第五章 《交变电流》试卷
人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》单元检测题(解析版)
《交变电流》单元检测题一、单选题1.如图所示,理想变压器原线圈输入电压u=U m sinωt,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器.和是理想交流电流表,示数分别用I和I2表示.下列说法正确的1是( )A.I1和I2表示电流的瞬时值B.U1和U2表示电压的最大值C.滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大D.滑片P向下滑动过程中,U2变小、I1变小2.正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接,R=10 Ω,交流电压表的示数是10 V.图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象.则( )A.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos(100πt) AB.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos(50πt) AC.R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=5cos(100πt) VD.R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=5cos(50πt) V3.某交变电压为u=8sin(157t) V,则( )A.用此交变电流作打点计时器的电源时,打点周期为0.02 sB.此交变电流可作为电磁打点计时器的工作电源C.把额定电压为8 V的小灯泡接在此电源上,小灯泡正常发光D.把击穿电压为6 V的电容器接在此电源上,电容器正常工作4.用220 V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3.9 WB.输出电压的最大值是110 VC.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+) A5.如图所示,上图是远距离输电线路的示意图,下图是发电机输出电压随时间变化的图象,则( )A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小6.某研究小组的同学利用铜芯电缆线和灵敏电流计做摇绳发电的探究实验.如图所示,他们将电缆线和灵敏电流计连成闭合回路,在操场上由两位同学手摇导线,其他同学观察灵敏电流计的指针变化.在下列说法中,你认为正确的研究结果应符合( )A.摇动绳子时,流过灵敏电流计的电流是大小变化的直流电B.摇动绳子时,灵敏电流计中电流的大小与两同学的站立方位无关C.仅增加绳子的长度,灵敏电流计中的电流的最大值增大D.仅增加摇绳的频率,灵敏电流计中的电流的最大值不变7.如图所示,甲中有两条不平行轨道而乙中的两条轨道是平行的,其余物理条件都相同.金属棒MN都正在轨道上向右匀速平动,在棒运动的过程中,将观察到( )A. L1,L2都不发光B. L1发光且亮度不变,L2不发光C. L2发光且亮度不变,L1不发光D. L1、L2小电珠都发光,且L1逐渐变亮L2亮度不变8.如图甲所示为电热毯的电路图,电热丝接到u=220sin 100πt V的电源上,电热毯被加热到一定温度后,通过装置P使输入电压变为如图乙所示波形,从而进入保温状态.若电热丝的电阻保持不变,则此时交流电压表的读数是( )A. 110 V B. 156 V C. 220 V D. 311 V9.输电线路的最大输电功率与输送电压的高低有关联,具体数据如下表:其中特高压输电是指输电电压为1000 kV及以上的输电方式.由表中数据可以看出,当输送功率较大时,若输电电压较低则需要多组输电线路同时输送才可能完成.现欲将4400 MW电功率输送相同距离,则用500 kV电压输电和1 000 kV电压输电,损失的电功率之比约为(若两种线路电缆材料相同,横截面积之比为1∶6)() A.24∶5 B.24∶1 C.5∶3 D.2∶110.某用电器离供电电源的距离为l,线路上的电流为I,若要求线路上的电压降不超过U,已知输电导线的电阻率为ρ,那么,该输电导线的横截面积最小值是( ) A. B. C. D.11.交变电流通过一段长直导线时,电流为I,如果把这根长直导线绕成线圈,再接入原电路,通过线圈的电流为I′,则( )A.I′>I B.I′<I C.I′=I D.无法比较12.一正弦交流电的电流随时间变化规律图象如图所示,由图可知( )A.用电流表测该电流其示数为14.1 AB.该交流电流的频率为100 HzC.该交流电流通过10 Ω电阻时,电阻消耗的电功率为1 000 WD.该交流电流瞬时值表达式为i=10sin 628t(A)二、多选题13 如图所示,某电子电路的输入端输入电流既有直流成分,又有交流低频成分和交流高频成分.若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级,那么关于该电路中各器件的作用,下列说法中正确的有( )A.L在此的功能为通直流,阻交流,叫高频扼流圈B.C1在此的功能为通交流,隔直流,叫隔直电容C.C2在此的功能为通高频、阻低频,叫做高频旁路电容D.上述说法都不对14 电阻为1 Ω的单匝矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴,在匀强磁场中匀速转动,产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示,现把交变电流加在电阻为9 Ω的电热丝上,下列判断正确的是( )A.线圈转动的角速度为100 rad/sB.在0~0.005 s时间内,通过电阻的电荷量为 CC.电热丝两端的电压为180 VD.电热丝的发热功率为1 800 W15 下列各个量,其中所指为有效值的是( )A.交流电压表的示数B.保险丝的熔断电流C.电容器的击穿电压D.家庭用的220 V交流电压16. 一台理想变压器,开始时开关S接1,此时原、副线圈的匝数比是11:1,原线圈接入电压为220 V的正弦交流电.一只理想二级管和一个滑动变阻器串联接在副线圈上,如图所示.则下列判断正确的是( )A.原、副线圈中的功率之比为11:1B.若滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω,则1 min内滑动变阻器产生的热量为 1 200 JC.若只将S从1拨到2,电流表示数减小D.若只将滑动变阻器的滑片向下滑动,则两电表示数均减少17. 如图所示,闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,沿着OO′方向观察,线圈沿顺时针方向转动.已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为n,ab边的边长为L1,ad边的边长为L2,线圈电阻为R,转动的角速度为ω,则当线圈转至图示位置时( )A.线圈中感应电流的方向为abcdaB.线圈中的感应电动势为2nBL2ωC.穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大D.线圈ad边所受安培力的大小为,方向垂直纸面向里二、计算题18.在如图甲所示区域(图中直角坐标系Oxy的一、三象限)内有匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小为B,半径为l,圆心角为60°的扇形导线框OPQ以角速度ω绕O点在纸面内沿逆时针方向匀速转动,导线框回路电阻为R.(1)求线框中感应电流的最大值I0和交变感应电流的频率f;(2)在图乙中画出线框在一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象(规定与图中线框的位置相应的时刻为t=0)19.曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图a为其结构示意图.图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc边中点,与ab边平行,它的一端有一半径R=1.0 cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触.当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线框在磁极间转动.设线框由N =800匝导线圈组成,每匝线圈的面积S=20 cm2,磁极间的磁场可视作匀强磁场,磁感应强度B=0.010 T,自行车车轮的半径R1=35 cm,小齿轮的半径R2=4.0 cm,大齿轮的半径R3=10.0 cm(见图b).现从静止开始使大齿轮加速转动,问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U=3.2 V?(假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动)20.三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦.(1)若输出的电压为20万伏,则输电线上的电流为多少?(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧,则输电线上损失的功率为多少?它占输出功率的几分之几?(3)若将电压升高至50万伏,输电线上的电流为多少?输电线上损失的功率又为多少?它占输出功率的几分之几?答案解析1.【答案】C【解析】交流电表测量的是交变电流、电压的有效值,故A、B错误;由于理想变压器的输出电压U2=U1,与负载无关,即滑片P下滑时U2不变,故D错误;由I1U1=知R减小时I1变大,故C正确.2.【答案】A【解析】由题图可知:u=U m cosωt,ω==100π,而交流电压表的示数是有效值,故U m=10V,uR=10cos(100πt) V.据欧姆定律iR==cos(100πt) A.3.【答案】B【解析】根据u=8sin(157t) V可知=157 rad/s,解得周期T=0.04 s,选项A 错误;电磁打点计时器所接交流电源的频率不一定是50 Hz,若用该交变电流作为电源,则打点时间间隔为0.04 s,选项B正确;额定电压8 V指的是有效值,选项C错误;电容器击穿电压为6 V,比最大值8 V要小,因此该电容器不能正常工作,选项D错误.4.【答案】A【解析】由题图知,负载电流I2=A,变压器的输出功率P2=I2U2=×110 W≈3.9 W,输入功率P1=P2=3.9 W,A正确;输出电压的最大值为U2m=110V,B 错误;变压器原、副线圈的匝数比是==2∶1,C错误;由题图知,负载电流的函数表达式i=0.05sin 100πt(A),D错误.5.【答案】D【解析】从图乙得到交流电的频率是50 Hz,变压器在输电过程中不改变交流电的频率,A错误;从图乙得到发电机输出电压的最大值是500 V,所以有效值为250V,B 错误;输电线的电流是由降压变压器的负载电阻和输出电压决定的,C错误;由于变压器的输出电压不变,当用户用电器的总电阻增大时,输出电流减小,根据电流与匝数成反比的关系可知,输电线上的电流减小,由P线=I R线可知,输电线上损失的功率减小,D正确.6.【答案】C【解析】摇动绳子时,流过灵敏电流计的电流是交流电,且两同学的站立方位、绳子的长度、摇绳的频率等因素均会影响绳中的电流大小,C对.7.【答案】B【解析】题图乙中,导体棒匀速运动,根据公式E=BLv可得,产生的感应电动势是恒定的,而变压器是利用电磁感应原理工作的,所以恒定电流对变压器不起作用,故L2不发光,题图甲中,导体棒的有效切割长度在增大,故根据公式E=BLv可得产生的感发光,应电动势在增大,所以左边部分线圈中的磁通量变化,故产生感应电流,所以L1由于产生的感应电动势是均匀变化的,所以感应电流是恒定不变的,故B正确.8.【答案】B【解析】在一个周期内,仅有半个周期的时间是有电压的,而作用在某一电阻上时,产生的电热:Q=,U=V=220 V;设该电源的电压有效值为U′,则有=,所以U′=V≈156 V.9.【答案】A【解析】根据电阻定律,R=ρ,电阻与横截面积成反比,所以电阻之比为6∶1输送功率P=UI,根据表中数据可知,输送电流之比为2∶5,用500 kV的电压输电,最大功率为881 MW,损失功率P=I2r,则损失的电功率之比约为=.10.【答案】B【解析】输电线的电阻r=ρ,输电线上电压损失U=Ir=Iρ,所以S=,故选B.11.【答案】B【解析】长直导线的自感系数很小,感抗可忽略不计,其对交变电流的阻碍作用可以看作是纯电阻,流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用.当导线绕成线圈后,电阻值未变,但自感系数增大,对交变电流不但有电阻,而且有感抗,阻碍作用增大,电流减小.12.