人教版 高二物理 选修3-2 第五章 交变电流 练习题(含答案)

交变电流单元练习题

一、交变电流的产生及变化规律

1.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断（）

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～D时刻线圈转过的角度为2 π

D.若从O～D时刻历时0.02 s,则在1 s内交变电流的方向改变100次

答案 D

2.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.若把万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=T/8

时,穿过线圈的磁通量的变化率约为（）

A.1.41 Wb/s

B.2.0 Wb/s

C.14.1 Wb/s

D.20.0 Wb/s

答案B

3.如图所示为演示用的手摇发电机模型,匀强磁场磁感应强度B=0.5 T,线圈匝数n=50,每匝线圈面积0.48 m2,转速150 r/min,在匀速转动过程中,从图示位置线圈转过90°开始计时.

（1）写出交变感应电动势瞬时值的表达式.

（2）画出e-t图线.

答案（1）e=188sin 5πt V

（2）见下图

4.如图所示,矩形线框匝数n =250匝,ab =12 cm ,ad =10 cm ,线框置于B =π

2 T 的匀强

磁场中,绕垂直于磁场的轴OO ′以120 r/min 的转速匀速转动,线框通过滑环与外电路相连,外电路接有R =12Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12 V 的氖泡L .求:

（1）当S 接e 时,电流表读数为多少?R 的热功率为多大?10 min 内外力对线框做功多少?

（2）当S 接f 时,氖泡闪光频率为多大?通电10 min ,氖泡发光总时间为多少?（线框电阻不计） 答案 （1）1.41 A 24 W 1.44×104 J （2）4 Hz 400 s

二、描述交流电的物理量

5、如图所示,交流发电机转子有n 匝线圈,每匝线圈所围面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B ,线圈匀速转动的角速度为ω,线圈内阻为r ,外电路电阻为R .当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中,求: （1）通过R 的电荷量q 为多少？ （2）R 上产生的电热Q R 为多少？ （3）外力做的功W 为多少？ 答案 （1）r

R nBS

+ （2）2

222

)(4πr R R S B n

+ω （3）)

(4π222

r R S B n

+ω

6、一个边长为6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36Ω.磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为 （ ） A .

2

×10-5 A B .

6

×10-5 A C .

2

2×10-5 A

D . 2

23

×10-5 A

答案 B

7、如图所示的交变电流,最大值为I m ,周期为T ,则下列有关该交变电流的有效值I ,判断正确的是（ ） A .I =

2

m I B .I ＜

2

m I C .I ＞

2

m I

D .以上均不正确 答案 B

三、交流电图象的应用

8、如图所示,为某交变电动势随时间变化的图象,从图象中可知交变电动势的峰值为 V ,周期T 是 s,交变电动势变化最快的时刻是 ,穿过产生此电动势的线圈的磁通量变化最快的时刻是 ,若此交流线圈共100匝,则穿过此线圈的最大磁通量是 Wb .

答案 310 2×10-2 2

nT （n =1,2,3…） T n 4

12 （n =0,1,2,3…）

1×10-2

四、变压器

9、如图所示为由一个原线圈n 1和两个副线圈n 2、n 3组成的理想变压器,已知n 1∶n 2∶n 3=4∶2∶1,电阻R =3Ω,副线圈n 2接2个“6 V , 6 W ”灯泡,副线圈n 3接4个3 W 的灯泡,所有灯泡均正常发光,求电源的输出功率. 答案 36 W

10、如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2∶n 3=44∶3∶1,原线圈两端输入电压U 1=220 V ,在变压器输出端如何连接可使“20 V ,10 W ”灯泡L 1正常发光？如何连接可使“10 V ,5 W ”灯泡L 2正常发光？通过计算,分别画出连接图. 答案 见下图

11、钳形电流表的外形和结构如图（a ）所示.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 A B .这种电流表能测交流电流,图（b ）的读数为0.4 A C.这种电流表能测交流电流,图（b ）的读数为3.6 A

D.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 A 答案 C

12、如图甲所示,在变压器的输入端串接上一只整流二极管D ,在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u 1=U m 1sin t ,设t =0时刻为a “+”、b “-”,则副线圈输出的电压的波形（设c 端电势高于d 端电势时的电压为正）是图中的（ ）

答案 B

13、如图所示,原线圈匝数为n 1,两个副线圈的匝数分别为n 2和n 3.四只完全相同的灯泡分别接在理想变压器的原、副线圈的回路中,当原线圈回路中a 、b 接入交流电压U 0时,四只灯泡均正常发光,则三组线圈的匝数比n 1∶n 2∶n 3等于多少?灯泡的额定电压U 额等于多少? 答案 3∶2∶1 4

1U 0

14、如图两电路中,当a 、b 两端与e 、f 两端分别加上220 V 的交流电压时,测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110 V .若分别在c 、d 两端与g 、h 两端加上110 V 的交流电压,则a 、b 间与e 、f 间的电压分别为（ ） A .220 V ,220 V B .220 V ,110 V

C .110 V ,110 V

D .220 V ,0 V

答案 B

五、交变电流综合问题

15、如图所示,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,电容器两极板水平放置.在两极板间,不计重力的带正电粒子Q 在t =0时由静止释放,若两板间距足够宽,则下列运动可能的是（ ）

A .若t =0时,线圈平面与磁场垂直,粒子一定能到达极板

B .若t =0时,线圈平面与磁场平行,粒子在两极间往复运动

C .若t =0时,线圈平面与磁场垂直,粒子在两极间往复运动

D .若t =0时,线圈平面与磁场平行,粒子一定能到达极板 答案 AB