2016-2017学年高中物理第5章交变电流知能评估(B卷)新人教版选修3-2资料
高中物理选修3-2第5章交变电流章末测评B卷(人教版附答案)
高中物理选修3-2第5章交变电流章末测评B卷（人教版附答案）第五测评B(高考体验卷)一、选择题(本题共10小题，每小题分，共0分；其中第1～7题为单选题；第8～10题为多选题，全部选对得分，选不全得2分，有选错或不答的得0分)1．(2013•福建理综，1)如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝10 Ω，外接R＝90 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＝10 sin(10πt) V，则()A．该交变电流的频率为10 HzB．该电动势的有效值为10 V．外接电阻R所消耗的电功率为10D．电路中理想交流电流表A的示数为10 A2．(2013•海南单科，2)通过一阻值R＝100 Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s。
电阻两端电压的有效值为()A．12 V B．4 V ．1 V D．8 V3．(2013•天津理综，4)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，d一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Id，为了使电流表能正常工作，则()A．ab接N、d 接PQ，Iab<IdB．ab接N、d接PQ，Iab>Id．ab接PQ、d接N，Iab<IdD．ab接PQ、d接N，Iab>Id4．(2013•广东理综，16)如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，V和A均为理想电表，灯泡电阻RL＝6 Ω，AB端电压u1＝12 sin(100πt) V。
下列说法正确的是()A．电流频率为100 HzB．V的读数为24 V．A的读数为0 AD．变压器输入功率为6．(2013•四川理综，2)用220 V的正弦交变电流通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则()A．变压器输入功率约为39B．输出电压的最大值是110 V．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D．负载电流的函数表达式i＝00sin(100πt＋) A6．(2013•四川凉模拟)某小型发电站发电机输出的交流电压为00 V，输出的电功率为0 ，用总电阻为3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上的损失功率为输电功率的06%，则发电站要安装一升压变压器，用户再用降压变压器变为220 V(两个变压器均为理想变压器)。
高中物理第5章交变电流综合能力测试新人教版选修3_2
第5章 交变电流本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(北京市朝阳区2014～2015学年高二下学期期末)如图甲至丁是交流电发电过程的示意图，图中只示意了一匝线圈，线圈的AB 边连在金属滑环K 上，CD 边连在滑环L 上，导体做的两个电刷E 、F 分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接．线圈沿逆时针方向以角速度ω匀速转动，线圈的面积为S ，磁场可视为水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B ，电路的总电阻为R 、以下说法中正确的是导学号 12220311( )A ．由甲转到乙的过程中，线圈中的电流方向为A →B →C →D →AB ．由丙转到丁的过程中，线圈中的电流方向为A →B →C →D →AC ．转到丙位置时，穿过线圈的磁通量为零D ．转动一圈的过程中，线圈产生的电能为2πωB 2S 2R答案：B解析：A.由甲转到乙的过程中，穿过线圈的磁通量变小，根据楞次定律，可以判断电流方向为A →D →C →B →A ；故A 错误；B.当线圈由丙转到丁的过程中，通过线圈的磁通量变小，根据楞次定律，可以判断电流方向为A →B →C →D →A ；故B 正确；C.丙位置时，线圈处于中性面上，此时磁通量最大，故C 错误；D.转动一圈过程中，线圈中产生的能量Q ＝E 2R T ＝nBS ω222R ×2πω＝πn 2B 2S 2ωR ，故D 错误。
2．(重庆一中2013～2014学年高二上学期期末)图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是导学号 12220312( )A ．图甲表示交流电，图乙表示直流电B ．电压的有效值是311VC ．电压的有效值图甲大于图乙D ．图甲所示电压的瞬时值表达式为u ＝220sin100πt (V)答案：C解析：由于两图中表示的电流方向都随时间变化，因此都为交流电，故A 错误；两种电压的最大值是311V ，有效值要小于311V ，故B 错误；由于对应相同时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可知，图甲有效值要比图乙有效值大，故C 正确；从图甲可知，E m ＝311V ，ω＝2πT ＝100π rad/s ，所以图甲电压的瞬时值表达式为u ＝311sin100πt (V)，故D 错误。
高中物理第五章交变电流单元测评新人教版选修32
【学练考】 高中物理 第五章 交变电流单元测评 新人教版选修3-2 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部份，共100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷 (选择题 共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全数选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分)1．某正弦式交变电流的电流i 随时间t 转变的图像如图C 21所示．由图可知( )图C 21A ．电流的最大值为10 AB ．电流的有效值为10 AC ．该交流电的周期为 sD ．该交流电的频率为 Hz2．当交流发电机的转子线圈平面与磁感线平行时，电流方向如图C 22所示，当转子线圈旋转到中性面位置时( )图C 22A ．线圈中的感应电流最大，方向将不变B ．线圈中的感应电流最大，方向将改变C ．线圈中的感应电流等于零，方向将不变D ．线圈中的感应电流等于零，方向将改变3．