交流电精选习题(含知识归纳、答案)

交流电精选习题

知识要点：

1. 中性面与有效面

交流电产生的基本原理是电磁感应。一个闭合线圈在匀强磁场中，绕与磁场方向垂直的轴匀速转动时，就会产生正弦交流电。

①中性面：磁通量最大，磁通量的变化率为0，感应电动势为0。线圈经过中性面时，感应电流的方向将改变。线圈每转一周经过中性面两次，电流的方向改变两次。

②有效面：线圈平面与磁感线平行时，过程线圈的磁通量为0，但磁通量的变化率最大，这时感应电动势和感应电流最大。2. 交流电的变化规律

设线圈转动的角速度为ω(rad/s)，则（从中性面开始计时）交流电的表达式：e=E m sinωt，u=U m sinωt。

对纯电阻电路,有:i=e/R=I m sinωt。

3. 交流发电机

①基本结构:产生感应电动势的线圈——电枢；产生磁场的磁极.

②交流发电机的类型:旋转电枢式；旋转磁极式。

4. 交流电的有效值

交流电的有效值是根据电流的热效应规定的:让交流电和直流电通过同样阻值的电阻，若在相同的时间内产生的热量相等，则这一交流电流的有效值与这个直流电的电流相等。

正弦交流电的有效值与其最大值之间的关系是

I=I m/2，U=U m/2，E=E m/2，

各种交流电的设备上所标的、交流电表上所测的以及我们在题目中没有特别加以说明的交流电的数值，都是指有效值。

5. 交流电压的最大值：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时的电动势最大值.

