交变电流大题专项练习

1、大题专项练习一、交变电流11将一电阻接在电压随时间按图3114所示变化的交变电流上，则该交变电流的周期是多少？该交变电压的有效值为多少？图3114解析：据电流的热效应在相同电阻、相同时间(一般为一周期)产生相同的热量，由图可读出该交变电压的周期为2t，设电阻为R，则由t1t2T得tt·2t，解得U V4.1 V.答案：2t4.1 V12如图3115所示的电流i通过一个R1 的电阻，它不是恒定电流图3115 (1)计算通电1 s内电阻R中产生的热量(2)如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1 s内产生同样的热，这个电流是多大？解析：(1)电流i在1 s内产生的热量

2、Q2IRt12IRt22×12×1×0.2 J2×22×1×0.3 J2.8 J.(2)由I2RtQ得电流I A1.67 A，即该恒定电流为1.67 A. 答案：(1)2.8 J(2)1.67 A13(10分)(2011年泉州高二检测)一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以一边为轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直线圈中感应电动势e与时间t的关系如图311所示，感应电动势最大值和周期可由图中读出，则磁感应强度是多少？当t时，线圈平面与磁感线的夹角等于多少？图311解析：从题图中可以看出，当t0时，eEm.此时线圈平面与磁感线的夹角为0

3、6;，也就是线圈平面与磁感线平行，所以EmNBSNBS，N1，B.当t时，线圈转过角度为t×30°.此时线圈平面与磁感线夹角为30°. 答案：30°14(10分)(2011年济南高二检测)如图312所示，单匝线圈在匀强磁场中绕OO轴从图示位置开始匀速转动，已知从图示位置转动时，线圈中感应电动势大小为10 V，求：图312 (1)交变电动势的峰值； (2)线圈从图示位置转动的过程中，交变电动势的平均值解析：(1)交变电动势的瞬时值为eEmsint V，将t，e10 V代入上式，有10 VEmsin，解得Em20 V.(2)线圈从图示位置转过的过程中，磁通量

4、的变化量为BS，经历的时间t，此过程中交变电动势的平均值：·Em×20 V12.7 V. 答案：(1)20 V(2)12.7 V15(14分)(2011年三明市高二检测)如图313所示，N50匝的矩形线圈abcd，边长ab20 cm，ad25 cm，放在磁感应强度B0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO轴以n3000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r1 ，外电路电阻R9 ，t0时，线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里图313 (1)在图中标出t0时感应电流的方向； (2)写出线圈感应电动势的瞬时表达式； (3)从图示位置转

5、过90°过程中流过电阻R的电荷量是多大？解析：(1)根据ab、cd切割磁感线，由右手定则可得线圈中感应电流方向adcba.(2)线圈的角速度 2n2×× rad/s100 rad/s.设ab边在t0时刻速度为vab，图示位置的感应电动势最大，其大小为Em2NB·vabNB··50×0.4×0.20×0.25×100 V314 V，电动势的瞬时表达式为：e314cos100t V.(3)qIt.从t0起转过90°的过程中，t时间内流过R的电荷量qt C0.1 C.答案：见解析16(14分

6、)如图314所示，矩形闭合金属线圈abcd的边长分别为l1和l2，电阻为R.ab边是固定转动轴，它恰位于有界匀强磁场的边界处，磁感应强度大小为B.某时刻线圈位置如图所示，磁感线垂直纸面，方向向里线圈绕固定转动轴匀速转动，角速度大小为，从图示位置开始计时，规定电流沿adcb方向的流动为正方向图314 (1)在直角坐标系中画出线圈内感应电流随时间变化的关系图象(画出两个周期)；(2)求此感应电流的有效值解析：(1)如果在题图所示的右半部区域里也有磁感应强度为B的匀强磁场，则线圈在绕ab轴匀速转动时，线圈中将产生正弦交流电，而且是从中性面开始计时的现在的情况恰好在半个周期内没有感应电流，因此根据正弦

