表征交变电流的物理量
1.在阻值为70 Ω的电阻中通以正弦交变电流,测得在10 min内放出的热量为2.1×104 J,则此交变电流的最大值为( )
A.0.24 A B.0.5 A
C.0.707 A D.1 A
解析:选D 根据Q=I2Rt得I= A,所以Im=I=1 A。
2.如图1所示是一个正弦式交变电流的图像,下列说法正确的是( )
图1
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
解析:选A 由图像可知T=0.2 s,Im=10 A,故频率f==5 Hz,I==5 A=7.07 A,A正确,B、C、D错误。
3.一只“220 V,100 W”的灯泡接在u=311sin 314t V的交变电源上,则下列判断正确的是( )
A.灯泡能正常发光
B.与灯泡串联的电流表的示数为0.64 A
C.与灯泡并联的电压表的示数为311 V
D.通过灯泡的电流的表达式为i=0.45sin 314t A
解析:选A 从电压瞬时值表达式知电压有效值为220 V,故“220 V,100 W”灯泡接在此交流电源上能正常发光,故A正确。通过灯的电流I= A=0.45 A,也是与灯串联电流表的示数,故B不正确。电压表与灯并联测得的也是灯的电压有效值,故示数为220 V,所以C选项不正确。通过灯的电流的有效值为0.45 A,故其最大值Im=×0.45 A=0.64 A,故D选项不正确。
4.(多选)有两支交变电流表达式分别是:u1=110sinV,u2=220sinV。下列说法正确的是( )
A.它们的峰值相同 B.它们的周期相同
C.它们的相位差恒定 D.它们的变化步调一致
解析:选BC u1代表的交流的电压峰值为110 V,角速度为ω=2πf=100π,则频率f=50 Hz,初相位为。u2代表的交流的电压峰值为220 V,角速度为ω=2πf=100π,则频率f=50 Hz,初相位为。所以它们的峰值不同,A错误;由于频率相同,故T均为0.02 s,B正确;其相位差ΔΦ=-=为定值,C正确,D错误。
5.如图2所示,实验室中有一台手摇交流发电机,内阻r=1.0 Ω,外接R=9.0 Ω的电阻。闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=10sin 10πt V,则( )
图2
A.该交变电流的频率为10 Hz
B.该电动势的有效值为10 V
C.外接电阻R所消耗的电功率为10 W
D.电路中理想交流电流表○的示数为1.0 A
解析:选D 由产生的电动势可知,该交变电流的频率为5 Hz,选项A错误;该电动势的有效值为E=10 V,选项B错误;电路中交流电流表的示数为电流的有效值,为 I==1.0 A,选项D正确;外接电阻R所消耗的电功率为P=I2R=9 W,选项C错误。
6.一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=T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 V B.2 V
C. V D. V
解析:选A 先用代入法求出感应电动势的最大值:由e=Em sin ωt得2 V=Emsin,由此得Em=4 V,因此有效值为2 V。选项A正确。