题目
A-|||-R如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0Ω,外接R=9.0Ω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=10sqrt(2)sin10πt(V),则( ) A. 该交变电流的频率为10 Hz B. 该电动势的有效值为10sqrt(2)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A的示数为1.0 A
如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0Ω,外接R=9.0Ω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=10$\sqrt{2}$sin10πt(V),则( )- A. 该交变电流的频率为10 Hz
- B. 该电动势的有效值为10$\sqrt{2}$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A的示数为1.0 A
题目解答
答案
D. 电路中理想交流电流表A的示数为1.0A
解析
考查要点:本题主要考查对正弦式交流电有效值、频率的计算,以及电路中电流、功率的分析能力。
解题核心思路:
- 频率与角频率的关系:由电动势表达式确定角频率,再通过公式$f=\frac{\omega}{2\pi}$计算频率。
- 有效值与最大值的转换:正弦式交流电的有效值$E=\frac{E_m}{\sqrt{2}}$。
- 电路总电流的计算:根据闭合电路欧姆定律$I=\frac{E_{\text{有效}}}{R_{\text{总}}}$。
- 功率计算:外接电阻功率$P=I^2R$。
破题关键点:
- 区分最大值与有效值:选项B中混淆了最大值和有效值。
- 总电阻的正确计算:内阻$r$与外阻$R$串联,总电阻$R_{\text{总}}=r+R$。
选项A分析
电动势表达式为$e=10\sqrt{2}\sin10\pi t$,角频率$\omega=10\pi$。
根据$f=\frac{\omega}{2\pi}$,得$f=\frac{10\pi}{2\pi}=5\ \text{Hz}$,故A错误。
选项B分析
正弦式交流电的有效值$E=\frac{E_m}{\sqrt{2}}$,其中最大值$E_m=10\sqrt{2}\ \text{V}$,代入得:
$E=\frac{10\sqrt{2}}{\sqrt{2}}=10\ \text{V}$
选项B中有效值为$10\sqrt{2}\ \text{V}$,B错误。
选项C、D分析
-
总电流计算
电路总电阻$R_{\text{总}}=r+R=1.0+9.0=10.0\ \Omega$,总电压有效值$E=10\ \text{V}$,则电流:
$I=\frac{E}{R_{\text{总}}}=\frac{10}{10}=1.0\ \text{A}$
故D正确。 -
外接电阻功率
外接电阻功率$P=I^2R=1^2 \times 9=9\ \text{W}$,选项C中功率为$10\ \text{W}$,C错误。