一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电动势为e ＝10 2sin 20πt (V )，则下列说法正确的是( )A ．t ＝0时，线圈位于中性面B ．t ＝0时，穿过线圈的磁通量为零C ．t ＝0时，线圈切割磁感线的有效速度最大D ．t ＝ s 时，电动势第一次出现最大值4．一个小型电热器若接在输出电压为10 V 的直流电源上，消耗电功率为P ；若把它接在某个正弦式交流电源上，其消耗的电功率为P 2.若是电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为( )A ．5 VB ．52 VC ．10 VD ．102 V5．图C 23为某小型水电站的电能输送示用意，A 为升压变压器，其输入功率为P 1，输出功率为P2，输出电压为U2；B为降压变压器，其输入功率为P3，输入电压为、B均为理想变压器，输电线总电阻为r，则下列关系式中正确的是( )图C23A．P1>P2B．P2＝P3C．U2>U3D．U2＝U36．(多选)图C24甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两头经集流环和电刷与阻值为R＝10 Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，示数是10 V．图乙是穿过矩形线圈的磁通量Φ随时间t转变的图像，线圈电阻忽略不计，则下列说法正确的是( )甲乙图C24A．电阻R上的电功率为10 WB．s时R两头的电压瞬时值为零C．R两头的电压u随时间t转变的规律是u＝ 100πt(V)D．通过R的电流i随时间t转变的规律是i＝cos 100πt(A)7．如图C25所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1，R1＝20 Ω，R2＝10 Ω，C为电容器，原线圈所加电压的瞬时值表达式为u＝220 2sin 100πt(V)．下列说法正确的是( )图C25A．通过电阻R3的电流始终为零B．副线圈两头交变电压的频率为5 HzC．电阻R2的电功率为WD．原、副线圈铁芯中磁通量的转变率之比为10∶18．(多选)如图C26所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R. 开始时，开关S断开，当S接通后( )图C26A．变压器的输出电压减小B．输电线等效电阻R两头的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流减小9．(多选)图C27甲为火灾报警系统的示用意，其中R0为定值电阻，R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，理想变压器原、副线圈的匝数之比为5∶1，副线圈输出电压如图乙所示，则下列说法正确的是( )图C27A．原线圈输入电压的有效值为220 2VB．副线圈输出电压瞬时值的表达式为u＝44 2cos 100πt(V)C．R处出现火情时，原线圈中的电流增大D．R处出现火情时，电阻R0的电功率减小10．(多选)图C28为某小型水电站的电能输送示用意，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电．已知输电线的总电阻R＝10 Ω，降压变压器T2原、副线圈的匝数之比为4∶1，副线圈与用电器R0组成闭合电路．若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈的输出电压的瞬时值表达式为u＝220 2sin 100πt(V)，用电器的电阻R0＝11 Ω，则( )图C28A．通过用电器R0的电流的有效值是20 AB．升压变压器的输入功率为4650 WC．发电机中的交变电流的频率为100 HzD．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、实验题(本题共2小题，11题7分，12题8分，共15分)11．图C29是一种触电保安器的电路图，变压器A处用相线和零线双股平行绕制成线圈，然后接上用电器．B处有一个输出线圈，一旦线圈中有电流，经放大后便能推动继电器J切断电源，试说明：图C29(1)多开灯不会使保安器切断电源的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；(2)有人“手—地”触电时，触电保安器会切断电源的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；(3)该保安器________(选填“能”或“不能”)为双手“相线—零线”触电时提供保安，因为________________________________________________________________________．12．利用DIS (数字化信息处置系统)探讨手摇发电机(如图C 210所示)的线圈产生的交变电流．图C 210实验步骤如下：①将电压传感器接入数据收集器；②电压传感器的测量夹与发电机的输出端并联；③点击“数据收集设置”设定“采样点时间距离”；④缓慢摇动发电机的手柄，观察工作界面上的信号．图C 211(1)屏上出现的电压波形如图C 211所示，从图中可以看出，手摇发电机产生的电压波形不是正弦波，其原因可能是____________________________________________(写出一条即可)．(2)研究交变电流的波形，发此刻用手摇动发电机手柄的2 min 内屏上出现了61个向上的“尖峰”，则交变电流的平均周期为____________．若是发电机手摇大轮的半径是转子小轮半径的2倍，则手摇大轮转动的平均角速度为__________．三、计算题(本题共3小题，13题12分，14题15分，15题18分，共45分．解承诺写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分)13．如图C 212甲所示，固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两头接一个小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀散布的磁场．已知线圈的匝数n ＝100匝，总电阻r ＝ Ω，所围成的矩形的面积S ＝0.040 m 2，小灯泡的电阻R ＝ Ω，磁感应强度随时间按图乙所示的规律转变，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝nB m S 2πT cos 2πTt ，其中B m 为磁感应强度的最大值，T 为磁场转变的周期，不计灯丝电阻随温度的转变，求：(1)线圈中产生的感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在0～T 4时间内，通过小灯泡的电荷量．