【答案】C【解析】电表测量的是有效值,故I==10 A,故A错误;由图可知T=0.02 s,故频率为f==50 Hz,故B错误;消耗的功率为P=I2R=102×10 W=1 000 W,故C正确;角速度为ω==100π rad/s该交流电流瞬时值表达式为i=10sin 100πt(A),故D错误.13.【答案】BC【解析】电感线圈L的作用就是通直流阻交流,C1的作用只能让交流通过,C2的作用就是将高频部分旁路;故B、C正确.14.【答案】BD【解析】由题图可知T=0.02 s,ω==100π rad/s,A错误.在0~0.005 s 内,由U m=nBSω得BS=Wb,q===C,B正确.电热丝两端电压U=·V=90V,C错误.电热丝的发热功率P=I2R==W=1 800 W,D 正确.15.【答案】ABD【解析】交流电压表、熔断电流、家用交流电都是指的有效值.16.【答案】BC【解析】原、副线圈中的功率之比为1:1;变压器次级电压为U2=U1=20 V,因为次级接的二极管有单向导电性,若滑动变阻器接入电路的阻值为10 Ω,则 1 min内滑动变阻器产生的热量为Q=·t=××60 J=1 200 J;若只将S从1拨到2,则n1变大,U2减小,I2减小,则I1减小,即电流表示数减小;若只将滑动变阻器的滑片向下滑动,则R变大,电压表读数是不变的,所以次级电流减小,初级电流也减小,即只有电流表示数减少.选项B、C正确.17.【答案】AC【解析】当线圈转至图示位置时由楞次定律可判断出线圈中感应电流的方向为abcda,线圈中的感应电动势为nBL1L2ω,图示位置时穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大,选项A、C正确,选项B错误;线圈ad边所受安培力的大小为,方向垂直纸面向里,选项D错误.18.【答案】(1)I0=WBl2f=(3)见解析【解析】(1)设在从图中位置开始(t=0)转过60°的过程中,经Δt,转角Δθ=ωΔt,回路的磁通量为ΔΦ=Δθl2B.由法拉第电磁感应定律,感应电动势为E=,由于匀速转动,这就是最大的感应电动势由欧姆定律可求得I0=ωBl2,前半圈和后半圈I(t)相同,故感应电流频率等于旋转频率的2倍,f=.(2)由题可知当线框开始转动过程中,有感应电流产生,全部进入时,无感应电流,故当线框全部进入磁场接着再旋转过程中无电流,然后出磁场时,又有感应电流产生,故图线如图所示:19.【答案】ω=·【解析】当自行车车轮转动时,通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动,线框中产生一正弦交流电动势,其最大值εm =ωBSN式中ω为线框转动的角速度,即摩擦小轮转动的角速度.发电机两端电压的有效值U=εm设自行车车轮转动的角速度为ω1,由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动,有R1ω1=R0ω0小齿轮转动的角速度与自行车车轮转动的角速度相同,也为ω1.设大齿轮转动的角速度为ω,有R3ω=R2ω1由以上各式解得ω=·代入数据得ω=3.2 rad/s.20.【答案】(1)2 500 A (2)1.25×108W(3)1 000 A 2×107W【解析】(1)由P=UI得I===2 500 A.(2)输电线上损失的功率ΔP=I2·2r=2 5002×2×10 W=1.25×108W 损失功率与输出功率之比为==.(3)将电压升高至50万伏时,I′===1 000 A输电线上损失的功率ΔP′=I′2·2r=1 0002×2×10 W=2×107W 损失功率与输出功率之比为==.。
高二物理选修32第五章:交变电流单元测试题
交变电流单元测试题一、选择题(每题 6 分)1.有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220 V ”的字样,这“220 V”是指()A .交流电电压的瞬市价B.交流电电压的最大值C.交流电电压的平均值D.交流电电压的有效值2.图 6-1 中矩形线圈 abcd 在匀强磁场中以ad 边为轴匀速转动,产生的电动势瞬市价为 e = 5sin20t V,则以下判断正确的选项是()A .此交流电的频率为10/πHzB.当线圈平面与中性面重合时,线圈中的感觉电动势为5VC.当线圈平面与中性面垂直时,线圈中的感觉电流为0D.线圈转动一周,感觉电流的方向改变一次3.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈中产生的电动势为e=εm sin ωt.若将线圈的转速加倍,其他条件不变,则产生的电动势为()A .εm sin2ωt B.2εm sinωtC.2εm sin t D.2εm sin2ωt24.理想变压器正常工作时,原线圈一侧与副线圈一侧保持不变的物理量是()A .频率B.电压C.电流D.电功率5.理想变压器正常工作时,若增加接在副线圈两端的负载,则()A .副线圈中电流增大B.副线圈输出的电功率增大C.原线圈中电流减小D.原线圈输入的电功率减小6.一交流电流的图象如图 6-2 所示,由图可知()—102图 6-2A .用电流表测该电流其示数为10 AB.该交流电流的频率为100 HzC.该交流电流即市价表达式为i=10 2 sin628t AD.该交流电流经过10Ω电阻时,电阻耗资的电功率为1000 W7.如图 6-3 中变压器原线圈接交流高压,降压后经过输电线给用电器供电,当开关 S 断开时图中两电表示数电压U 和电流 I 变化为()A 、均变大;B、U 变大, I 变小;图 6-3C、均变小;D、U 变小, I 变大;8、如图 6-4所示,理想变压器原线圈匝数为n1,两个副线圈匝数分别为n2和 n3,且 n1:n2:n3=4:2:1,输入电压 U1=16V,R1=R2=10Ω,则输入的电流 I1大小是()A 、0.4A B、0.1A C、0.5A D、以上答案都不对9.如图 6-5所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动,已知线圈在转动中产生的感觉电动势最大值为E m,转动的角速度为ω。
第5章 交变电流 交变电流练习(含答案 )
批扯州址走市抄坝学校1、交变电流练习高二物理组 2021/03/03 1.甲、乙两电路中电流与时间关系如图1,属于交变电流的是〔〕A.甲乙都是B.甲是乙不是C.乙是甲不是 D.甲乙都不是2.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图2,那么在时刻〔〕A.t1,t3线圈通过中性面B.t2,t4线圈中磁通量最大C.t1,t3线圈中磁通量变化率最大D.t2,t4线圈平面与中性面垂直3.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,以下说法中正确的选项是〔〕A.线圈平面每经过中性面一次,感电流方向就改变一次,感电动势方向不变B.线圈每转动一周,感电流方向就改变一次C.线圈平面每经过中性面一次,感电动势和感电流的方向都要改变一次D.线圈转动一周,感电动势和感电流方向都要改变一次4.正弦交变电动势的最小值出现在〔〕A.线圈经过中性面时B.穿过线圈的磁通量为零时C.穿过线圈的磁通量变化最快时D.线圈边框的速度与磁感线垂直时5.如下图,闭合的圆形线圈绕OO′轴匀速旋转到中性面位置时〔〕A .穿过线圈的磁通量变化率为零B .线圈中感电动势为零C .线圈中感电流达最大值D .线圈所受的磁力矩达最大值6.一正弦交流电的电动势e =220sin100πtV ,假设将它加在阻值为100Ω的电阻两端〔电源内阻不计〕,那么以下说法正确的选项是〔 〕 A .电流的瞬时值为i =sin100πtA B .电流的最大值为2.2A C .流过电阻的电流是恒的D .流过电阻的电流是变化的,但不按正弦规律变化7.如下图的100匝矩形线框绕OO ′轴匀速转动,角速度为100πrad/s ,线圈面积为0.1m 2,磁感强度B =1T ,从线圈经过中性面计时,试求:〔1〕写出电动势的瞬时表达式及t=1/300s 时的电动势;〔2〕当线圈平面跟B 的夹角为60°时,线圈产生的电动势的瞬时值。
〔3〕线圈转过60°,180°的过程中,电动势的平均值各是多少? 〔4〕磁通量变化率的最大值是多少?8、 如下图,匀强磁场磁感强度B =0.5 T,匝数为 n = 50 匝的矩形线圈,绕垂直于匀强磁场的转轴OO ′匀速转动,每匝线圈长为L = 25 cm,宽为d = 20 cm.线圈每分钟转动 1500 rad,在匀速转动过程中,从线圈平面经过图示位置时开始计时.〔1〕写出交流感电动势e 的瞬时值表达式;〔2〕假设每匝线圈本身电阻 r =0.02Ω,外接一阻值为 13Ω的用电器, 使线圈与外电路组成闭合电路,写出交流感电流i 的瞬时值表达式;O ′O′Ocd baB〔3〕假设从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时,感电动势e′和感电流i′的瞬时表达式如何?〔4〕画出〔1〕〔2〕中的e-t、i-t图象.答案:1、B2、AD3、C4、A5、AB6、AB7、〔1〕e=310sin100πtV,e =270v(2) e=1570v(3)1500v,2000v(4)3Wb8、(1) e=6πcos50πt v(2) i=14πcos50πt A(3) e=6πsin50πt VI=14sin50πt A。
人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》检测题(包含答案)
人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》检测题(包含答案)1 / 9《交变电流》检测题一、单选题1.矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图甲所示.灯泡标有“36 V 40 W ”的字样且阻值可以视作不变,变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1,线框产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示.则下列说法正确的是( )A .图乙电动势的瞬时值表达式为e =36 sin (πt)VB .变压器副线圈中的电流方向每秒改变50次C .灯泡L 恰好正常发光D .理想变压器输入功率为20 W2.如图甲所示为一台小型发电机构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示.发电机线圈内阻为1Ω,外接灯泡的电阻为9Ω恒定不变,则下列说法中正确的为( )A .电压表的示数为6 VB .发电机的输出功率为4 WC .在1.0×10-2 s 时刻,穿过线圈的磁通量最大D .在1.0×10-2 s 时刻,穿过线圈的磁通量变化率最大3.在如图所示的铁芯上绕有4个线圈,匝数之比为n 1∶n 2∶n 3∶n 4=1∶1∶2∶1,今在线圈1两端接正弦交流电源,下列判断正确的是()A.U1=U2=12U3=U4 B.U1=U2=12U3,U4=0C.U1=U2+U3+U4 D.以上均不对4.从发电站输出的功率为220 kW,输电线的总电阻为0.05 Ω,用110 V和11 kV 两种电压输电。
两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为( )A.100∶1B.1∶100C.1∶10D.10∶15.如图甲所示,一理想变压器给一个小灯泡供电.当原线圈输入如图乙所示的交变电压时,额定功率10 W的小灯泡恰好正常发光,已知灯泡的电阻为40 Ω,图中电压表为理想电表,下列说法正确的是( )A.电压表的示数为220 VB.变压器原、副线圈的匝数比为11∶1C.变压器的输入功率为110 WD.副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=sin πt(V)6.如图甲所示,为理想变压器原线圈的中心抽头,电流表为理想交流电表,在原线圈两端加上如图乙所示的交变电压,则下列说法正确的是人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》检测题(包含答案)3 / 9A.原线圈输入电压瞬时值的表达式为50()t V μπ=B .仅将滑动变阻器的滑片向上移,灯泡L 将变暗C .仅将单刀双掷开关由a 扳到b ,电流表的示数变大D .仅将单刀双掷开关由a 扳到b ,变压器的输入功率变小7.一理想变压器的原副线圈的匝数比为 4:1,在副线圈的回路中接有伏特表和阻值 R =1Ω 的定值电阻,如图(a)所示.原线圈一侧接在如图(b)所示的交流电上,交流电的前半个周期为正 弦交流电后半个周期为恒定电流.伏特表的示数为AB .2VC .4VD .8V8.如图所示,甲、乙是规格相同的灯泡,接线柱a 、b 接电压为U 的直流电源时,无论电源的正极与哪一个接线柱相连,甲灯均能正常发光,乙灯完全不亮.当a 、b 接电压有效值为U 的交流电源时,甲灯发出微弱的光,乙灯能正常发光,则下列判断正确的是( )A .x 是电容器, y 是电感线圈B .x 是电感线圈, y 是电容器C .x 是二极管, y 是电容器D .x 是电感线圈, y 是二极管9.手摇式发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时,其磁通量随时间按如图所示的正弦规律变化。
