【创新设计】-学年高中物理3.3交流电路中的电容和电感对点练习鲁科版选修3-2图象信息分析1.某正弦式交流电的电流i随时间t变化的图象如图3-3-5所示.由图可知()图3-3-5A.电流的最大值为10AB.电流的有效值为10AC.该交流电的周期为0.03sD.该交流电的频率为0.02Hz答案B解析由图知此交流电的最大值为10A,则有效值为I=A=10A,B项对;周期为0.02s,则频率为f==50Hz.有效值的理解和计算2.如图3-3-6所示,一正弦交流电通过一电子元件后的波形图,则下列说法正确的是()图3-3-6A.这也是一种交流电B.电流的变化周期是0.01sC.电流的有效值是1AD.电流通过100Ω的电阻时,1s内产生热量为200J答案C解析因电流方向不变故不是交流电,A错;其周期为0.02s,B错;由电流热效应可知R=I2RT解得:I=1A故C对;由Q=I2Rt可知Q=1×100×1J=100J,D错.3.先后用如图3-3-7甲、乙所示的电流通过丙图中的电阻R,则电流表的示数分别为多少?图3-3-7答案2.5A4.33A解析电流表的示数为通过R的电流的有效值.甲图中的it图像是正弦式曲线,在前半个周期内,它的有效值与正弦式交变电的有效值相同,I==A,后半个周期不产生热量,则交流电在一个周期内通过电阻R所产生的热量Q交=.直流电在一个周期内通过电阻R所产生的热量Q直=IRT.由于Q交=Q直,所以=IRT,IA==2.5A.乙图中周期为0.04s,前0.02s内i大小方向不变,产生的热量Q1=IR·,后0.02s内有效值为,产生的热量Q2=R·,由有效值的定义有:IR·+R·=I2R·T,即52R·+R·=I2RT,可得I=2.5A≈4.33A.交变电流“四值”的应用图3-3-84.如图3-3-8所示,单匝线圈在匀强磁场中绕OO′轴从图示位置开始匀速转动,已知从图示位置转过时,线圈中电动势大小为10V,求:(1)交变电动势的峰值;(2)交变电动势的有效值;(3)与线圈相接的交流电压表的示数;(4)设线圈电阻为R=1Ω,角速度ω=100rad/s,线圈由图示位置转过过程中通过导线截面的电荷量q.答案(1)20V(2)10V(3)10V(4)0.2C解析(1)图示位置为中性面,从此时开始计时,交变电动势的瞬时值为e=Emsinωt,将ωt=,e=10V代入上式,求得Em=20V.(2)此电流为正弦交变电流,所以交变电动势的有效值E==V=10V.(3)此交流电压表测的是电动势的有效值,大小为10V.(4)在线圈转过的过程中,穿过线圈平面的磁通量变化量ΔΦ=BS,根据Em=BSω得ΔΦ==Wb=0.2Wb,故q==C=0.2C(时间:60分钟)题组一交变电流图象的应用1.一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图3-3-9所示.由图可知()图3-3-9A.该交变电流的电压瞬时值的表达式为u=100sin(25t)VB.该交变电流的频率为25HzC.该交变电流的电压的有效值为100VD.若将该交流电压加在阻值为R=100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率是50W答案BD解析从图中可知,交变电流周期T=4×10-2s,峰值电压Um=100V,故交变电流的频率f==25Hz,有效值U==50V;加在R=100Ω的电阻上时的热功率P==50W;电压瞬时值表达式u=Umsinωt=100sin(50πt)V,正确选项为B、D.2.一矩形金属线圈共10匝,绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动,线圈中产生的交变电动势e随时间t变化的规律如图3-3-10所示,下列说法中正确的是()图3-3-10A.此交流电的频率为0.2HzB.此交变电动势的有效值为1VC.t=0.1s时,线圈平面与磁场方向平行D.在线圈转动过程中,穿过线圈的最大磁通量为Wb答案D解析由图可知,此交流电的周期T=0.2s,频率f==5Hz,A错;E==V,B错;t=0.1s时,电动势为0,线圈平面与磁感线垂直,C错;因Em=nBSω,其中n=10,ω==10π,故Φ=BS=Wb,D正确.3.电阻为1Ω的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,产生的正弦交流电的图象如图3-3-11图线a所示;当调整线圈转速后,该线圈中所产生的正弦交流电的图象如图线b所示,以下关于这两个正弦交变电流的说法正确的是()图3-3-11A.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零B.线圈先后两次转速之比为3∶2C.交流电a的电动势的有效值为5VD.交流电b的电动势的最大值为5V答案BC解析由题图象可知,t=0时刻线圈中的感应电流为0,感应电动势为0,穿过线圈的磁...