E m=2nBlv=nBl1l2ω=nBSω=nФmω（实际上，电动势的最大值与线圈的形状和转轴的位置无关）。

6. 变压器

①电压关系：U1/n1=U2/n2=U3/n3=-------。变压器原线圈两端的电压与副线圈两端的电压之比，等于原、副线圈匝数之比。

②功率关系：P出=P入输出功率等于输入功率

③电流关系：当只有一个副线圈时，I1/I2=n2/n1，变压器原线圈中的电流与副线圈中的电流跟它们的匝数成反比。当有两个以上副线圈时，电流应由功率关系确定。

7. 远距离输电

远距离输电减小输电导线上电能损失的方法：

远距离输电要解决的关键问题是减小输电导线上的电能损失，由P=I2R可知减小损耗的具体方法是：

①减小输电导线的电阻，如采用电阻率小的材料，适当增加导线的截面积。

②在输电总功率一定的条件下：P=IU，提高输电电压，减小输电电流.若电压提高到原来的n倍，电流将减小到原来的1/n，输电损失将减小到原来的1/n2。练习：

1、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，则在时刻（）

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

2、如图，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴

匀速转动，当转到图示位置时，线圈的

（）

A．磁通变化率为零B．感应电流为零

C．磁力矩为零D．感应电流最大

3、如图所示的交流为u=311sin（314t+π/6）

V，接在阻值220Ω的电阻两端，则

（）

A．电压表的读数为311V B．电流表读数为1.41A

C．电流表读数是1A D．2s内电阻的电热是440J

4、匝数为50匝的矩形线圈在一

匀强磁场中绕垂直于磁感线的

转轴匀速转动，穿过线圈的磁通

量Φ随时间t的变化如图所示，

由图像可知（）

A、在0、b、d时刻线圈中电动势最大；

B、在a、c时刻线圈中电动势最大；

C、电动势的最大值为3140V；

D、电动势的最大值为2000V。

5、某交流发电机给灯泡供电时，

其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0.02Hz；

B、交变电流的瞬时表达式为i=5cos50πtA；

C、在t=0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大；

D、若发电机线圈电阻为0.4Ω，则其热功率为5W。

6、线框长为a，宽为b在磁感强度为B的匀强磁场中由图所示位置起绕OO′轴以角速度ω匀速转动，则t时刻感应电动势为（）

A．Babω·cosωt B．Babω·sinωt

C．2Babω·sinωt D．2Babω·cosωt

7、如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有

理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO´与磁场

边界重合，线圈按图示方向匀速转动（ab向纸

外cd向纸向），若从图所示位置开始计时，并

规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是图中的哪一个（）

8、3A 直流电流通过电阻R 时，t 秒内产生的热量为Q ，现让一交变电流通过电阻R ，若2t 秒内产生的热量为Q ，则交变电流的最大值为 （ ）

9、如图甲所示是某种型号的电热毯电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P 使加在电热丝上的电压波形如图乙所示。此时接在电热丝两端的交流电压表读数为：( )

A 、110V ；

B 、156V ；

C 、220V ；

D 、311V 。

10、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 、交变电流的周期为0.125；

B 、交变电流的频率为8Hz ；

C 、交变电流的有效值为 2 A ；

D 、交变电流的最大值为4A 。

11、如图,一理想变压器原副线圈匝数比为4:1,图中五只电灯完全相同,若B 、C 、D 、E 都能正常发光，则A 灯 （ ）

A .一定能正常发光

B .比正常发光暗

C .比正常发光亮

D .一定被烧坏

12、如图中变压器原线圈接交流高压，降压后通过输电线给用电器供电，当电键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

C ．均变小

D ．U 变小，I 变大

13、如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数之比为n 1:n 2=6:1。交流电源电动势瞬时值表达式为e=220 2 sin(100πt) V ，不计交流电源的内阻。电阻R 2=4Ω，其电功率为P 2=100W ，则以下说法正确的是( ) A 、R 1的电功率为100W ； B 、R 1两端的电压为100V ；

C 、变压器原线圈两端电压的效值为120V ；

D 、交流电源的输出功率等于变压器的输出功率。

14、如图所示，理想变压器、副线圈的匝数之比为4:1。原线圈接入一电压为U=220 2 sin(100πt)V ，的交流电源，副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻。下述结论正确的是( ) A 、副线圈中电压表的示数为55V ； B 、副线圈中输出交流电的周期为1100π s ；

C 、原线圈中电流表的示数为0.5A ；

D 、原线圈的输入功率为110 2 W 。

15、如图所示，理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数比为

20:1，初级线圈的两端a 、b 的电压表示数220V ，电流表A 2的示数是0.20A ，电压表和电流表均为理想电表，下列判断中( )

A 、电流表A l 的示数为0.01A ；

B 、次级线圈两端的电压为11V ；

C 、变压器的输出功率为11W ；

D 、负载电阻R 的阻值为55Ω。

15、一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R 。设原线圈的电流为I 1，输入功率为P 1，副线圈的电流为I 2，输出功率为P 2。当R 增大时( ) A 、I 1减小，P 1增大 B 、I 1减小，P 1减小 D 、I 2增大，P 2减小 D 、I 2增大，P 2增大

16、当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的( )

A ．输送电压的平方成正比

B ．输送电压的平方成反比

C ．输电线中电流的平方成正比

D ．导线中电流的平方成反比 17、如图所示为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是( )

A 、增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失；

B 、高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗；

C 、在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小；

D 、高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好。 18、如图所示，某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的变压器升压，然后通过高压输电线路把电能输送到升压变压器远处村寨附近的降压变压器，经降低降压变压器电压后再输送至村寨中各用户。设变压器都是理想的，那么随着村寨中接入电路的用电器消耗的总功率的增加，则( ) A 、通过升压变压器初级线圈中的电流变大；

B 、升压变压器次级线圈两端的电压变小；

C 、高压输电线路中损失的功率变大；

D 、降压变压器次级线圈两端的电压变小。

19、在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个坑口电站，输送的电功率为P =500kW ，当使用U =5kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度。求：⑴这时的输电效率η和输电线的总电阻r 。⑵若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？

19、⑴η=60%。r =20Ω。 ⑵U =22.4kV 。