泡亮度不变 B．三只灯泡都将变亮
C．a亮度不变，b变亮，c变暗 D．a亮度不变，b变暗，c变亮
4． 如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，、两端加直流电压时，甲灯正常发光，乙灯完全不亮；当、两端加上有效值和直流电压相等的交流电压时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．与甲灯串联的元件是电容器 B．与乙灯串联的元件是电阻
C．与甲灯串联的元件是电感线圈 D．与乙灯串联的元件是电感线圈
5．如图所示是“胜哥”研究自感实验的电路图，甲、乙是两个规格相同的小灯泡，电源内阻不可忽略．实验开始前先闭合开关S1、S2，使电路稳定，两个小灯泡亮度相同．下列说法正确的是（　　）
A．仅将S2断开，甲亮度不变
B．仅将S2断开，甲逐渐变得更亮
C．仅将S1断开，乙立刻熄灭
D．仅将S1断开，乙的电流方向不变
6．如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则（　　）
A．在电路甲中，断开S后，A将立即熄灭
B．在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
C．在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗
D．在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
7．如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（　　）
A．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮
B．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
C．断开开关S时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭
D．断开开关S时，A1和A2都要过一会儿才熄灭，且通过两灯的电流方向都与原电流方向相同
8．在LC振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍（　　）
A．自感L和电容C都增大一倍
B．自感L增大一倍，电容C减小半
C．自感L减小一半，电容C增大一倍
D．自感L和电容C都减小一半
9．如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　）
A．该交流电的频率为
B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0
C．线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向上
D．仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为
10．无线充电技术已经在新能源汽车领域得到应用。如图甲，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　）
A．供电线圈中电流的有效值为
B．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次
C．时受电线圈的感应电流最小
D．时两线圈之间的相互作用力最大
11．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
C．在时交变电流方向发生改变
D．该交变电流的表达式为
12．如图甲所示，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，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（　　）
A．通过线圈的最大电流为1.25A B．线圈的角速度为50rad/s
C．电压表的示数为V D．穿过线圈的最大磁通量为Wb
13． 如图是一个正弦式交变电流的图象，下列说法正确的是(　　)
A．周期是0.2 s，电流的峰值是10 A
B．周期是0.15 s，电流的峰值是10 A
C．频率是5 Hz，电流的有效值是10 A
D．频率是0.2 Hz，电流的有效值是7.07 A
14．某手摇发电机产生的感应电动势如图所示，发电机的内阻为1Ω，将该发电机与阻值为4Ω的定值电阻和理想交流电流表串联成闭合电路，下列说法正确的是（　　）
A．发电机的输出电压的有效值为
B．电流表的示数为4A
C．定值电阻的电功率为32W
D．1s内通过定值电阻的电流方向改变50次
15．如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　）
A．该交流电的频率为，每秒钟电流方向变化50次
B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为
C．线圈转到图示位置时，边受到的安培力方向向下
D．仅线圈转速加倍，电动势为
16．随着科技的发展，各式各样的用电器层出不穷，对用电的需求也越来越多，解决充电难题已经刻不容缓，为了人们出行轻便，无线充电发展迅速。如图所示实线部分是某无线充电接收端电流经电路初步处理后的图象，其中曲线为正弦函数图象的一部分，则这种交流电的有效值为（　　）
A． B． C． D．
17．如图所示，金属线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，转动周期为，感应电动势的有效值为，从图示位置开始计时，其表达式为（　　）
A． B．
C． D．
18．“胜哥”将阻值为2Ω的纯电阻接入一正弦交流电，其电流随时间变化的规律如图所示，则1分钟内该电阻产生的热量为（　　）
A．8J B．120J C．240J D．480J
19．“胜哥”对同一个纯电阻发热原理的取暖器，先后通以图甲和图乙所示的交变电流，则先后两次取暖器的发热功率之比为（　　）
A．2∶ B．∶2 C．4∶5 D．5∶4
20．通过某定值电阻的电流随时间变化的图像如图所示，其周期为0.8s。则电流的有效值为（　　）
A． B． C．1.0A D．2.0A
二、多项选择题
21．如图（a）所示为一个定值电阻和一个理想二极管串联后连接到一正弦交流电源两端，经测量发现，通过定值电阻的电流随时间的变化如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）
A．电源的频率为0.5Hz B．电阻两端的电压有效值为
C．通过电阻的电流周期为1s D．通过电阻的电流有效值为2.5A
22．“胜哥”有一个电热水壶，工作时的电阻为，接在电压随时间做如图所示变化的交流电源上。则下列说法中正确的是（　　）
A．该交流电源的频率为100Hz
B．通过电热水壶的最大电流约为
C．该电热水壶的工作功率约为480W
D．该电热水壶每小时约耗1度电
23．如图甲所示，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，从某时刻开始计时，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=100，线圈电阻r=10，电压表为理想交流电表，则下列说法正确的是（　　）
A．线圈的转速为50r/s
B．0.01s时线圈平面与磁场方向平行
C．通过电阻R的电流有效值为1A
D．电压表的示数为200V
24．如图所示，该图是一正弦式交流电的电压随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）
A．它的频率是
B．电压的有效值为
C．电压的周期是
D．电压的瞬时表达式是
25．小型旋转电枢式交流发电机的原理图如图甲所示，其矩形线圈在磁感应强度B=0.6T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动。已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=2.5Ω，所围成矩形的面积，线圈的两端经集流环和电刷与R=7.5Ω的电阻连接，矩形线圈产生的电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，理想交流电压表的量程足够大。下列说法正确的是（　　）
A．该交流电方向每秒变化50次 B．电压表的示数为12πV
C．t=0.5s时线圈恰好位于中性面 D．电阻R的电功率为5.4π2W
答案
1．B
2．C
3．C
4．C
5．B
6．D
7．B
8．D
9．C
10．C
11．C
12．A
13．A
14．C
15．B
16．A
17．A
18．C
19．D
20．A
21．A,D
22．B,D
23．B,C
24．A,C
25．C,D
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