人教版 高二物理 选修3-2 第五章 交变电流测试试题 (含答案)
交变电流单元测试题一、不定项选择题(每小题有1个或多个选项符合题意,每小题4分,共40分)1、一交流电流的图象如图所示,由图可知( )A .该交流电流即时值表达式为i =102sin628t AB .该交流电流的频率为50 HzC .该交流电流通过10Ω电阻时,电阻消耗的电功率为100WD .用电流表测该电流其示数为102 A2、下列关于交流电的几种说法正确的是( )A 、电气设备上所标的电压电流值是最大值B 、交流电压表和交流电流表测得的是瞬时值C 、跟交流电有相同热效应的直流电的值是交流电的有效值D 、跟直流电有相同热效应的交流电的值是交流电的有效值3、交流电源的电压是6V ,它跟电阻R 1、R 2和电容器、伏特表一起连组成电路,如图所示,图中电压表的示数为U 1,为了保证电容器C 不被击穿,电容器C 的耐压值应为U 2,则( )A 、U 1=62VB 、U 2=6VC 、U 1=6VD 、U 2≥62V4、钳形电流表的外形和结构如右图(a )所示。
图(a )中电流表的读数为1.2A 。
右图(b )中用同一电缆线绕了3匝,则( ) A.这种电流表能测直流电流,图(b )的读数为2.4AB.这种电流表能测交流电流,图(b )的读数为0.4AC.这种电流表能测交流电流,图(b )的读数为3.6AD.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图(b )的读数为3.6A5、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 、阻直流通交流,输出交流B 、阻交流通直流,输出直流C 、阻低频通高频,输出高频交流D 、阻高频通低频,输出直流和低频交流6、如图所示,一台理想变压器,要使变压的输入功率增加,可以采取下列哪种方法(其他条件保持不变) ( )A 、增大R 的阻值B 、减小R 的阻值C 、增加副线圈的匝数n 2D 、减小原线圈的匝数n 1图(a ) A 铁芯 图(b )7、一根长直导线中的电流按如图的正弦规律变化,规定电流从左向右为正,在直导线下方有一不闭合的金属框,则相对于b点来说,a点电势最高的时刻是在()A、t 1 时刻B、t2时刻C、t3时刻D、t4时刻8、一交流电的电流随时间变化而变化的图象,此交变电流的有效值为()A、52AB、5AC、3.52D、3.59、一矩形线圈,绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′按顺时针方向旋转.引出线的两端与互相绝缘的半圆铜环连接,两个半圆环分别与固定电刷A、B滑动接触,电刷间接有电阻,如图所示,在线圈转动过程中,通过电阻的电流( )(A)大小和方向都不断变化(B)大小和方向都不变(C)大小不断变化,方向A→R→B(D)大小不断变化,方向从B→R→A10、如图所示,有一理想变压器,原线圈匝数为n1,两个副线圈的匝数分别为n2和n3,原副线圈的电压分别为U1、U2、U3,电流分别为I1、I2、I3,两个副线圈负载电阻的阻值未知,下列结论中,正确的是:( )(A)U1:U2=n1:n2,U2:U3=n2:n3;(B)I1/I3=n3/n1,I1/I2=n2/n1;(C)n1I1=n2I2+n3I3;(D)I1U1=I2U2+I3U3。
人教版高中物理选修3-2 第五章 《交变电流》单元测试卷(含答案解析)
人教版高中物理选修3-2第五章交变电流》单元测试卷一、单选题(本大题共15小题)1.如图所示为一交变电流的图象,则该交变电流的有效值为多大()A. C.2.如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表,下列说法正确的是()A. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,消耗的功率变大B. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大C. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表示数变大D. 若闭合开关S,则电流表示数变大,示数变大3.小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示,此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是()A. 该交流电压瞬时值的表达式B. 该交流电的频率为50HzC. 该交流电的电压的有效值为D. 若将该交流电压加在阻值的电阻两端,则电阻消耗的功率是50W4.线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交流电的图象如图所示,由图可知()A. 在A和C时刻线圈处于中性面位置B. 在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C. 从A时刻起到D时刻,线圈转过的角度为弧度D. 在A和C时刻磁通量变化率的绝对值最大5.如图3所示,灯泡L1接在变压器初级电路中,灯泡L2、L3、L4接在变压器次级电路中.变压器为理想变压器,交变电流电源电压为U,L1、L2、L3、L4都是额定电压为U0的同种型号灯泡,若四个灯泡都能正常发光,则()A. B. C. D.6.一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1,R2和R3的阻值分别为3Ω,1Ω,4Ω,A为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。
当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为()A. 2B. 3C. 4D. 57.如图所示的电路中,理想变压器匝数比n1:n2=1:2,R是规格为“220V、1100W”的用电器,电表均为理想电表.当用电器正常工作时,电压表和电流表的示数分别为()A. 110V、10AB. 110V、C. 440V、D. 440V、10A8.如图1所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示,则()A. 两次时刻线圈平面与中性面垂直B. 曲线a、b对应的线圈转速之比为2:3C. 曲线a表示的交变电动势频率为50HzD. 曲线b表示的交变电动势有效值为9.图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在原线圈两端接入一电压u=U m sinωt的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其它因素的影响,则输电线上损失的电功率为()A. B. C. D.10.如图所示,理想变压器的交流输入电压,有两组副线圈,其中匝与标有“9V,9W”的灯相连,与“6V,12W”的电灯相连,且均能正常发光。
人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》检测题(包含答案)
《交变电流》检测题一、单选题1.如图所示,理想变压器原副线圈匝数之比为10︰1,原线圈两端连接正弦交流电源u=311sin314t(V),副线圈接电阻R,同时接有理想电压表和理想电流表。
下列判断正确的是()A.电压表读数约为31.1VB.若仅将副线圈匝数增加到原来的2倍,则电流表的读数增大到原来的2倍C.若仅将R的阻值增加到原来的2倍,则输入功率也增加到原来的2倍D.若R的阻值和副线圈匝数同时增加到原来的2倍,则输出功率增加到原来的4倍2.一含有理想变压器的电路如图所示,变压器原副线圈匝数比n1∶n2=2∶1,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是4 Ω、2 Ω和3 Ω,U为有效值恒定的正弦交流电源.当开关S断开时,理想电流表的示数为I,当S闭合时,电流表的示数为( )A.23I B.12I C.32I D.2I3.在如图所示的电路中,变压器为理想变压器,原、副线圈的匝数比为1:2,三个定值电阻的阻值相同,其它电阻不计,电压表为理想电表.现在a、b端输入电压恒定的正弦交流电,电键S断开时,电压表的示数为U1,电键S闭合后,电压表的示数为U2,则U1:U2的值为A.5:3 B.3:5 C.3:2 D.2:34.一理想变压器的原副线圈的匝数比为 4:1,在副线圈的回路中接有伏特表和阻值R=1Ω 的定值电阻,如图(a)所示.原线圈一侧接在如图(b)所示的交流电上,交流电的前半个周期为正 弦交流电后半个周期为恒定电流.伏特表的示数为A B .2V C .4V D .8V5.家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分来实现的,由截去部分的多少来调节电压,从而实现灯光的可调,比过去用变压器调压方便且体积较小.某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示,若用多用电表测灯泡两端的电压,多用电表示数为( )A .√24U mB .12U mC .√22U mD .14 U m 6.在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈,绕垂直磁场的轴匀速运动,产生如图甲所示的正弦交流电,把该交流电在图乙中理想变压器的A 、B 两端,电压表和电流表均为理想电表,t R 为热敏电阻(温度升高时其电阻减小),R 为定值电阻。
人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》单元测试卷
[课时23] 第五章《交变电流》单元检测适用年级:高二,所需课时:1课时。
一、选择题1.中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高,农民负担过重.其中客观原因是电网陈旧老化,近来进行农村电网改造,为减少远距离输电的损耗从而降低电费价格,可采取的措施有() A.提高输送功率B.应用超导体材料做输电线C.提高高压输电的电压D.减小输电导线的横截面积2.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是()A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流的方向就改变一次,感应电动势的方向不变B.线圈每转动一周,感应电流的方向改变一次C.线圈平面每经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都改变一次D.线圈每转动一周,感应电动势和感应电流的方向都改变两次3.某交流发电机给灯泡供电,产生正弦式交变电流的图象如图所示,下列说法中正确的是()A.交变电流的频率为0.02HzB.交变电流的瞬时表达式为i=5cos100πt(A)C.在t=0.01s时,穿过交流发电机线圈的磁通量为零D.若发电机线圈电阻为0.4Ω,则其产生的热功率为5W4.如下图所示是一交变电流的i-t图象,则该交变电流的有效值为()A .2303AB .22AC.83A D. 4A 5.如图甲所示电路中,A 1、A 2、A 3为相同的电流表,C 为电容器,电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同,线圈L 的电阻不计.在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示,则在t 1~t 2时间内 ( ) A .电流表的示数比的小 B .电流表的示数比的小 C .电流表和的示数相同 D .电流表的示数都不为零6.如图所示,面积为S 、匝数为N 、电阻为r 的线圈与阻值为R 的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R 的两端.线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中,绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动.设线圈转动到图示位置的时刻t =0.则( )A .在t =0时刻,线圈处于中性面,流过电阻R 的电流为0,电压表的读数也为0B .1秒钟内流过电阻R 的电流方向改变ωπ次C .在电阻R 的两端再并联一只电阻后,电压表的读数将减小D .在电阻R 的两端再并联一只电容较大的电容器后,电压表的读数不变7.如图所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2,输电线的等效电阻为R .开始时,开关S 断开,当S 接通后( )A .副线圈两端从M 、N 的输出电压减小B .副线圈输电线等效电阻R 两端的电压减小C .