度高中物理第五章交变电流单元练习5新人教版选修3-2(2021学年)

2０17－２０18学年度高中物理第五章交变电流单元练习5 新人教版选修3-2
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第五章交变电流单元练习
一、单选题(本大题共7小题，共2８。

0分)
1.如图所示，为一交流电的电流随时间而变化的图象,此交流电流的有效值是（ )
ﻫA。

4A B. 3AﻩC。

AﻩＤ． 5Ａ
2.如图所示,矩形线圈aｂcd与可变电容器C、理想电流表Ａ组成闭合电路.
线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，转动的角速度ω
＝1００πrad/ｓ．线圈的匝数Ｎ＝10０，边长ab=0．2m、aｄ=0。

4m，
电阻不计．磁场只分布在ｂc边的左侧，磁感应强度大小Ｂ=T.电容器放
电时间不计．下列说法正确的是（ )
ﻫ
A. 该线圈从图示位置开始转动到离开磁场过程中的电流方向adcｂa
B. 电容器的耐压值至少为5０V
C。

电容器的电容C变大时，电流表的示数变小ﻫD。

该线圈产生的交流电动势有效值为２5V
3.一个按正弦规律变化的交变电流的i—t图象如图所示．根据图象可以断定（)
ﻫA．交变电流的频率f=0。

２Hｚﻫ B. 交变电流的有效值I=２0Ａ
C。

交变电流瞬时值表达式i=20siｎ０。

02ｔＡﻫD。

在t＝时刻，电流的大小与其有效值相等
4.直流电源的电压与交流电压的有效值相同，自感线圈的直流电阻不计，则灯泡发光最亮的
图是（)
Ａ. B. C. D。

5.如图所示，在e、f间接上交流电源,保持电压最大值不变,使其频率增大,发现各灯的亮度
变化情况是:灯1变暗,灯2变亮，灯3不变．则黑箱a、b、ｃ中所接元件可能是( ）
A. a为电阻,b为电容器,c为电感线圈
B。

a为电阻，b为电感线圈，c为电容器
Ｃ．ａ为电容器,b为电感线圈,c为电阻ﻫＤ. ａ为电感线圈，b为电容器，c为电阻6.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为1０:１,b是原线圈中
心的抽头，电压表和电流表均为理想电表,从某时刻开始在原线圈c、
d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝2２0sｉn １００
πt V,则( ）ﻫﻫ
Ａ. 当单刀双掷开关与a连接时,电压表V1的示数为22 Ｖﻫ B. 当t＝s时，电压表V０的读数为1１0V
C。

单刀双掷开关与a连接,当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电压表V１的示数增大,电流表示数变小ﻫD。

当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表V1和电流表的示数均变小7.如图所示，一理想变压器的初、次级线圈的匝数比为3：1,次级
接三个相同的灯泡，均能正常发光,今若在初级线圈接一相同的
灯泡Ｌ后,三个灯泡仍正常发光，则( ）
A．灯L将会被烧坏ﻩB．灯L也能正常发光ﻫ C. 灯Ｌ比另外三个灯都暗 D. 不能确定
二、多选题（本大题共4小题,共16。

0分)
8.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L1和L２，输电线的等效
电阻为Ｒ,开始时,开关S闭合，当S断开时,以下说法中正确的是( )
ﻫA。

副线圈两端Ｍ、Ｎ的输出电压减小
Ｂ。

原线圈中的电流增大ﻫC。

通过灯泡L1的电流增大ﻫＤ. 副线圈输电线等效电阻R 上的电压减小
9.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向用
户供电.已知输电线的总电阻为Ｒ=４Ω,降压变压器Ｔ2的原、副线圈匝数之比为４：１，降压变压器副线圈两端交变电压u＝220sin100πtV，降压变压器的副线圈与阻值R0=1１Ω的电阻组成闭合电路．若将变压器视为理想变压器,则下述正确的是（)
ﻫA。

通过Ｒ０电流的有效值是20A
Ｂ. 输电上损失的电功率为4４00wﻫC。

升压变压器T１的输出电压等于90０VﻫD．升压变压器Ｔ１的输出功率比降压变压器Ｔ2的输入功率多100W
10.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示,由图可以知道（ )
A. 0.01s时刻线圈处于中性面位置ﻩB。