7、交流电的图象画出如图所示的曲线(2)此感应电流的最大值Im，感应电动势的最大值EmBl1l2，所以Im.则电流在T时间内的有效值为IIm.(Im)2R·I2RT，即·R·I2RT，故I.答案：(1)见解析(2)三、交变电流中的电容和电感7在图3310所示电路中，L为电感线圈，灯泡电阻为R，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u220sin100t V，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的是()图3310A电流表示数增大 B电压表示数减小 C灯泡变暗 D灯泡变亮解析：选C.由u220sin 100t V， 可得电源原来的频

8、率为f Hz50 Hz.当电源频率由原来的50 Hz增为100 Hz时，线圈的感抗增大；在电压不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错误灯泡的电阻R是一定的电流减小时，实际消耗的电功率PI2R减小，灯泡变暗，选项C正确，D错误电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压UL，设灯泡两端电压为UR，则电源电压的有效值为UULUR，因URIR，故电流I减小时，UR减小因电源电压有效值保持不变，故ULUUR，UL增大，选项B错误四、变压器（“变压器的动态分析”思路原电压U1副电压U2副电流I2原电流I1匝数比U2=I2·R2P2=P111一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，

9、并接一个100 的负载电阻，如图4219所示图4219 (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，变压器的效率为_解析：根据变压器的工作原理和理想变压器的定义分析求解(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，得U2 V44 V(电压表示数)，I2 A0.44 A(电流表示数)，P1P2I2U244×0.44 W19.36 W，效率

10、15;100%100%. 答案：(1)00(2)440.4419.36100%12一理想变压器，原线圈匝数n11100，接在电压为220 V的交流电源上，当它对11只并联的“36 V,60 W”灯泡供电时，灯泡正常发光，由此可知该变压器副线圈的匝数n2是多少？通过原线圈的电流I1是多大？解析：因为11只并联的“36 V,60 W”灯泡正常发光，所以副线圈输出的电压必为36 V由U1/U2n1/n2，得n2n1匝180匝每只灯泡正常发光时的电流由P2I2U2得I2P2/U2 A A 副线圈中的电流I211×I2 A 因I1/I2n2/n1，故I1I2× A3 A.答案：180

11、匝3 A三、计算题 19如图5变压器两个次级线圈匝数比为n1n2，所接负载R1=R2，当只闭合电键S1时，初级线圈中电流为1A；当只闭合电键S2时，初级线圈中电流为2A，设输入的交变电压不变，求n1n220有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50，发电机输出电压为350V，输电线的电阻为4，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5，而用户所需要电压为220V，求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比变压器为理想变压器输电线路如图6所示 20升压18，降压121五.电能输送9某发电站能通过燃烧煤来发电，每1kg煤放热500J热能，热熊发电效率为0

12、.8，发电站通过升压器，输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率是100kW，输出电压为250V，升压器原副线圈的匝数比为125，输电线上的功率损失为输出功率的4，用户需要的电压为220V，则：（1）输电线的电阻和降压器的匝数比为多少？（2）若有“60kW分配给生产用电，其余电能用于照明，那么可装25W的电灯多少盏？13-2-710 黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”。（2）如图是高压电网的工作电路示意图，变压器将有效值为220V的交流电压变成高压，输送到高压电网，电网相邻两电极间距离

13、为0.5cm。空气在常温常压下被击穿的临界电场强度为6220V/cm，为防止两电极间空气被击穿而造成短路，变压器的初、次级线圈匝数比n1:n2应满足什么条件？11一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为为50 kW,输出电压为500 V，升压变压器原、副线圈匝数比为1:5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15 ，降压变压器的输出电压为220 V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：(1)升压变压器副线圈的端电压；(2)输电线上损耗的电功率；(3)降压变压器原、副线圈的匝数比12如图13-2-8所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数，接入电压的电路中。13-2-8（1）要求在两组副线圈上分别得到电压，它们的匝数，分别为多少？（2）若在两副线圈上分别接上“”、“ ” 的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？ 9解：（1）升压变压器，得副线圈电压副线圈电流电线电阻R上损失的功率，得R15.6降压变压器原线圈电压降压变压器原副线圈匝数比：（2）由能量守恒：，得可装