通过灯泡L 1 的电流减小D .原线圈中的电流减小8.如图所示,电路中有四个完全相同的灯泡,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n 1:n 2和电源电压U 1分别为( ) A .1:2 2U B .1:2 4U C .2:1 4U D .2:1 2U9.如图所示,L 1、L 2是高压输电线,图中两电表示数分别是220V 和10A ,已知图甲中原、副线圈匝数比为100:1,图乙中原、副线圈匝数比为1:10,则()A.图甲中的电表是电压表,输电电压为22000VB.图甲是电流互感器,输电电流是100AC.图乙中的电表是电压表,输电电压为22000VD.图乙是电流互感器,输电电流是10A10.如图所示,有一台交流发电机E,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和输出功率分别为U2和P2;T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3,它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1一定,当用户消耗的电功率变大时,有()A.P2变大,P3变大B.P1变小,P2变小C.U2变小,U3变小D.U2变小,U4变大二、计算题11.如图所示,矩形线框abcd在磁感应强度B=2 T的匀强磁场中绕轴OO'以角速度ω=10π rad/s匀速转动,线圈共10匝,电阻r=5 Ω,ab=0.3 m,bc=0.6 m,负载电阻R=45 Ω.求:(1)写出从图示位置开始计时线框中感应电动势的瞬时值表达式;(2)电阻R在0.05 s内产生的热量;(3)0.05 s内流过电阻R上的电荷量(设线圈从垂直中性面开始转动).12.收音机的变压器的初级线圈有1210匝,接在U1=220 V的交流电源上,变压器有两个次级线圈.次级线圈Ⅱ的匝数为35匝,次级线圈Ⅲ的匝数是1925匝.如果不计变压器自身的能量损耗,当变压器工作时,线圈Ⅱ的电流是0.3 A时,初级线圈的电流I1=0.114 A.求线圈Ⅲ中的电流和输出电压.(电流的计算结果保留三位有效数字).13.有一台内阻为1Ω的发电机,供给一学校照明用电,如图所示。
2019-2020年人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》测试卷
第五章《交变电流》测试卷一、单选题(共12小题)1.钳形电流表的外形和结构如图(a)所示.图(a)中电流表的读数为1.2 A,图(b)中用同一电缆线绕了3匝,则()A.这种电流表能测直流电流,图(b)的读数为2.4 AB.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为0.4 AC.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为3.6 AD.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图(b)的读数为3.6 A2.如图所示电路,接在交变电流上的灯泡正常发光,则下列措施能使灯泡变亮的是()A.将电容器两极板间距离增大一些B.将电容器两极板正对面积减小一些C.把电介质插入电容器两极间D.把交变电流频率降低一些3.电流方向每秒改变50次的正弦式交变电流,它的周期和频率分别是()A. 0.04 s,25 HzB. 0.08 s,25 HzC. 0.04 s,50 HzD. 0.08 s,50 Hz4.如图所示,线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(如L=1 mH,C=200 pF),此电路的重要作用是()A.阻直流通交流,输出交流B.阻交流通直流,输出直流C.阻低频通高频,输出高频交流D.阻高频通低频,输出低频交流和直流5.一个照明电灯,其两端允许加的最大电压为311 V.当它接入220 V的照明电路时,这盏灯()A.灯不亮B.灯丝将烧断C.只能暗淡发光D.能正常发光6.闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动,产生的交流电瞬时值的表达式为i=0.2sin 100πt A,从t=0到第一次出现通过线圈的磁通量变化率最大值的时间为()A.sB.sC.sD.s7.如图所示,有一矩形线圈的面积为S、匝数为N、电阻不计,绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动,从图示位置开始计时.矩形线圈通过滑环接一理想变压器,滑动触头P上下移动时可改变输出电压,副线圈接有可调电阻R,下列判断正确的是()A.矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωcosωtB.矩形线圈从图示位置经过时间时,通过电流表的电荷量为零C.当P不动、R增大时,电压表读数也增大D.当P向上移动、R不变时,电流表读数减小8.如图所示,已知交流电源的电动势为e=220sin 100πt V,电阻R=2 200 Ω,则电路中交流电流表和电压表的示数分别为()A. 0.1A,220VB. 0.1 A,220VC. 0.1A,220 VD. 0.1 A,220 V9.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20 Ω,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S1接1、S2闭合,此时L2正常发光.下列说法正确的是()A.输入电压u的表达式u=20sin (50πt) VB.只断开S1后,L1、L2均正常发光C.只断开S2后,原线圈的输入功率增大D.若S1换接到2后,R消耗的电功率为0.8 W10.理想变压器连接电路如图甲所示,已知原、副线圈匝数比为10∶1,当输入电压波形如图乙时,电流表读数为2 A,则()A.电压表读数为282 VB.电压表读数为28.2 VC.输入功率为56.4 WD.输入功率为40 W11.在图所示电路中,A是熔断电流I0=2 A的保险丝,电阻可不计,R是可变电阻,S是交流电源.交流电源的内电阻不计,其电动势随时间变化的规律是e=220sin 314t V.为了不使保险丝熔断,可变电阻的阻值应该大于()A. 110ΩB. 110 ΩC. 220 ΩD. 220Ω12.关于减小远距离输电线上的功率损耗,下列说法正确的是()A.由功率P=U2/R,应降低输电电压,增大导线电阻B.由P=IU,应低电压小电流输电C.由P=I2R,应减小导线电阻或减小输电电流D.上述说法均不对二、填空题(共3小题)13.有一理想变压器原、副线圈匝数分别为1 320匝、144匝,将原线圈接在220 V的交流电压上,副线圈上电压为________V,穿过铁芯的磁通量的最大变化率为________Wb/s.14.某交变电流的电压随时间的变化规律如图所示,则此交变电流的频率为________,如将该电压加在10μF的电容器上,则电容器的耐压值不应小于________.如将该电压加在一阻值为1 kΩ的纯电阻用电器上,用电器恰能正常工作,为避意外,该电路中保险丝的额定电流不能低于________,如将该电压加在辉光电压(电压达到或高于该电压值,氖管才会发光.)为100 V的氖管上,则每分钟内氖管发光时间为________.15.某发电厂用2.2 kV的电压将电能输送到远处的用户,后改用22 kV的电压,在既有输电线路上输送同样的电功率,前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为________,要将 2.2 kV的电压升高到22 kV,若变压器原线圈的匝数为180匝,则副线圈匝数应该是________匝.三、实验题(共1小题)16.有一个教学用的可拆变压器,如图甲所示,它有两个外观基本相同的线圈A、B,线圈外部还可以绕线.(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值,指针分别对应图乙中的A、B位置,由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”).(2)如果把它看成理想变压器,现要测定A线圈的匝数,提供的器材有:一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源,请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量,并用字母表示)________A线圈的匝数为nA=________.(用所测物理量符号表示)四、计算题(共3小题)17.有两个完全相同的电热器,分别通以如图甲和乙所示的峰值相等的方波交变电流和正弦交变电流.求这两个电热器的电功率之比.18.图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图.其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100匝,电阻r=10 Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90 Ω,与R并联的交变电压表为理想电表.在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化.求:(1)交流发电机产生的电动势最大值;(2)电动势的瞬时值表达式.(3)线圈转过s时电动势的瞬时值.(4)电路中交变电压表的示数.19.如图甲所示为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头.原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如图乙所示.若只在ce间接一只Rce=400 Ω的电阻,或只在de 间接一只Rde=225 Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式;(2)求只在ce间接400 Ω的电阻时,原线圈中的电流I1;(3)求ce和de间线圈的匝数比.答案解析1.【答案】C【解析】钳形表是根据电磁感应原理制成的,故只能用来测量交流电流,对钳形表的初、次级满足=,I2=I1,钳形表在使用时,初级是串联在被测电路中的,故同一电缆线虽多绕了几匝,但电缆线中的电流I1保持不变,故当n1增加3倍时I2=3.6 A,C正确.2.【答案】C【解析】电容对交变电流的容抗与电容器的电容和交变电流频率有关,电容越大,频率越高,容抗越小.增大电容器两极板间距离,减小电容器两极板正对面积都使电容器的电容减小,容抗增大,灯泡变暗,故A、B错,在电容器两极间插入电介质,使电容增大,容抗减小,灯泡变亮,C 对;降低交变电流频率,容抗增大,灯泡变暗,故D错.3.【答案】A【解析】正弦交流电的方向一个周期改变2次,所以电流方向每秒改变50次的正弦式交变电流的频率为25 Hz,故周期T==s=0.04 s选A.4.【答案】D【解析】线圈的作用是:“通直流,阻交流;通低频,阻高频”.电容的作用:“通交流,隔直流;通高频,阻低频”.因线圈自感系数L很小,所以对低频成分的阻碍作用很小,这样,直流和低频成分能顺利通过线圈;电容器并联在电路中,起旁路作用,因电容器电容C很小,对低频成分的阻碍作用很大,而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小,被它旁路掉,最终输出的是低频交流和直流.故选项D正确.5.【答案】D【解析】220 V的电路其有效值为220 V,最大值为311 V,正好适合.6.【答案】C【解析】由瞬时值表达式可知角速度ω=100π,根据周期公式T==s,从t=0到第一次出现通过线圈的磁通量变化率最大值的时间为=s.7.【答案】A【解析】矩形线圈切割磁感线产生的感应电流为正弦式交变电流,图示时刻线圈切割磁感线产生的感应电动势最大,最大值为E m=NBSω,则其瞬时值表达式为e=NBSωcosωt,选项A正确;矩形线圈从图示位置经过时间,刚好为周期,磁通量的变化量不为零,通过电流表的电荷量不为零,选项B错误;电压表读数为电压的有效值,矩形线圈的电阻不计,故电压表的示数为交变电压的有效值,恒定不变,选项C错误;当P向上移动、R不变时,原线圈的电压不变,原线圈匝数减少,副线圈的电压增大,输出功率变大,故原线圈中的电流增大,选项D错误.8.【答案】D【解析】交流电流表、电压表的读数都为有效值,所以U=V=220 V,I==A=0.1 A,所以选D.9.【答案】D【解析】由输入电压u随时间t的变化关系图象可知,交变电流周期为0.02 s,输入电压u的表达式u=20sin (100πt) V,选项A错误;只断开S1后,L1、L2均不能发光,选项B错误;只断开S2后,灯泡L1、L2串联后接入电路,变压器输出电流减小,原线圈的输入功率减小,选项C错误;若S1换接到2后,变压器输出电压U=4 V,R中电流为I=0.2 A,R消耗的电功率为P=UI=0.8 W,选项D正确.10.【答案】D【解析】由题图乙可知,U m=282 V,则输入电压的有效值U1=≈200 V.