交流电专题练习

1、交流电一、交流电的产生1图甲是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abed可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴 00 转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个 跟线圈一起绕 00 转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持 滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路。图乙是线圈的主视图，导线ab和ed分别用它们的横截面来表示。已知 ab长度为Li, be长度 为L2,线圈以恒定角速度 逆时针转动(只考虑单匝线圈)。(1) 线圈平面处于中性面位置时开始计时， 试推导t时刻整个线圈中的感应电动势 e的表达式；(2) 线圈平面处于与中性面

2、成心夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式；(3) 若线圈电阻为r,求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热(其他电阻均不计)。2、如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速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 .在图中t= 0时刻穿过线圈的磁通量均为零B 线圈先后两次转速之比为2 : 3C.交流电a的瞬时值为u= 10 sin(5 n t) V、 20D .交流电b的最大值为V3、一台发电机的结构示意图如图3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

3、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，图4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()4、如图甲是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径r = 0.10 m、匝数n = 20的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。 在线圈所在位置磁感应强度 B的大小均为B= 0.20 T,线圈的电阻为R!= 0.50 Q，它的引出线接有R2= 9.5的小电珠L。外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠。当线

4、圈向右的位移x随时 间t变化的规律如图丙所示时(x取向右为正)。求:(1) 线圈运动时产生的感应电动势 E的大小；(2) 线圈运动时产生的感应电流I的大小；(3) 每一次推动线圈运动过程中作用力F的大小；（4）该发电机的输出功率P、交流电的表征5、图（甲）是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平万向的匀强磁场 二 为交流电流表.线圈绕垂直于磁场的水平轴 00沿逆时针方向匀速转动，从图示位 置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图（乙）所示，以下判断正确的是（）A. 电流表的示数为10 AB. 线圈转动的角速度为50 n rad/sC. 0.01 s时线圈平面与磁场方向平行

5、D. 0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左6、用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电载的电流图像如图所示，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、畐懺圈匝数比是1 : 2D. 负载电流的函数表达式i=0.05sin）100n+ a 7、如图所示，在磁感应强度为 B的匀强磁场中，有一矩形线圈，面积为 S,匝数为N ,内阻为r,绕垂直磁感线的对称轴 00 以角速度3匀速转动，从图示位置转90。的过程中，下列说法正确的是（）A 通过电阻R的电量Q =n NBS2 2(R+ r)NBSB通过电阻R的电量Q =苛N2B2S2GJC 外力做

6、功平均功率P=2（R+ r）D .从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为e= NBS sin wt8如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为 T,转轴O1O2垂直于磁场方向,线圈电阻为2 Q。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60。时的感应电流为1 A。那么（）A .线圈消耗的电功率为4WB. 线圈中感应电流的有效值为2 A2 nC. 任意时刻线圈中的感应电动势为T 2 nD .任意时刻穿过线圈的磁通量为二辛“尹9、如图所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R,和R1并联的D为理想二极管（正 向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电u=

7、20打2sin（100 n t） V ，则加在的电压有效值为（）A . 10 VB. 20 VC. 15 VD . 5 10 V10、如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的 O轴以角速度w匀速转动（O轴位于磁场边界）则线框内产生的感应电流的有效值为（）V2bl2B.2RXX XX XX掘XXX XXXXXX XXKXX XAZ 111、通过某电流表的电流按如图所示的规律变化，则该电流表的读数为（）A . 4 ,；2 AB. 4 AC. 5 AD . 5- :2 A三、变压器12、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比

8、ni : n2=2 : 1,0V 和OA 均为理想电表，灯泡电阻Rl=6 Q,AB端电压ui=12囲sin 100n（V）.下列说法正确的是（）A. 电流频率为100 HzB. OV 的读数为24 VC. OA的读数为0.5 AD. 变压器输入功率为6 W 13、某理想自耦变压器接入电路中的示意图如图（甲）所示，图（乙）是其输入电压u的变化规律.已知滑动触头在图示位置时原、畐线圈的匝数比为n1 : n2=10 ： 1,电阻R=22 Q.下列说法正确的是（）A. 通过R的交变电流的频率为50 HzB. 电流表A2的示数为v2 AC. 此时变压器的输入功率为22 WD. 将P沿逆时针方向移动一些，