甲 乙图C 21214．如图C 213所示，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈匝数n ＝40匝，内阻r ＝ Ω，长l 1＝0.05 m ，宽l 2＝0.04 m ，转速为3000 r /min ，磁场的磁感应强度B ＝ T ，线圈两头接有阻值为R ＝ Ω的用电器和一个交流电流表．求：(结果保留两位有效数字)(1)线圈中产生的最大感应电动势；(2)从图示位置开始计时，t ＝1600s 时刻电流表的读数； (3)从图示位置开始，线圈转过60°和120°，通过用电器的电荷量之比；(4)1 min 内外力需要提供的能量．图C 21315．某发电厂的发电机的输出功率P ＝100 kW ，发电机端电压U ＝250 V ，向远处送电的输电线的总电阻R ＝8 Ω.已知输电线上损失的功率为输送功率的5%，用户取得的电压是220 V .(1)应该如何安装变压器？画出输电线路的示用意．(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数之比．参考答案单元测评(二)1．B [解析] 由图知电流的最大值为10 2 A ，有效值为I ＝10 22A ＝10 A ，选项A 错误，选项B 正确；周期为 s ，则频率为f ＝1T＝50 Hz ，选项C 、D 错误． 2．D [解析] 线圈旋转到中性面位置，磁感线与切割速度方向平行，按照公式E ＝BLv sin θ可知，线圈中的感应电流等于零，转过中性面以后，电路中就又产生了感应电流，可是电流方向与之前线圈中的感应电流的方向相反，选项D 正确．3．A [解析] 由电动势e ＝10 2sin 20πt (V )知，计时从线圈位于中性面时开始，所以t ＝0时，线圈位于中性面，磁通量最大，但此时线圈切割磁感线的线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速度为零，A 正确，B 、C 错误．当t ＝ s 时，e ＝10 2sin (20π× V ＝0，D 错误．4．C [解析] 按照P ＝U 2R ，对直流电有P ＝102R ，对正弦式交流电有P 2＝U′2R，所以正弦式交流电的有效值为U′＝PR 2＝102V ，故人流电源输出电压的最大值U m ′＝2U′＝10 V ，故选项C 正确，选项A 、B 、D 错误．5．C [解析] 按照远距离输电和理想变压器的工作原理可知，P 1＝P 2、P 2>P 3、U 2>U 3，故选项C 正确．6．AC [解析] 按照公式P ＝U 2R，得P ＝10 W ，故选项A 正确；由图乙可知， s 时通过线圈的磁通量为零，电动势最大，R 两头的电压瞬时值为10 2 V ，故选项B 错误；由图乙可知，T ＝ s ，电动势的最大值为E m ＝2U ＝10 2 V ，ω＝2πT＝100π，又因为此交变电流是从垂直于中性面开始计时的，所以R 两头的电压u 随时间t 转变的规律是u ＝ 100πt(V )，故选项C 正确；I m ＝E m R＝1.41 A ，通过R 的电流i 随时间t 转变的规律是i ＝ 100πt(A )，故选项D 错误．7．C [解析] 电容器能够通交流，选项A 错误；变压器能够改变交流电的电压，可是不能改变交流电的频率，选项B 错误；按照U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝22 V ，所以电阻R 2的电功率为P 2＝U 22R 2＝ W ，选项C 正确；按照法拉第电磁感应定律可知，原、副线圈铁芯中磁通量的转变率之比为1∶1，选项D 错误．8．BC [解析] 当S 接通后，变压器的输出电压不变，副线圈负载电阻减小，引发总电流增大，因此输电线的等效电阻两头的电压增大，灯泡L 1两头的电压减小，通过灯泡L 1的电流减小，选项A 错误，选项B 、C 正确；S 接通后，变压器输出功率增大，输入功率增大，原线圈中的电流增大，选项D 错误．9．BC [解析] 按照图乙可知，副线圈输出电压瞬时值的表达式为u ＝44 2cos 100πt(V )，故选项B 正确；其峰值为U 2m ＝44 2 V ，按照理想变压器输入、输出电压与原、副线圈匝数的关系可知，原线圈输入电压的峰值为U 1m ＝220 2 V ，其有效值为U 1＝220 V ，故选项A 错误；R 处出现火情时，温度升高，R 的阻值减小，副线圈上的总电阻减小，按照闭合电路的欧姆定律可知，副线圈中的总电流增大，故原线圈中的电流增大，选项C 正确；由焦耳定律可知，R 0的电功率增大，故选项D 错误．10．AB [解析] 由T 2的副线圈的输出电压的表达式可知，副线圈的输出电压的有效值为220 V ，电流的有效值为I ＝22011 A ＝20 A ，选项A 正确；通过输电线的电流I′ ＝204A ＝5 A ，所以升压变压器的输入功率为P ＝I′2R ＋I 2R 0＝52×10 W ＋202×11 W ＝4650 W ，选项B 正确；发电机中的交变电流的频率与T 2的输出电压的频率相同，也为50 Hz ，选项C 错误；当用电器的电阻R 0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，选项D 错误．11．观点析 [解析] (1)变压器A 处的线圈因双股绕制，正向电流与反向电流产生的磁场彼此抵消，多开灯、少开灯都如此，所以B 处的线圈中无感应电流，保安器的控制开关J 不工作，不会自动切断电源；(2)当人“手—地”触电时，相线中的电流有一部份直接通过人体流入大地，不从A 处的线圈中回流，保安器铁芯中的磁通量发生转变，B 处的线圈有电流输出，保安器开关J 工作，自动切断电源；(3)“相线—零线”触电时，与多开几盏电灯的情况相似，A 处的线圈中正、反向电流老是相等，不会引发磁通量的转变，保安器不能自动切断电源，不起保安作用．12．(1)转子不是在匀强磁场中转动或手摇动发电机的转速不均匀(2)2 s π rad /s[解析] 只有线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电流才是标准的正弦式电流，手摇发电机的磁场是由条形磁铁产生的，所以不是匀强磁场，由于是手摇转动，转速难以保证恒定．屏上每出现一次向上的尖峰，就代表通过了一个周期，2 min 内屏上出现了61个向上的尖峰，表明周期T ＝2×6061－1 s ＝2 s ，大轮的角速度等于小轮的角速度的一半，所以大轮的角速度ω＝2πT ·12＝π rad /s . 13．(1) V (2) W (3)×10－3C[解析] (1)由图像知，线圈中产生的交变电流的周期T ＝×10－2 s ，所以E m ＝nB m Sω＝2πnB m S T ＝ V .