根据=知,U2=20 V,再根据=知,I1=0.2 A,输入功率P=U1I1=40 W,故A、B、C错,D正确.11.【答案】B【解析】U=220 V,R min==Ω=110 Ω.12.【答案】C【解析】输电时导线上损失的电压ΔU=IR,它不同于输电电压,P=或P=IU中的U应为导线上损失的电压,故A、B错,导线上功率的损失为发热损失,即P=I2R,故C正确.13.【答案】24【解析】由=得U2=24 V,穿过铁芯的磁通量的最大变化率等于每一匝线圈中产生的自感电动势的最大值,即()m==Wb/s=Wb/s.14.【答案】50 Hz200 V0.14 A40 s【解析】根据图象可知,周期为0.02 s,则此交流电的频率是f==50 Hz,电容器的耐压值指的是最大值,所以电容器的耐压值不应小于交流电压的最大值200 V,保险丝的额定电流不能低于,I ==A=0.14 A根据公式sin(ωt)=,ω==100π,可得t=s,故一个周期内发光时间为Δt=T-×4 s =s,一分钟内交流电经过了n==3000个周期,所以发光时间为t=3000Δt=40 s.15.【答案】100∶11800【解析】由于前后两次输送的电功率相等,则有IU=I′U′,所以==,==100,由变压器的原理:=,可得===,所以n2=1800匝.16.【答案】(1)A(2)∶用长导线绕一个n匝线圈,作为副线圈替代A线圈;∶把低压交流电源接B 线圈,测得线圈的输出电压为U;∶用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA n 【解析】(1)A由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值,由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的.(2)∶用长导线绕一个n匝线圈,作为副线圈替代A线圈;∶把低压交流电源接B线圈,测得线圈的输出电压为U;∶用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA.则nA=n.17.【答案】2∶118.【答案】(1)62.8 V(2)e=20πcos 10πt V(3)31.4 V(4)40 V【解析】(1)交流发电机产生电动势的最大值E m=nBSω而Φm=BS,ω=,所以E m=由Φ-t图线可知,Φm=2.0×10-2Wb,T=0.2 s所以E m=20π V=62.8 V.(2)由于从垂直中性面开始计时,所以感应电动势瞬时值表达式为e=E m cosωt=20πcos t V=20πcos 10πt V(3)当线圈转过s时e=20πcos(10π×) V=10π V=31.4 V(4)电动势的有效值E==10π VU=E=×10π V=9π V≈40 V.19.【答案】(1)uab=400sin 200πt V(2)0.28 A(或A)(3)【解析】(1)由图乙知,ω=200π rad/s电压瞬时值uab=400sin 200πt(V)(2)原线圈电压有效值U1=200V理想变压器P1=P2原线圈中的电流I1=,解得I1≈0.28 A(或A) (3)设ab间匝数为n1=同理=由题意知==得=.。
(完整版)第五章交变电流单元测试题(最新整理)
A.10A
B.10 2 A
C.1A
D.10 3 A
12.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比 n1:n2=4:1,当导体棒向右匀速切 割磁感线时,电流表 A1 的读数是 12mA,则副线圈中电流表 A2 的读数应该为( )
电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为( )
A、1kW
B、1.6×103kW
C、1.6kW
D、10kW
9.远距离输送交变电流都采用高压输电,我国正在研究用比 330kv 高得多的电压进行输电,
采用高压输电的优点是
①可节省输电线的铜材料
②可根据需要调节交流电的频率
③可减少输电线上的能量损失 ④可加快输电速度
C1
入入
L C2
入入
A.①和③ B.①和④ C.②和③ D.③和④ 7、远距离输送一定功率的交流电,若输送电压升高为原来的 n 倍,关于输电线上的电压损
失和功率损失正确的是( )
A、输电线上的电功率损失是原来的 1 n
1 B、输电线上的电功率损失是原来的
n2
C、输电线上的电压损失是原来的 1 n
A、3mA
B、48mA
C、0
D、与 R 阻值有关
13.如图所示,理想变压器的原线圈接在交流电源上,副线圈降压后
通过有一定阻值的输电线路接上负载.○A 和○V 是交流电表,原来开
关 K 闭合,现将 K 断开,则( )
A、○V 示数增大,○A 示数增大
B、○V 示数增大,○A 示数减小
C、○V 示数减小,○A 示数减小
人教版高二物理选修3-2第五章《交变电流》检测题(含答案)
《交变电流》检测题一、单选题1.如图,图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=5:1,电阻R= 20Ω,L1、L1为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S1接l且S2闭合,此时L2正常开光.下列说法正确的是A.输入电压u的表达式u sin(50πt)VB.当S1接1,断开S2时,L1、L2均正常发光C.当S1接1,断开S2时,原线圈的输入功率将增大D.当S1换接到2后,R消耗的电功率为0.8W2.如图所示,a、b 灯分别标有“36V,40W”和“36V,25W”,闭合电键,调节R ,使a 、b 都正常发光.这时断开电键后再次闭合,则下列说法中错误的是()A.重新闭合瞬间,由于电感线圈对电流增大的阻碍作用,a 将慢慢亮起来,而b 立即变亮B.重新闭合稳定后,两灯都正常发光,a 的额定功率大,所以较亮C.断开瞬间,由于电感线圈对电流减小的阻碍作用,通过a 的电流将逐渐减小, a 渐渐变暗到熄灭D.断开瞬间,b 灯立刻熄灭3.一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5,原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u 如图所示.副线圈仅接入一个10Ω的电阻,则()A .原线圈电流表的示数是22 A B.与电阻并联的电压表的示数是C .经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J D .变压器的输入功率是1×103 W 4.如图所示,理想变压器原线圈中正弦式交变电源的输出电压和电流分别为和,两个副线圈的输出电压和电流分别为和、和.接在原副线圈中的五个完全相同的灯泡均正常发光.则下列表述正确的是A .∶∶=1∶2∶1B .∶∶=1∶1∶2C .三个线圈匝数之比为5∶2∶1D .电源电压与原线圈两端电压之比为5∶45.如图所示为一含有理想变压器的电路,U 为正弦交流电源,输出电压的有效值恒定,开关S 闭合前后理想电流表的示数比为1:3,则电阻1R 、2R 的比值12R R 为( )A .1:1B .2:1C .3:1D .4:16.如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为10:1,A 、V 均为理想电表,R 为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小),l L 和2L 是两个完全相同的灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u ,下列说法正确的是( )A .电压u 的频率为100HzB .电压表V 的示数为C .当照射R 的光强增大时,电流表A 的示数变大D .当l L 的灯丝烧断后,电压表V 的示数会变大7.如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数分别为1n 、2n ,原线圈回路接有内阻不计的交流电流表A ,副线圈回路接有定值电阻R =2Ω,现在a 、b 间,c 、d 间分别接上示波器,同时监测得a 、b 间,c 、d 间电压随时间变化的图象分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )A .T =0.01sB .1n :2n ≈55:2C .电流表A 的示数I ≈36.4mAD .当原线圈电压瞬时值最大时,副线圈两端电压瞬时值为08.如图甲所示,一阻值为R 的电阻接在电动势为E 、内阻为r 的直流电源两端,电源的效率为94.1%;如图乙所示,当该阻值为R 的电阻通过理想变压器接在电压有效值为E 、内阻为r 的交流电源上时,变压器原线圈两端的电压为2E,则该变压器的原、副线圈匝数比为A .4:1B .1:4C .16:1D .1:169.教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的2倍,则A.R消耗的功率变为2P B.电压表V的读数变为2UC.电流表A的读数变为4I D.通过R的交变电流频率不变10.矩形金属线圈共10匝,在匀强磁场中绕垂直磁场方向的转轴匀速转动,线圈中产生的电动势e随时间t的变化情况如图所示,下列说法中正确的是A.此交流电的频率是50 Hz B.0.015 s时线圈平面与磁场垂直C.此交流电的电动势有效值是.穿过线圈的磁通量最大值为15Wb11.某交变电流的图象如图所示,则该交变电流的有效值为()A.2 A B.4A C.3.5 A D.6A二、多选题12.如图甲所示的电路中,电阻R1=R2=R,和R1并联的D是理想二极管(正向电阻可视为零,反向电阻为无穷大),在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压(电压为正值时,U AB>0).由此可知( )A .在A 、B 之间所加的交变电压的周期为2×10-2 sB .在A 、B 之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u =220√2sin 50πt (V)C .加在R 1上电压的有效值为55√2 VD .加在R 1上电压的有效值为55√10 V13.如图所示,一台理想变压器,要使变压的输入功率增加,可以采取下列哪种方法(其他条件保持不变)( )A .增大R 的阻值B .减小R 的阻值C .增加副线圈的匝数n 2D .减小原线圈的匝数n 114.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 4:1,电压表、电流表为理想电表.L 1、L 2、L 3、L 4为四只规格均为“220V,60W”的相同灯泡.如果副线圈电压按图乙所示规律变化,则下列说法正确的是()A .电流表的示数为 0.82AB .电压表的示数为 660 VC .a 、b 两点的电压是 1100VD .a 、b 两点的电压是 1045V15.如图,电阻R 、电容C 和电感L 并联后,接人输出电压有效值、频率可调的交流电源.当电路中交流电的频率为f 时,通过R C 、和L 的电流有效值恰好相等.若将频率降低为12f ,分别用12,I I 和3I 表示此时通过R C 、和L 的电流有效值,则( )A .13I I >B .12I I >C .32I I >D .23I I =16.一含有理想变压器的电路如图所示,正弦交流电源电压为U 0,,变压器原副线圈匝数之比为3∶1,电阻关系为R 0= R 1 =R 2 =R 3,为理想交流电压表,示数用U 表示,则下列判断正确的是A .闭合电键S ,电阻R 0与R 1消耗的功率之比为9∶1B .闭合电键S ,电阻R 0与R 1消耗的功率之比为1∶1C .断开S ,U 0∶U =11∶3D .断开S ,U 0∶U =4∶1 三、实验题17.一个教学用的简易变压器,两线圈的匝数未知,某同学想用所学变压器的知识测定两线圈的匝数。
人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》单元检测题(含答案)
(2)输送电流为16A。
(3)电阻为15.6Ω;
(4)降压变压器的输出功率为96KW。
A.U4=U1B.I4=I1
C.通过电阻r的电流I2=2×104AD.电阻r损耗的电功率为5×107W
13.如图所示,在远距离输电电路中,发电厂的输出电压和输电电线的电阻均不变,变压器、电表均为理想化的。若发电厂的输出功率减小,则下列说法正确的是()
A.电压表V1示数减小,电流表A1减小B.电压表V2示数增大,电流表A2减小
C.若S1、S2均闭合,三个小灯泡均正常发光
D.若S1、S2均断开,三个小灯泡均正常发光
3.如图甲是一个数字触发器,触发器可以将连续的模拟信号转换成数字信号,该触发器的转换规则是:输入端a、b接入图乙所示的交变电流,即连续的模拟信号,当交流电压数值小于Um/2时,输出端c、d的电压为0:当交流电压数值大于Um/2时,输出端c、d的电压为3.0V,输出端c、d就有图丙所示的数字信号输出以下说法正确的是()
《交变电流》单元检测题