9、电流表A1的示数变小14、如图（a）线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中(b)通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图 所示.已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中,可能正确的是 ()15、如图所示，理想变压器的原副线圈匝数比为1 : 5，原线圈两端的交变电压为u= 20 : 2sin 100 n tV，氖泡在两端电压达到V时开始发光，下列说法中正确的有（）A 开关接通后，氖泡的发光频率为 50 HzB 开关接通后，电压表的示数为 100 VC 开关断开后，电压表的示数变大D 开关断开后，变压器的输出功率不变16、如图所示，接于理想

10、变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n 1 :门2 ：代为（）A. 1 ： 1 ： 1B. 3 : 2: 1C. 6 : 2 : 1D . 2 : 2 : 117、所示为含有理想变压器的电路，图中的三个灯泡L1、L2、L3都标有“5 V 5 W”字样,L4标有“ 5 V 10 W”字样，若它们都能正常发光，不考虑导线的能耗，则该电路的输入功率Pab和输入电压为Uab应为（）A . 20 W,25 VC. 25 W,25 VB. 20 W,20 VD . 25 W,20 V18、如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P,且L1、L2、L3为相同的灯泡,匝数

11、比为n1 : n2= 3 : 1，则图甲中L1的功率和图乙中L1的功率分别为（）LL1仲一 9R9B.P、PAP仲一、9D99仲一、919、如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为 ni、应.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得 a b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd,则()A. Uab - Ucd=n 1 -门2B. 增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小C. 负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D.将二极管短路，电流表的读数加倍20、如图，在AB间接入Ui=311s

12、in314t(V)的正弦交流电，通过理想变压器和相同的理想二极管D1、D2给阻值R=20Q的纯电阻供电，变压器原线圈n 1=1100匝，副线圈=200匝，Q为副线圈正中央抽头.为保证安全, 值至少为U。，设电阻R上消耗的电功率为A、U=56.6V, P=20WB、U0=28.3V, P=20WC、U=40V，P=80WD、U=80V，P=80W二极管的反向耐压21、普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab,Cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd,为了使电流表能正常工作，则()A.ab 接 M

13、N、cd 接 PQ,labI cdC.ab接 PQ、cd 接 MN,IabIcd图，（乙）是发电机输出电压随时间变化的图像，则（）22、如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡 L能发光.要使灯泡变亮，可以采取的方法有（）A. 向下滑动PB.增大交流电源的电压C.增大交流电源的频率D.减小电容器C的电容23、某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈Li由火线和零线并行绕成当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路。仅考虑 Li在铁芯中产生的磁场，下列 说法正确的有（）A .家庭电路正常工作时，L2中的

14、磁通量为零B. 家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量增大C. 家庭电路发生短路时，开关 K将被电磁铁吸起D .地面上的人接触火线发生触电时，开关 K将被电磁铁吸起四、远距离输电24、在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着用户 用电量的增加，发电厂输出功率的增大，下列说 法中正确的有（）A .升压变压器的输出电压增大B. 降压变压器的输出电压增大C. 输电线上损耗的功率增大D .输电线上损耗的功率占总功率的比例增大25、如图所示，（甲）是远距离输电线路的示意A. 用户用电器上交流电的频率是100 HzB. 发电机输出

15、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26、 一台发电机输出的电功率为 50 kW输出电压为250 V现用变压器升压后向远处输电, 输电线的总电阻为8 Q,若不考虑输电线路的感抗和容抗对输电的影响，则()A. 输送电压越高，输电线上损失的功率越大B若升压变压器的变压比为1 : 4,输电线上损失的功率为20 kWC若升压变压器的变压比为1 : 8输电线上损失的功率为10 kWD. 若不用升压变压器，输电线上损失的功率将达到320 kW27、如图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1=n42R，忽略灯丝电阻随温度的变化当A、B端接入低压交流电源时( )A. A1、A2两表的示数相同B. L L2两灯泡的亮度相同C. R1消耗的功率大于R3消耗的功率D. R2两端的电压小于R4两端的电压 28、如图所示为远距离交流输电的简化电路图发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是h,其末端