(2)电流的最大值I m ＝E m R ＋r ＝0.80 A ，有效值I ＝I m 2＝2 25 A ，小灯泡消耗的电功率P ＝I 2R ＝ W . (3)在0～T 4时间内，电动势的平均值E －＝nS ΔB Δt ，平均电流I －＝E R ＋r ＝nS ΔB （R ＋r ）Δt， 通过小灯泡的电荷量Q ＝I －Δt ＝nS ΔB R ＋r＝×10－3 C . 14．(1) V (2)0.35 A (3)13(4)74 J [解析] (1)E m ＝nBSω＝ V .(2)I ＝E R ＋r ＝E m 2（R ＋r ）＝0.35 A . (3)由 q ＝I －t ＝E －R ＋r t ＝n ΔΦR ＋r 可得q 1q 2＝ΔΦ1ΔΦ2＝1－cos 60°1＋cos 60°＝13. (4)由能量守恒定律得E′＝Q ＝I 2(R ＋r)t ＝74 J .15．观点析[解析] (1)需要安装一台升压变压器和一台降压变压器，输电线路的示用意如图所示．(2)按题意，P 损＝5%P ＝×100×103 W ＝5×103W设输电线路中的电流为I ，P 损＝I 2RI ＝ P 损R ＝ 5×1038A ＝25 A 输送电压U 2＝P I ＝100×10325V ＝4000 V 对升压变压器，n 1n 2＝U 1U 2＝2504000＝116输电线路上损失的电压U 损＝IR ＝25×8 V ＝200 V降压变压器原线圈两头的电压U 3＝U 2－U 损＝(4000－200) V ＝3800 V用户在副线圈两头取得的电压U 4＝220 V所以n 3n 4＝U 3U 4＝3800220＝19011即升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶16，降压变压器原、副线圈的匝数之比为190∶11.。
高中物理 第五章 交变电流单元质量评估 新人教版选修32
第五章交变电流单元质量评估(二)(90分钟100分)一、不定项选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分。
每小题至少一个选项正确)1.(2017·天津高考)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。
设线圈总电阻为2Ω,则( )A.t=0时,线圈平面平行于磁感线B.t=1s时,线圈中的电流改变方向C.t=1.5s时,线圈中的感应电动势最大D.一个周期内,线圈产生的热量为8π2J【解析】选A、D。
t=0时,磁通量为零,线圈平面平行于磁感线,故A正确;每经过一次中性面(线圈平面垂直于磁感线,磁通量有最大值)电流的方向改变一次,t=1 s时磁通量为零,线圈平面平行于磁感线,故B错误;t=1.5 s时,磁通量有最大值,但磁通量的变化率为零(=0),根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零,故C错误;感应电动势最大值E m=NBSω=N·Φm·=4πV,有效值E==2πV,一个周期内线圈产生的热量Q=·T=8π2J,故D正确。
【补偿训练】如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电动势的图象如图,则( )A.交变电流的频率是4πHzB.当t=0时,线圈平面与磁感线平行C.当t=0.5s时,e有最大值D.交流电的周期是0.5 s【解析】选D。
由图象可得交流电的周期是0.5s,则交变电流的频率是2 Hz,故A错、D对;当t=0时,电动势有最小值,故线圈平面与磁感线垂直,B项错;当t=0.125s或t=0.375s时,e有最大值,故C项错。
2.如图甲所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交变电流如图乙所示,设沿abcda方向为电流正方向,则( )A.乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B.乙图中c时刻对应甲图中的C图C.若乙图中d等于0.02s,则1s内电流的方向改变了50次D.若乙图中b等于0.02s,则交流电的频率为50Hz【解析】选A。
统编高中物理人教版选修3-2课后训练：第5章 交变电流 综合检测B Word版含解析
第五章综合检测(B卷)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。
在每题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的不得分)1．(多选)关于交变电流的最大值I max和有效值I之间的关系，以下说法中正确的是()A．正弦式交变电流满足I max＝2IB．电子计算机中的矩形脉冲电流满足I max＝2IC．所有交变电流都满足I max＝2ID．交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，不是所有的交变电流都满足I max ＝2I答案AD解析交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的，只有正弦式交变电流满足I max ＝2I。
故选项A、D正确。
2．[2015·四川高考]小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所示。
矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都是e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A．峰值是e0B．峰值是2e0C．有效值是22Ne0D．有效值是2Ne0答案 D解析 根据题意，小型发电机输出电压的峰值为E m ＝2Ne 0，A 、B 项均错误；对于正弦式交变电流，峰值与有效值E 的关系满足E ＝E m 2，故有效值为2Ne 0，C 项错误，D 项正确。
3．(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1＝20 Ω，R 2＝30 Ω，C 为电容器。
已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则( )A ．交流电的频率为0.02 HzB ．原线圈输入电压的最大值为200 VC ．电阻R 2的电功率约为6.67 WD ．通过R 3的电流始终为零答案 BC解析 由题图乙知副线圈获得的是交变电流，可“通过”电容器C ，所以D 错误；由图乙知T ＝0.02 s ，f ＝1T＝50 Hz ，所以A 错误；通过R 1的电流最大值为1 A ，则R 1两端电压最大值为20 V ，由U 1＝n 1n 2U 2得，原线圈输入电压最大值为200 V ，B 正确；又R 2的电功率P ＝(202)230W ≈6.67 W ，所以C 正确。