一、单选题
1.理想变压器原、副线圈的匝数比为9:5,原线圈接交流电源,副线圈的电路结构如图甲所示,已知R1=R2=R3,开关S断开时R2两端电压按如图乙所示规律变化。若闭合开关S,电表均为理想电表,下列说法正确的是
A.电流表示数变小B.电压表V1示数为180V
C.变压器的输入功率减小D.电压表V2示数为100V
A.钳形电流表的钳口是电流互感器的铁芯
B.钳形电流表能够用来测量直流电的电流
C.被测电路电流的平均值为500A
D.被测电路电流的最大值为500A
8.某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0=11Ω的纯电阻用电器供电。已知输电线的总电阻R=10Ω,T2的原、副线圈匝数比为4∶1,用电器两端的电压为u=220sin100πt(V),将T1、T2均视为理想变压器。下列说法正确的是
人教版高中物理选修3-2第五章 《交变电流》单元测试题(解析版)
第五章《交变电流》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.某变压器原、副线圈匝数比为55∶9,原线圈所接电源电压按如图所示规律变化,副线圈接有负载.下列判断正确的是()A.输出电压的最大值为36 VB.原、副线圈中电流之比为55∶9C.变压器输入、输出功率之比为55∶9D.交流电源有效值为220 V,频率为50 Hz2.用220 V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110 V,通过负载的电流图象如图所示,则()A.输出电压的最大值是110 VB.变压器输入功率约为3.9 WC.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+)A23.如图为理想变压器原线圈所接电源电压波形,原、副线圈匝数比为n1∶n2=10∶1,串联在原线圈电路中的电流表示数为1 A,下列说法正确的是()A.变压器输出端所接电压表的示数为20VB.变压器输出功率为100 WC.变压器输出的交流电的频率为100 HzD.若n1=100匝,则副线圈处穿过每匝线圈的磁通量变化率的最大值为2Wb/s4.某水电站,用总电阻为5 Ω的输电线给940 km外的用户送电,其输出电功率是3×106kW.现用500 kV电压输电,则下列说法正确的是()A.输电线上输送的电流大小为1×105AB.输电线上损失电压为30 kVC.该输电系统的输电效率为95%D.若改用10 kV电压输电,则输电线上损失的功率为4.5×108kW5.如图所示,L1和L2是高压输电线,甲、乙是两只互感器,若已知n1∶n2=1 000∶1,n3∶n4=1∶100,图中电压表示数为220 V、电流表示数为10 A,则高压输电线的送电功率为()A. 2.2×103WB. 2.2×10-2WC. 2.2×108WD. 2.2×104W6.在远距离输电中,输电线电阻一定,输送电功率一定,如果将输电电压提高到原来的10倍,则输电线上消耗的功率减小到原来的()A. 10倍B.C. 100倍D.7.在图中L为电感线圈,C为电容,A、B为两只相同的灯泡,将它们接在电压为u的交流电源上,两只灯泡的亮度一样.若保持电源电压不变,而将电源频率增大,下列说法中正确的是()A.两灯泡的亮度不变B. A灯泡亮度不变,B灯泡变亮C. A灯泡变暗,B灯泡变亮D. A灯泡变亮,B灯泡变暗8.如图所示,在A、B间接入正弦交流电U1=220 V,通过理想变压器和二极管D1、D2给阻值R=20 Ω的纯电阻负载供电,已知D1、D2为相同的理想二极管,正向电阻为0,反向电阻无穷大,变压器原线圈n1=110匝,副线圈n2=20匝,Q为副线圈正中央抽头,为保证安全,二极管的反向耐压值至少为U0,设电阻R上消耗热功率为P,则有()A.U0=40V,P=80 WB.U0=40 V,P=80 WC.U0=40V,P=20 WD.U0=40 V,P=20 W9.一正弦交流电的电流随时间变化规律图象如图所示,由图可知()A.用电流表测该电流其示数为14.1 AB.该交流电流的频率为100 HzC.该交流电流通过10 Ω电阻时,电阻消耗的电功率为1 000 WD.该交流电流瞬时值表达式为i=10sin 628t(A)10.一台发电机的结构示意图如图所示,其中N、S是永久磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状.M是圆柱形铁芯,铁芯外套有一矩形线圈,线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动.磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场.若从图示位置开始计时电动势为正值,下列图象中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是()A.B.C.D.11.随着社会经济的发展,人们对能源的需求也日益扩大,节能变得越来越重要.某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电,用户通过降压变压器用电,若发电厂输出电压为U1,输电导线总电阻为R,在某一时段用户需求的电功率为P0,用户的用电器正常工作的电压为U2,在满足用户正常用电的情况下,下列说法正确的是()A.输电线上损耗的功率为B.输电线上损耗的功率为C.若要减少输电线上损耗的功率,可以采用更高的电压输电D.采用更高的电压输电会降低输电的效率12.某矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势为e=E m sinωt.若将线圈的转速增加1倍,保持其他条件不变,则产生的感应电动势为()A.e=E m sin 2ωtB.e=2E m sin 2ωtC.e=2E m sin 4ωtD.e=4E m sin 2ωt13.如图所示,理想变压器原线圈接一交流电源,副线圈回路中有一定值电阻R和两个小灯泡L1、L2,最初电键S是断开的,现闭合电键S,则()A.副线圈两端电压变大B.灯泡L1变亮C.电流表A1示数变大D.电阻R中的电流变小14.如图所示,一线圈在匀强磁场中匀速转动,经过图示位置时()A.穿过线圈的磁通量最小,磁通量变化率最大B.穿过线圈的磁通量最大,磁通量变化率最大C.穿过线圈的磁通量最大,磁通量变化率最小D.穿过线圈的磁通量最小,磁通量变化率最小15.(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动,产生交变电动势的瞬时表达式为e=10sin 4πt V,则()A.该交变电动势的频率为2 HzB.零时刻线圈平面与磁场方向垂直C.t=0.25 s时,e达到最大值D.在1 s时间内,线圈中电流方向改变100次二、多选题16.(多选)如图所示,甲、乙两图中用交流电源,丙、丁两图中用直流电源,各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相同,则下列说法正确的是()A.灯L1比灯L2亮B.灯L3也能发光,但亮度最暗C.灯L2和L4亮度相同D.灯L4比灯L1亮17.(多选)如图所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U1不变,闭合开关S,下列说法正确的是()A.P向下滑动时,灯L变亮B.P向下滑动时,变压器的输出电压不变C.P向上滑动时,变压器的输入电流变小D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大18.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为11∶2,原线圈两端的输入电压u=220 sin 100πt(V),电表均为理想电表,滑动变阻器R接入电路部分的阻值为10 Ω.下列叙述中正确的是()A.该交流电的频率为50 HzB.电压表的读数为42VC.电流表的读数为4 AD.若滑动变阻器的滑片P向a端移动,电流表的读数变大19.(多选)线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流电动势e=10sin 20πt(V),则下列说法正确的是()A.t=0时,线圈平面位于中性面B.t=0时,穿过线圈的磁通量最大C.t=0.1 s时,交变电流将改变方向D.t=0.4 s时,e有最大值10V20.(多选)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,电阻R=22 Ω,各电表均为理想电表,副线圈输出电压的变化规律如图乙所示.下列说法正确的是()A.输入电压的频率为100 HzB.电压表的示数为220 VC.电流表的示数为1 AD.电阻R消耗的电功率是22 W三、实验题21.有一个教学用的可拆变压器,如图甲所示,它有两个外观基本相同的线圈A、B,线圈外部还可以绕线.(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值,指针分别对应图乙中的A、B位置,由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”).(2)如果把它看成理想变压器,现要测定A线圈的匝数,提供的器材有:一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源,请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量,并用字母表示)________A线圈的匝数为nA=________.(用所测物理量符号表示)四、计算题22.如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55 Ω,两电表为理想电流表和电压表,变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=2∶1,若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压.求(1)交流电压的函数表达式;(2)电流表的示数I.五、填空题23.钳型电流表的工作原理如图所示.当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时,与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转.由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比,所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流.日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50 Hz和60 Hz.现用一钳型电流表在中国测量某一电流,电表读数为10 A;若用同一电表在英国测量同样大小的电流,则读数将是______A.若此表在中国的测量值是准确的,且量程为30 A;为使其在英国的测量值变为准确,应重新将其量程标定为________A.24.如图所示电路,当在a,b两端加上直流电压时,L1正常发光,L2不亮;当a,b两端加上同样电压的交变电流时,L1发光亮度变暗,而L2正常发光.则A,B分别为________和________.( 可选择:电阻、电容器、电感线圈 )25.某发电厂用2.2 kV的电压将电能输送到远处的用户,后改用22 kV的电压,在既有输电线路上输送同样的电功率,前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为________,要将 2.2 kV的电压升高到22 kV,若变压器原线圈的匝数为180匝,则副线圈匝数应该是________匝.26.(多选)如图所示,某变电站用10 kV的高压向10 km外的小区供电,输送的电功率为200 kW.现要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的2%,下列不同规格的输电线中,符合要求的是27.有一正弦交流电源,如图所示,电压有效值U=120 V,频率为f=50 Hz,向一霓虹灯供电,若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U0=60V,试估算在一个小时内,霓虹灯发光时间为________ s.六、简答题28.如图所示,把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上,一个线圈(原线圈)通过开关可以连接到交流电源或直流电源的两端,另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上.连接电路,接通电源,小灯泡能发光.(1)两个线圈并没有连接,小灯泡为什么会发光?(2)小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗?答案解析1.