0．01s时刻穿过线圈的磁通量为零ﻫC。

该交流
电流有效值为2A D. 该交流电流周期为0。

02ｓ
11.如图所示,图线ａ是线圈在匀强磁场中匀强转动时所产生正弦交流电
的图象,当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示,
以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（ )
Ａ。

线圈先后两次转速之比为2:３ﻫ B. 在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零
C。

交流电ａ的电压瞬时值的表达式为u=10ｓｉｎ（5πt)VﻫD。

交流电ｂ的电压最大值为V
三、填空题（本大题共3小题，共12。

０分)
12.我国照明电压的瞬时值表达式为e=220sｉｎ１０0πtＶ,它的周期是_＿＿___ ,在
1s内电流的方向改变_____＿次,电压最大值为__＿___ ．
13.一台交流发电机,产生交变电动势的最大值为５0０V,周期为0.02ｓ，保持其它条件不变,
把转速提高到原来的２倍，则交变电动势的有效值为_＿_＿__ ,周期为_____＿ .
14.有一台使用交流电的洗衣机上标有额定电压为“２20V”的字样,这“220Ｖ”指交流电电
压的__＿___ (填“瞬时值”、“有效值”、“最大值”）,洗衣机工作时消耗的电能＿_＿__＿洗衣机发热产生的内能.(填“大于”、“等于”、“小于”）
四、计算题(本大题共2小题，共2０.０分）
15.如图所示，一个边长L=１0ｃｍ,匝数N＝1000匝的正方形线圈abcd在匀
强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，磁感应强度Ｂ＝０。

5
０T，角速度ω＝πrａd／s，外电路电阻R=4．０Ω,线圈内阻
r=1.0Ω.ﻫ(１)求线圈转动的周期和感应电动势的最大值；
（2)写出线圈由图中所示位置开始计时时,感应电动势的瞬时表达式；ﻫ(３)交流电压表的示数是多少？．
ﻫ
ﻫ
ﻫ
16.某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为１00ｋW,输出电压为500V，
输电导线的总电阻为10Ω,导线上损耗的电功率为４kW,该村的用电电压是220V．
①请你设计并画出此输电电路图,并求升压、降压变压器的原副线圈的匝数比；
②该村某工厂用电60kW，还可以装“２2０V４0W＂的电灯多少盏？ﻫ
ﻫﻫﻫ
答案和解析
【答案】
1。

Ｄ2。

Dﻩ3．D 4. Ｄ5。

Dﻩ6. Ｃ7. Bﻫ８。

CDﻩ9．AＣＤﻩ１0。

BCﻩ１1。

CD
12。

0。

0２ｓ;100;2２0V
13。

V;０。

01s
14. 有效值;大于
15。

解：(1）根据公式：T==s=2ｓ，
根据Eｍ=NBωＳ,可得感应电动势的最大值:
Ｅm=100０×0.5×0。

1×0。

1×πＶ=1５.7Vﻫ(2)由于线框垂直于中性面开始计时,ﻫ所以电动势瞬时值的表达式：e=１5.7ｃosπt（V）ﻫ(3)电流的最大值：Ｉm==A=3.14A，
转动过程中,交流电压表的示数为有效值，
所以Ｕ＝Iｍ•R＝×３.１4×４=8.8８V
答:(1)线圈转动的周期2s和感应电动势的最大值15.7V;
(2）线圈由图中所示位置开始计时时,感应电动势的瞬时表达式e=15.7coｓπt;
(3)交流电压表的示数8.8８Ｖ.
1６. 解：（１）如图所示
设输电线的电流Ｉ2,则根据Ｐ损=，ﻫ解得I2==２０Ａ．
升压变压器次级电压U2＝==5000Ｖﻫ升压变压器原副线圈匝数比ﻫ降压变压器初级电压U3=U2—Iｒ＝５０0０-２０×1０=４800Vﻫ降压变压器原副线圈匝数比
（２）根据能量守恒定律,有:
（1—４%)×１05—6×１04=n×４０
解得：n=９０0盏
答：（１)画出供电线路图，如图所示；在用电单位需要220V电压时,所用升压变压器的原、副线圈的匝数比为1：1０，降压变压器的原、副线圈的匝数比为240：１１；
（2)如果用电单位计划生产用电６0ＫW，其余是照明用电,那么最多可装“２２0V，40W"的电灯900盏．
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