2017-2018学年高中物理第五章交变电流综合质量评估新人教版选修3_2
第五章交变电流综合质量评估（二）(90分钟100分)一、不定项选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分。
每小题至少一个选项正确)1.在匀强磁场中有两条平行的金属导轨,磁场方向与导轨平面垂直,导轨上有两条可沿导轨自由移动的导体棒ab、cd,导体棒ab、cd的运动速度分别为v1、v2,如图所示,ab棒上有电流通过,则一定有( )A.v1>v2B.v1<v2C.v1≠v2D.v1=v2【解析】选C。
对于匀强磁场来说,磁通量Φ=BS,根据题中条件,仅当穿过闭合电路中磁场的有效面积S发生变化时才有Φ的变化。
因此应有v1≠v2,这时存在着v1>v2与v1<v2两种可能,所以只有C 正确。
2.(2017·天津高考)如图所示,两根平行金属导轨置于水平面内,导轨之间接有电阻R。
金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。
现使磁感应强度随时间均匀减小,ab始终保持静止,下列说法正确的是( )A.ab中的感应电流方向由b到aB.ab中的感应电流逐渐减小C.ab所受的安培力保持不变D.ab所受的静摩擦力逐渐减小【解析】选D。
金属棒ab、电阻R、导轨构成闭合回路,磁感应强度均匀减小(=k为定值),则闭合回路中的磁通量减小,根据楞次定律,可知回路中产生顺时针方向的感应电流,ab中的电流方向由a到b,故A错误;根据法拉第电磁感应定律,感应电动势E===k·S,回路面积S不变,即感应电动势为定值,根据欧姆定律I=,所以ab中的电流大小不变,故B错误;安培力F=BIL,电流大小不变,磁感应强度减小,则安培力减小,故C错误;金属棒处于静止状态,所受合力为零,对其受力分析,水平方向静摩擦力f与安培力F等大反向,安培力减小,则静摩擦力减小,故D正确。
【补偿训练】如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过。
现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ。
高中物理 第五章 交变电流单元质量评估(含解析)新人教版选修32
【全程复习方略】2014-2015学年高中物理第五章交变电流单元质量评估（含解析）新人教版选修3-2(90分钟100分)一、选择题（本大题共10小题，每小题6分，共60分。
每小题至少一个答案正确）1.下列四幅图是交流电的图像，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是（）2.（多选）矩形线框在匀强磁场内匀速转动的过程中，线框输出的交流电电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（）A.交流电电压的有效值为36VB.交流电电压的最大值为36V，频率为0.25HzC.2s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大D.1s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快3.如图所示，处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直。
在t=0时刻，线圈平面与纸面重合，线圈的cd边离开纸面向外运动。
若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正方向，则能反映线圈感应电流I随时间t变化的图线是（）4.（多选）（2013·武汉高二检测）图甲、图乙分别为两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分。
下列说法正确的是（）A.图甲、图乙均表示交流电B.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=20sin100πt（V）C.图乙所示电压的有效值为20VD.图乙所示电压的有效值为10V5.如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小，此电路的重要作用是（）A.阻高频通低频，输出低频和直流B.阻低频通高频，输出高频电流C.阻交流通直流，输出直流D.阻直流通交流，输出交流6.（2013·烟台高二检测）如图所示，一理想变压器原线圈的匝数n1=1 100匝，副线圈的匝数n2=220匝，交流电源的电压u=220sin（100πt）V，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是（）A.交流电的频率为100HzB.电压表的示数为44VC.电流表A1的示数大于电流表A2的示数D.变压器的输入功率大于输出功率7.（2013·四川高考）用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图像如图所示，则（）A.变压器输入功率约为3.9WB.输出电压的最大值是110VC.变压器原、副线圈匝数比是1∶2D.负载电流的函数表达式i=0.05sin（100πt+）A8.（多选）（2013·深圳高二检测）如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动。
高中物理 第五章 交变电流过关检 (含解析)新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理试题
第五章交变电流(时间:45分钟总分为:100分) 知识点分布表一、选择题(此题共8小题,每一小题6分,共48分。
在每一小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场且位于线圈平面内的固定轴转动。
线圈中的感应电动势e 随时间t的变化关系如下列图。
如下说法中正确的答案是()A.t1时刻穿过线圈的磁通量为零B.t2时刻穿过线圈的磁通量最大C.t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率最大D.每当e变换方向时,穿过线圈的磁通量都为最大解析:由e-t图象可知,在t=0时,线圈中的感应电动势最大,故此时线圈处于如下列图的位置,穿过线圈的磁通量为零,但磁通量变化得最快,即磁通量的变化率最大。
经过,到达t1时刻,线圈由图示位置转过90°,线圈平面与磁场方向垂直(位于中性面),此时穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率等于零,e=0,选项A错误。
再经过,到达t2时刻,线圈平面又平行于磁场方向,Φ=0,但最大,选项B错误。
同理,t3时刻,=0,选项C错误。