【答案】D【解析】由=得,输出电压的最大值为36V,A选项错误;原、副线圈中电流之比==,故B选项错误;理想变压器输入功率与输出功率相等,C错误;由图象易知D选项正确.2.【答案】B【解析】输出电压的最大值是110V,故A错误;负载的功率P=UI=110×W≈3.9 W,输入功率等于输出功率,故B正确;变压器原、副线圈匝数比等于电压之比220∶110=2∶1,故C错误;负载电流的函数表达式i=0.05sin 100πt A,故D错误.3.【答案】D【解析】由u-t图象可知,变压器原线圈所加交变电压的有效值U1=200 V,将此值代入=和=,解得变压器输出端电压和电流分别为U2=U1=×200 V=20 V,I2=I1=×1 A =10 A,故变压器输出端所接电压表的示数为20 V,输出功率为P2=U2I2=20×10 W=200 W,选项A、B错误;由u-t图象知交变电流的周期T=0.02 s,故其频率f==Hz=50 Hz,选项C错误;由法拉第电磁感应定律可得U2=n2,则副线圈处穿过每匝线圈的磁通量变化率的最大值为==×Wb/s=2Wb/s,选项D正确.4.【答案】B【解析】I==A=6×103A,A选项错误;U损=IR=6×103×5 V=30 kV,B选项正确;P损=I2R=1.8×108W,η=×100%=94%,C选项错误;D选项,损失的功率大于输出的功率,显然是错误的.5.【答案】C【解析】由电流互感器知高压输电线中电流I=1 000 A,由电压互感器知高压U=220×103V,则高压输电线功率P=UI=2.2×108W.6.【答案】D【解析】设电线上的电阻为r,则设变化前为:P=UI,电线上的消耗功率为ΔP=I2r输送电压提高10倍,输送功率不变,所以电流变为I,则电线上消耗的功率变为ΔP′=(I)2r=I2r=ΔP,故选D.7.【答案】C【解析】频率越大,电感线圈的感抗越大,电容器的容抗越小,所以,将电源的频率增大时,A灯变暗,B灯变亮.8.【答案】C【解析】在A、B间接入正弦交流电U1=220 V,有:=,得有效值U2=40 V.而二极管的反向耐压值至少为U0,它是最大值,所以U0=40V,Q为副线圈正中央抽头,则R两端电压为20 V,所以R消耗的热功率为P==W=20 W,故选C.9.【答案】C【解析】电表测量的是有效值,故I==10 A,故A错误;由图可知T=0.02 s,故频率为f==50 Hz,故B错误;消耗的功率为P=I2R=102×10 W=1 000 W,故C正确;角速度为ω==100π rad/s该交流电流瞬时值表达式为i=10sin 100πt(A),故D错误.10.【答案】D【解析】由于发电机内部相对两磁极为表面呈半圆柱面形状,磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的轴向磁场,所以距转轴距离相等的各点磁感应强度大小相等,根据法拉第电磁感应定律可知回路中产生大小恒定的感应电动势,故A、B错误;当线圈转到竖直位置时,回路中感应电动势反向,所以C错误,D正确.11.【答案】C【解析】设发电厂输出功率为P,则输电线上损耗的功率ΔP=P-P0,ΔP=I2R=,A、B错误.在输送功率一定的情况下,采用更高的电压输电,可以减小输电线上的电流,故可以减少输电线上损耗的功率,C正确.在输送功率一定的情况下,采用更高的电压输电,输电线上损耗的功率减少,故可提高输电的效率,D错误.12.【答案】B【解析】根据公式E m=NBSω可得交流电的最大值变为原来的2倍,根据公式ω=2πn可得角速度变为原来的2倍,故产生的感应电动势为:e=2E m sin 2ωt,故选B.13.【答案】C【解析】理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比,即=,原线圈电源不变,原副线圈匝数不变,所以副线圈电压不变,选项A错.副线圈中,电键闭合后,总电阻变小,总电流变大,即通过电阻R中的电流变大,选项D错.即电流表A2示数变大,根据=知I1变大,选项C 对.副线圈两端电压不变,而电阻两端电压变大,则L1两端电压变小,灯泡L1变暗,选项B错.14.【答案】A【解析】由图可知线圈平面与磁感线平行,应处于垂直于中性面的位置,此时穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大,所以A正确.15.【答案】AB【解析】由瞬时表达式为e= 10sin 2πft V得,交变电动势的频率为2 Hz,A正确;零时刻电动势为零,磁通量最大,线圈平面与磁场方向垂直,B正确;t=0.25 s时,e的瞬时值为零,C错误;频率2 Hz,1 s时间内,线圈中电流方向改变4次,D错误.16.【答案】CD【解析】电压表示数相同,说明交流电压的有效值相同.甲图中电容器与灯L1串联,电容器对电流有阻碍作用;乙图中电容器与灯L2并联,交变电流全部流过灯L2;丙图中电容器与灯L3串联且是直流电源,电容器隔直通交,所以没有电流流过灯L3,灯L3不亮;丁图中电容器与灯L4并联,电流全部流过灯L4.综合以上分析,C、D两项正确.17.【答案】BD【解析】由于理想变压器输入电压不变,则副线圈电压U2不变,滑片P滑动时,对灯泡两端的电压没有影响,故灯泡亮度不变,选项A错误;滑片P下滑,电阻变大,但副线圈电压由原线圈电压决定,则副线圈电压不变,选项B正确;滑片P上滑,电阻减小,副线圈输出电流I2增大,则原线圈输入电流I1增大,选项C错误;此时变压器输出功率P2=U2I2将变大,选项D正确.18.【答案】AC【解析】根据原线圈两端输入电压的表达式可知,交流电的频率f==Hz=50 Hz,A正确;原线圈电压的有效值为U1=220 V,由U1∶U2=n1∶n2,得U2=40 V,电压表的读数为40 V,B错误;电流表的读数为I==4 A,C正确;若滑动变阻器的滑片P向a端移动,接入电路的电阻增大,而U2不变,电流表示数变小,D错误.19.【答案】ABC【解析】t=0时刻,e=0,所以此时磁通量变化率最小,磁通量最大,故位于中心面位置,A、B 正确,t=0.1 s时,e=0,位于中心面位置,电流方向将发生变化,C正确,t=0.4 s时,带入可得e=0,D错误,故选A、B、C.20.【答案】BD【解析】由u-t图象知,电压的周期T=2×10-2s,则频率f==50 Hz,选项A错误;副线圈电压的有效值为22 V,故原线圈电压有效值为220 V,选项B正确;副线圈的电流有效值I2==1 A,I1=I2=0.1 A,选项C错误选项D正确.21.【答案】(1)A(2)∶用长导线绕一个n匝线圈,作为副线圈替代A线圈;∶把低压交流电源接B 线圈,测得线圈的输出电压为U;∶用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA n【解析】(1)A由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值,由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的.(2)∶用长导线绕一个n匝线圈,作为副线圈替代A线圈;∶把低压交流电源接B线圈,测得线圈的输出电压为U;∶用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA.则nA=n.22.【答案】(1)u=220sin 100πt V(2)2 A【解析】(1)由交流电规律可知u=u m sinωt,ω=代入图中数据可得u=220sin 100πt V.(2)根据理想变压器特点和欧姆定律有:=,I=,联立得:I=2 A.23.【答案】1225【解析】当导线中电流的频率由50 Hz变为60 Hz时,若导线中电流大小相同,则它在铁芯中产生的磁场的变化率增大为原来的1.2倍,导线中为10 A电流时示数为12 A;若电流表指针偏角相同,则线圈中的磁通量变化率相同,导线中电流应为原来的倍,故频率为50 Hz时,电流的量程为30 A,而频率为60 Hz时电流表的量程就成为25 A了.24.【答案】电感线圈电容器【解析】电感线圈的作用是通直流阻交流,电容的作用是通交流隔直流.由题意叙述A应为电感线圈、B为电容器.25.【答案】100∶11800【解析】由于前后两次输送的电功率相等,则有IU=I′U′,所以==,==100,由变压器的原理:=,可得===,所以n2=1800匝.26.【答案】CD【解析】由P=UI解得输电电流I==20 A,输电线路上损耗的功率不超过P线=200 kW×2%=4 kW,由P线=I2R,解得R=10 Ω,由于输电线长度需要20 km,所以可以选择千米电阻0.5 Ω/km 以下的型号DYD100/C或型号DYD150/C,符合要求的是选项C、D.27.【答案】2 400【解析】由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得:U m=120V设t=0时交流电的瞬时电压U=0则交流电的瞬时表达式为U=120sin 100πt V画出一个周期内交流电的U-t图象如图所示,其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间,根据对称性,一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1,当U=U0=60V时,由上式得t1=s,再由对称性求得一个周期内能发光的时间:t=T-4t1=s再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为:t=×s=2 400 s.28.【答案】(1)当左边线圈加上交流电压时,左边线圈中就有交变电流,在铁芯中产生周期性变化的磁场,根据法拉第电磁感应定律知,在左、右线圈中都要产生感应电动势,右线圈作为电源给小灯泡供电,小灯泡就会发光.(2)左、右线圈中每一圈上磁通量的变化率都相同,若左边匝数为n1,则U1=E1=n1.若右边匝数为n2,则U2=E2=n2,故有=;若忽略左边线圈的电阻则有U1=U电源,只要n1≠n2,小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压就不相等.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第五章《交变电流》综合评估限时:90分钟总分:100分一、选择题(包括10小题,每小题4分,共40分)1.长为a,宽为b的线框在磁感应强度为B的匀强磁场中从如图所示位置起绕OO′轴匀速转动,则t时刻感应电动势为()A.BabωcosωtB.BabωsinωtC.2BabωsinωtD.2Babωcosωt解析:题图所示线框平面垂直于中性面,从此位置起绕OO′轴以角速度ω匀速转动时,感应电动势的瞬时值e=E m cosωt=Babωcosωt,故选项A正确.答案:A2.下列说法正确的是()A.用交流电压表测量电压时,指针来回摆动B.一周期内交流的方向改变两次C.如果交流的最大值是5 A,则最小值为-5 AD.用电器上所标电压值是交流的有效值解析:用交流电压表测的是交流电压的有效值,指针不会来回摆动,故选项A错误;大小和方向都随时间变化的电流叫交变电流,不一定一周期内方向改变两次,故选项B错误;5 A和-5 A都可能是峰值,故选项C错误;用电器上标的都为有效值,故选项D正确.答案:D3.如图所示,理想变压器的两线圈匝数之比n1∶n2=2∶1,电源电动势E=1.5 V,则()A.闭合开关S前,U AB=1.5 VB.闭合开关S后,U AB=3 VC.断开开关S前,U AB=0.75 VD.断开开关S瞬间,U AB≠0解析:由于电源是直流电源,根据变压器工作原理可知,闭合开关S后和断开开关S前,U AB=0,选项A、B、C均错.断开开关S 瞬间,由于电磁感应,原线圈两端产生自感电动势U AB≠0,D选项正确.答案:D4.一个电热器接在10 V的直流电源上时,消耗的功率是P,当把它接到一交流电源上时,消耗的功率是P4,则该交流电源的电压的最大值是()A.5 V B.7.07 VC.10 V D.14.14 V解析:P =102R ,14P =(U m 2)2R ,解得U m =5 2 V ≈7.07 V ,B 正确. 答案:B5.一理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2=11∶5,原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u 如图所示.副线圈仅接入一个10 Ω的电阻.则( )A .流过电阻的电流是20 AB .与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC .经过1 min 电阻发出的热量是6×103 JD .变压器的输入功率是1×103 W解析:原线圈电压的有效值为U 1=U m 2=220 V ,U 1U 2=n 1n 2,得U 2=n 2n 1U 1=100 V ,故与电阻并联的电压表的示数是100 V ,B 错误;通过电阻的电流I 2=U 2R =10 A ,A 错误;1 min 电阻发出的热量Q =I 2Rt=6.0×104 J ,C 错误;变压器的输入功率等于输出功率,即P 入=P 出=I 2U 2=1×103 W ,故D 正确.答案:D6.面积为S 的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图甲、乙所示的磁场中.甲图中是磁感应强度为B 0的匀强磁场,线圈在磁场中以周期T 绕OO ′轴做匀速转动;乙图中的磁场变化规律为B =B 0cos 2πT t ,从图示时刻(t =0)起计时.则( )A .两线圈中磁通量变化规律均为Φ=B 0S cos 2πT tB .两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C .两线圈中产生的交变电流的有效值不同D .从此刻起,T /4时间内流过线圈横截面的电荷量相同解析:由于线圈在磁场中以周期T 绕OO ′轴做匀速转动,所以其角速度为2πT ,在面积相同的情况下两者的磁通量变化规律均为Φ=B 0S cos 2πT t ,那么二者实际产生的交变电流是相同的,因此感应电动势达到最大值的时刻、交变电流的有效值、T /4时间内流过线圈横截面的电荷量都是相同的.答案:AD7.电流互感器是用来测量大电流的仪器,右图是电流互感器使用原理图,以下说法正确的是( )A .因变压器将电压升高了,所以电流表示数比把电流表直接接到a 、b 间时示数大B .图中电流表的示数比直接接在a 、b 间时示数小C .原理图有错误,原线圈匝数应比副线圈匝数少D .图中电流表的示数就是a 、b 间的电流大小解析:由图可知n 1>n 2,由电压关系U 1U 2=n 1n 2,变压器将电压降低了,故选项A 错误;因n 1n 2=I 2I 1,故I 2=n 1n 2I 1,故电流表示数比直接接到a 、b 间时示数大,故选项B 错误;因电流互感器是升压变压器,应n 1<n 2,故选项C 正确;电流表的示数是副线圈内的电流大小,故选项D 错误.答案:C8.一只电饭煲和一台洗衣机同时并联接入u =311sin314t V 的交流电源上,均正常工作.用交流电流表分别测得流过电饭煲的电流是5 A ,流过洗衣机的电流是0.5 A ,则下列说法中正确的是( )A .电饭煲的电阻是44 Ω,洗衣机电动机线圈的电阻是440 ΩB .电饭煲消耗的电功率为1 555W ,洗衣机电动机消耗的功率为155.5 WC.1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD.电饭煲的发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍解析:电饭煲与洗衣机都与电源并联,电源两端电压有效值相等,均有U=U m2=3112V≈220 V,但洗衣机不是纯电阻用电器,所以用R2=UI2=2200.5Ω=440 Ω来计算是错误的,电饭煲是纯电阻用电器,可计算R1=UI1=2205Ω=44 Ω,故A选项错误;它们的功率P1=I1U=5×220 W=1 100 W,P2=I2U=110 W,故B选项错误;1 min内电饭煲产生热量Q1=P1t=1 100×60 J=6.6×104 J,洗衣机消耗电能E=P2t=6.6×103J,故C正确;因洗衣机内阻未知,无法比较二者发热功率,D选项错误.答案:C9.如图所示,一个匝数为10的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.若把多用电表的选择开关拨到交流电压挡,测得a、b两点间的电压为20.0 V,则可知:从中性面开始计时,当t=T8时,穿过线圈的磁通量的变化率约为()A .1.14 Wb/sB .2.0 Wb/s C14.1 Wb/s D .20.0 Wb/s解析:由于电压表测量的是交变电压的有效值,由此可以计算出交变电压的最大值为E m =2E =20 2 V .交变电压的瞬时表达式为e =20 2 sin 2πT t V ,当t =T 8时交变电压的瞬时值为:e 1=20 V . 由法拉第电磁感应定律知,对应该时刻磁通量的变化率为ΔΦΔt=e 1N =2.0 Wb/s ,故选项B 正确.答案:B10.如图所示,输入电压一定,理想变压器原线圈匝数为n 1,两副线圈匝数分别为n 2和n 3.有两个完全相同的定值电阻,一个接入原线圈中,若将另一电阻接在a 、b 间,让cd 空载时,ab 两点间的电压为U 2;若将其接入c 、d 间,让ab 空载时,cd 间的电压为U 3,则U 2U 3的值为( )A.n 3n 2B.n 21+n 22n 21+n 23C.n 2(n 21+n 23)n 3(n 21+n 22)D.n 2n 3解析:设加到原线圈和电阻R 两端的总交流电压为U 0,当另一电阻接入a 、b 间时,原线圈中的电流为I 1,n 2线圈中的电流为I 2;当另一电阻接入c 、d 间时,原线圈中的电流为I 1′,此时n 3线圈中的电流为I 3,则:U 0-I 1R I 2R =n 1n 2① 同理U 0-I 1′R I 3R =n 1n 3② 由①式得U 0I 2R -I 1I 2=n 1n 2即U 0U 2=n 1n 2+n 2n 1③ 同理由②式得U 0U 3=n 1n 3+n 3n 1④ 由③④两式相比得U 2U 3=n 2(n 21+n 23)n 3(n 21+n 22),故C 正确. 答案:C二、填空题(第11题10分,第12题10分,共20分)11.有一个教学用的可拆变压器,如图甲所示.它有两个外观基本相同的线圈A 、B ,线圈外部还可以绕线.(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值,指针分别对应图乙中的a、b位置,由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”).(2)如果把它看成理想变压器,现要测量A线圈的匝数,提供的器材有:一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源,请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量,并用字母表示)._______________________________________________________ ___________________________________________________________ A线圈的匝数为n A=________.(用所测物理量符号表示)解析:(1)由图乙可知a位置的阻值大于b位置的阻值,由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈.(2)①用长导线绕一个n匝线圈,做为副线圈替代A线圈.②把低压电源接B线圈,测得线圈的输出电压U.③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈输出电压U A.n A=U A U n.答案:(1)A(2)见解析12.一台理想变压器,其原线圈2 200匝,副线圈440匝,并接入一个100 Ω的负载电阻,如图所示.(1)当原线圈接在44 V直流电源上时,电压表示数为________V,电流表示数为________A;(2)当原线圈接在220 V交流电源上时,电压表示数为________ V,电流表示数为________A,此时输入功率为________W.解析:(1)原线圈接在直流电源上时,由于原线圈中的电流恒定,所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化,副线圈两端不产生感应电动势,故电压表示数为零,电流表示数也为零.(2)由U2U1=n2n1得电压表示数U2=n2n1U1=44 V,电流表示数I2=U2R=0.44 A,对于理想变压器,P入=P出=I2U2=19.36 W.答案:(1)00(2)440.4419.36三、计算题(第13题10分,第14题10分,第15题10分,第16题10分,共40分)13.某发电机线圈面积S=0.4 m2,匝数N=500,绕轴以1 800 r/min的转速匀速转动,产生的电动势的最大值为6 000π V.(1)求磁感应强度B;(2)当线圈平面跟磁感应强度B的夹角为60°时,求每匝线圈产生的电动势的瞬时值.解析:(1)E m=NBSω,ω=2πn,其中n=1 800 r/min=30 r/s所以6 000π=500×B×0.4×2π×30,解得B=0.5 T.(2)当线圈平面跟磁感应强度B的夹角为60°时,每匝线圈产生的感应电动势e=BSωcos60° V=0.5×0.4×60π×cos60° V=6π V≈18.8 V.答案:(1)0.5 T(2)18.8 V14.如图所示,一个小型旋转电枢式交流发电机,其矩形线圈的长度为a,宽度为b,共有n匝,总电阻为r0,与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻.线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动,沿转动轴OO′方向看去,线圈转动方向沿顺时针.(1)在图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向.(2)从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时,经多长时间,通过电阻R上电流的瞬时值第一次为零?(3)与电阻并联的电压表的示数是多少?解析:(1)根据右手定则判断,R上电流自上而下.(2)t =14T =2π4ω=π2ω. (3)E m =nBabω.所以E 有=22nBabω. U R =R R +r ·E 有=nBabωR 2(R +r ). 答案:(1)自上而下 (2)π2ω (3)nBabωR 2(R +r )15.如图所示,矩形线圈的匝数为n ,线圈面积为S ,线圈电阻为r ,在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO ′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R ,在线圈由图示位置转过90°的过程中(不计转动中的一切摩擦),求:(1)通过电阻R 的电荷量q ;(2)电阻R 上产生的焦耳热Q ;(3)驱动线圈转动的外力所做的功W .解析:(1)在此过程中,穿过线圈的磁通量变化量ΔΦ=BS ,时间Δt =T 4=π2ω,平均电动势为E =n ΔΦΔt =2πnBωS ,平均电流为I =E R +r=2nBωS π(R +r ),通过R 的电荷量q =I ·Δt =nBS R +r. (2)在该过程中电阻R 上产生的焦耳热为一个周期内产生焦耳热的14,Q =14I 2RT =14⎝ ⎛⎭⎪⎫nBωS /2R +r 2R 2πω=πωR (nBS )24(R +r )2. (3)由于线圈在磁场中匀速转动,所以外力做的功全部转化为电路的内能.W =I 2(R +r )Δt =(nBS )2πω4(R +r ). 16.三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程,建成后将是中国规模最大的水利工程.枢纽控制流域面积1.0×1006 km 2,占长江流域面积的56%,坝址处年平均流量为Q =4.51×1011 m 3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航远三方面,在发电方面,三峡电站安装水轮发电机组26台,总装机容量(指26台发电机组同时工作时的总发电功率)为P =1.82×107 kW ,年平均发电量约为W =8.40×1010 kW·h.该工程将于2009年全部竣工,电站主要向华中、华东电网供电,以缓解这两个地区的供电紧张局面.阅读上述材料,解答下列问题:(水的密度ρ=1.0×103 kg/m 3,g 取10.0 m/s 2)(1)若三峡电站上、下游水位差按h =100 m 计算,试推导三峡电站将水流的势能转化为电能效率η的公式,并计算出效率η的数值.(2)若26台发电机组全部建成并发电,要达到年发电量的要求,每台发电机组平均年发电时间t 为多少天?(3)将该电站的电能输送到华中地区,输送电功率为P 1=4.5×106 kW ,采用超高压输电,输电电压为U =500 kV ,而发电机输出的电压约为U 0=18 kV ,要使输电线上损耗的功率等于输送电功率的5%,求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻.解析:(1)一年转化的电能W 电=W .一年水流势能的减少量W水=ρVgh=ρQgh.电站能量转化的效率η=W电W水×100%=WρQgh×100%=8.40×1010×103×3 6001.0×103×4.51×1011×10×100×100%≈67.1%.(2)根据功率公式P=W t有t=WP=8.40×10101.82×107×124≈192.3(天).(3)升压变压器匝数比为:n1n2=U0U=18×103500×103=9∶250.由P1=IU得,输电电流I=P1U=4.5×106×103500×103A=9.0×103 A.由P损=I2R=5%P1,得R=5%P1I2=0.05×4.5×106×103(9.0×103)2Ω≈2.78 Ω.。