每当e变换方向时,e 的瞬时值为零,这时线圈处于中性面,Φ最大,选项D正确。
答案:D2.如下列图,在铁芯P上绕着两个线圈a和b,如此()A.线圈a输入正弦交变电流,线圈b可输出恒定电流B.线圈a输入恒定电流,穿过线圈b的磁通量一定为零C.线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响D.线圈a的磁场变化时,线圈b中一定有电场解析:线圈a输入正弦交变电流,由楞次定律可知线圈b一定输出交流电,选项A错误;线圈a 输入恒定电流,产生恒定磁场,穿过线圈b的磁通量一定不变,但不为零,选项B错误;线圈b 输出的交变电流所产生的交变磁场反过来对线圈a的磁场也有影响,选项C错误;变化的磁场将在周围空间产生电场,选项D正确。
答案:D3.(2014·浙江理综)如下列图为远距离交流输电的简化电路图。
2016-2017学年高中物理第5章交变电流2描述交变电流的物理量学业分层测评新人教版选修3-2
2
2π ＝220 V ，该电压的表达式为 u＝Umsin T t V＝311sin 100π t V，故选项 B、 C 正确， A、 D
错误．
【答案】 BC 2．(2016 ·保定高二检测 ) 如图 5-2-9 所示，图甲、乙分别表示两种电压的波形，下列
则电流表的示数分别为多少？
甲
乙
丙
图 5-2-18
【解析】 电流表的示数为通过 R的电流的有效值．甲图中的 i - t 图象是正弦式曲线，
在前半个周期内，它的有效值与正弦式交变电流的有效值相同，
Im 5 I ＝ ＝ 2 A ，后半个周
22
期不产生热量， 则交流电在一个周期内通过电阻
I 2RT R所产生的热量 Q交＝ 2 . 直流电在一个周
因为是正弦式交变电流，所以电流表读数即有效值
Im I ＝ ＝ 2 A≈1.41 A.
2
(3) P＝I 2R＝ ( 2) 2×9.9 W＝ 19.8 W.
【答案】 (1)20 V (2)1.41 A (3)19.8 W
12．(2016 ·苏州高二检测 ) 先后用如图 5-2-18 甲、乙所示的电流通过丙图中的电阻 R，
A. 2∶ 1
甲
乙
图 5-2-15
B． 2∶1
C． 4∶1
D． 1∶1
【解析】 甲为矩形交变电流，它的大小恒为 I m，方向做周期性变化， 而电流通过电阻 的热功率跟电流的方向无关， 所以矩形交变电流通过电阻 R的热功率 P 甲＝ I 2mR；乙为正弦交
变电流，计算热功率时要用电流的有效值：
I＝
高中物理 第五章 交变电流阶段验收评估 新人教版选修3-2-新人教版高二选修3-2物理试题
第五章 交变电流(时间：50分钟 总分为：100分)一、选择题(此题共8小题，每一小题6分，共48分，第1～5小题中只有一个选项符合题意，第6～8小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．(2015·江苏高考)一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V 交变电流改变为110 V 。
变压器原线圈匝数为800，如此副线圈匝数为( )A ．200B ．400C ．1 600D ．3 200解析：选B 根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系U 1U 2＝n 1n 2，得n 2＝n 1U 2U 1＝800×110220＝400，选项B 正确。
2. (2015·四川高考)小型手摇发电机线圈共N 匝，每匝可简化为矩形线圈abcd ，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO ′，线圈绕OO ′匀速转动，如图1所示。
矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，不计线圈电阻，如此发电机输出电压( )图1A ．峰值是e 0B ．峰值是2e 0C ．有效值是22Ne 0 D ．有效值是2Ne 0解析：选D 因每匝矩形线圈ab 边和cd 边产生的电动势的最大值都是e 0，每匝中ab 和cd 串联，故每匝线圈产生的电动势的最大值为2e 0。
N 匝线圈串联，整个线圈中感应电动势的最大值为2Ne 0，因线圈中产生的是正弦交流电，如此发电机输出电压的有效值E ＝2Ne 0，应当选项D 正确。
3．以下说法正确的答案是( ) 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最大值的12C．如果交变电流接在电阻R上产生的热量为Q，那么该交变电流的有效值为Q RD．以上说法均不正确解析：选D 有效值是根据电流的热效应来定义的，平均值并不是有效值，例如线圈在匀强磁场中转动一圈，其平均电动势为零，故A错。
在正弦式交变电流中，其有效值为最大值的12，对于其他交变电流并不一定满足此关系，故B错。
学年高中物理 第五章 交变电流水平测试 新人教版选修
第五章交变电流水平测试本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本大题共10小题，每题4分，共40分。
在第1～6 题给出的四个选项中，只有一个选项正确；在第7～10题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
)1.以下列图，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsinωt的图是()答案A剖析线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，且从中性面开始计时，产生的电动势e＝BSωsinωt，由此判断，只有A选项吻合。
2.测电笔中的氖管启辉电压为86.6 V，把它接到有效值电压为70.7 V、频率为50 Hz的余弦交流电源上，则氖管()A.不能够发光B.能发光，每秒发光50次C.能发光，每秒发光100次D.能发光，每秒发光200次答案C剖析交变电流电压的最大值为2×70.7 V≈100 V，大于启辉电压86.6 V，故能发光，一个周期内发光两次，每秒发光100次。
3.以下列图，电路中有四个完好相同的灯泡，额定电压均为U，额定功率均为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1：n2和电源电压U1分别为()A．1∶22U B．1∶24UC.2∶14U D．2∶12U答案C剖析设灯泡正常发光时，额定电流为I0。
由题图可知，原线圈中电流I原＝I0，副线圈中两灯并联，副线圈中电流I副＝2I0，U副＝U，依照理想变压器的基本规律：I原n1＝I副n2得n1∶n2＝2∶1；U原U副＝n1n2得U原＝2U，因此U1＝4U。
C项正确。
4.频率为50 Hz的交变电流，其电压u＝1202sinωt(V)，把它加在激发电压、熄灭电压均为85 V的霓虹灯的两端，则在半个周期内霓虹灯点亮的时间是()A.150s B.1100s C.1150s D.1200s答案C剖析频率为50 Hz的交变电流，周期T＝0.02 s，电压u＝1202sinωt(V)，最大值U m＝1202(V)，画出一个周期内交流电的u-t图象以下列图，其中阴影部分对应的时间0～t1表示霓虹灯不能够发光的时间，依照对称性，一个周期内霓虹灯不能够发光的时间为4t1，当u＝U0＝85 V时，由上式得t1＝1600s，再由对称性求得半个周期内能发光的时间为：t＝T2－2t1＝1150s，因此C正确。
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第5章交变电流
1．如图所示，一矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，
在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀
速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为( )
A．0.5Bl1l2ωsin ωt B．0.5Bl1l2ωcos ωt
C．Bl1l2ωsin ωt D．Bl1l2ωcos ωt
解析：线圈从图示位置开始转动，电动势瞬时值表达式为e＝E m cos ωt，由题意，E m ＝BSω＝Bl1l2ω，所以e＝Bl1l2ωcos ωt.
答案： D
2.如图所示，L为一根无限长的通电直导线，M为一金属环，L通过M
的圆心并与M所在的平面垂直，且通以向上的电流I，则( )
A．当L中的电流发生变化时，环中有感应电流
B．当M左右平移时，环中有感应电流
C．当M保持水平，在竖直方向上下移动时环中有感应电流
D．只要L与M保持垂直，则以上几种情况，环中均无感应电流
解析：图中金属环所在平面与磁感线平行，穿过金属环的磁通量为零．无论I变化，还是M上下移动或左右平移，金属环所在平面一直保持与磁感线平行，磁通量一直为零，不产生感应电流，D正确．
答案： D
3.如图所示，两个相同的铝环套在一根光滑杆上，将一条形磁铁向
左插入铝环的过程中，两环的运动情况是( )
A．同时向左运动，间距增大B．同时向左运动，间距不变
C．同时向左运动，间距变小D．同时向右运动，间距增大
解析：两环中产生的感应电流的磁场阻碍磁铁的相对运动，故两环均向左运动，又由于左环中感应电流比右环小，且磁铁在左环处的磁感应强度更小一些，所以右环比左环向左运动的快一些，故两环的间距变小，应选C.
答案： C
4.如图所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，
线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验
完毕后，将电路拆去时应( )
A．先断开开关S1B．先断开开关S2
C．先拆去电流表D．先拆去电阻R
解析：当S1、S2闭合稳定时，线圈中的电流由a→b，电压表V右端为“＋”极，左端为“－”极，指针正向偏转，先断开S1或先拆去电流表A或先拆去电阻R的瞬间，线圈
中产生的自感电动势相当于瞬间电源，其a 端相当于电源的负极，b 端相当于电源的正极，此时电压表V 上加了一个反向电压，使指针反偏，若反偏电压过大，会烧坏电压表V ，故应先断开S 2.故选B 项．
答案： B
5．如图所示，理想变压器原线圈输入交变电流i ＝I
m sin ωt ，副
线圈接有一电流表和负载，电流表的示数为0.1 A ．在t ＝14
T (T 为交变电流的周期)时，原线圈中的电流瞬时值为0.03 A ，由此可知该变压器
的原副线圈的匝数比为( )
A ．10∶3
B ．3∶10 2
C ．102∶3
D ．3∶10
解析： 电流表示数为0.1 A ，即副线圈中电流有效值I 2＝0.1 A ．将t ＝14
T ，i ＝0.03 A 代入i ＝I m sin ωt 可得I m ＝0.03 A ．所以原线圈中电流有效值I 1＝I m 2＝31002 A ，所以n 1n 2＝I 2I 1＝1023
，故C 正确．故选C. 答案： C
6．一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图所示．由
图可知( )
A ．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u ＝100 sin 25t V
B ．该交变电流的频率为25 Hz
C ．该交变电流的电压的有效值为100 V
D ．若将该交流电压加在阻值为R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W 解析： 从图中可知，交变电流周期T ＝4×10－2 s ，峰值电压U m ＝100 V ，故交变电流
的频率f ＝1T ＝25 Hz ，有效值U ＝U m 2
＝50 2 V ．加在R ＝100 Ω的电阻上时的热功率P ＝U 2R ＝50 W ，瞬时值表达式u ＝U m sin 2πT
t ＝100 sin 50πt (V)，故正确选项为BD. 答案： BD
7．如图所示，图中两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离
为l ，磁场方向垂直纸面向里．abcd 是位于纸面内的梯形线圈，ad 与bc
间的距离也为l .t ＝0时刻，bc 边与磁场区域边界重合(如图)．现令线圈
以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域．取沿
a →
b →
c →
d →a 方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，
感应电流I随时间t变化的图线可能是 ( )
解析：
答案： B
8．如图所示，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上．今将一
金属线框abcd放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，且两者彼此绝
缘．当导线中的电流I突然增大时，线框整体的受力情况为( )
A．受力向右B．受力向左
C．受力向上D．受力为零
解析：首先判断出由于电流I增大使得穿过回路abcd的磁通量Φ是增大还是减小．由于线框位置偏向导线左边，使跨在导线左边的线圈面积大于右边面积，线圈左边部分磁感线穿出，右边部分磁感线穿入，整个线框中的合磁通量是穿出的，并且随电流增大而增大．再用“阻碍磁通量变化”来考虑线框受磁场力而将要发生运动的方向．显然线框只有向右发生运动，才与阻碍合磁通量增加相符合，因此线框受的合磁场力应向右，故正确答案为A.
答案： A
9.如图所示，由导体棒ab和矩形线框cdef组成的“10”图案在
匀强磁场中一起向右匀速平动，匀强磁场的方向垂直线框平面向里，
磁感应强度B随时间均匀增大，则下列说法正确的是( )
A．导体棒的a端电势比b端电势高，电势差U ab在逐渐增大
B．导体棒的a端电势比b端电势低，电势差U ab在逐渐增大
C．线框cdef中有顺时针方向的电流，电流大小在逐渐增大
D．线框cdef中有逆时针方向的电流，电流大小在逐渐增大
解析：本题考查电磁感应现象和楞次定律．对导体棒ab由右手定则可判断a端电势高，由E＝Blv可知，因为磁感应强度均匀增大，所以U ab变大，故选项A对，B错；对矩形线框cdef，由楞次定律可判断，感应电流的方向为逆时针方向，但由于磁感应强度是均匀增大，所以感应电流是恒定的，不会增大，所以选项C、D都不对．难度中等．答案： A
10．一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，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )
A ．电压表的示数为220 V
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484 W
D ．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J
解析： 电动势的有效值为E ＝2202
2 V ＝220 V ，所以电流的有效值I ＝E
R ＋r ＝
22095.0＋5.0
A ＝2.2 A ，所以电压表的示数为U ＝IR ＝2.2×95.0 V＝209 V ，选项A 错；交变电流的频率为f ＝1T
＝50 Hz ，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项B 错；灯泡实际消耗功率为P 灯＝I 2R ＝2.22
×95.0 W＝459.8 W ，故选项C 错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q ＝I 2rt ＝2.22×5.0×1 J＝24.2 J ，选项D 正确．
答案： D
11．如图所示，质量m 1＝0.1 kg ，电阻R 1＝0.3 Ω，长度l ＝
0.4 m 的导体棒ab 横放在U 型金属框架上．框架质量m 2＝0.2 kg ，
放在绝缘水平面上，与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，相距0.4 m
的MM ′、NN ′相互平行，电阻不计且足够长．电阻R 2＝0.1 Ω 的MN 垂直于MM ′.整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.5 T ．垂直于ab 施加F ＝2 N 的水平恒力，ab 从静止开始无摩擦地运动，始终与MM ′、NN ′保持良好接触，当ab 运动到某处时，框架开始运动．设框架与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10 m/s 2.求框架开始运动时ab 速度v 的大小；
解析： ab 对框架的压力F 1＝m 1g
框架受水平面的支持力F N ＝m 2g ＋F 1
依题意，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则框架受到的最大静摩擦力为F 2＝μF N ab 中的感应电动势E ＝Blv
MN 中电流I ＝E R 1＋R 2
MN 受到的安培力F 安＝IlB
框架开始运动时F 安＝F 2
由上面各式代入数据解得v ＝6 m/s.
答案： 6 m/s
12.如图所示，正方形闭合线圈边长为0.2 m ，质量为0.1 kg ，电
阻为0.1 Ω，在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4 kg ，匀强磁场磁感应强度为0.5 T ，不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动．(g 取10 m/s 2)
(1)求线圈匀速上升的速度．
(2)在线圈匀速进入磁场的过程中，砝码对线圈做了多少功？
(3)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热？
解析： (1)设绳子的拉力为F
对砝码：F ＝mg sin 30°＝2 N.
对线框：F ＝m 2g ＋B 2l 2
v R
代入数据得：v ＝10 m/s.
(2)W ＝Fl ＝2×0.2 J＝0.4 J.
(3)由能量转化守恒定律得：
Q ＝W －m 2gl ＝0.4 J －0.1×10×0.2 J＝0.2 J.
答案： (1)10 m/s (2)0.4 J (3)0.2 J。