交流电组卷(共13页)

1、答案第 = page 2 2页，总 = sectionpages 12 12页 1在如右图所示的电路(dinl)中，放在光滑金属导轨上的ab导体向右移动(ydng)，这可能发生在A闭合(b h)S的瞬间 B断开S的瞬间C闭合S后，减小电阻R时 D闭合S后，增大电阻R时2如图所示，MN、PQ是两条在水平面内、平行放置的光滑金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与阻值为R的电阻组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n1n2 =k，导轨宽度为L。质量为m的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力作用下，从t=0时刻开始往复运动，其速度随时间变化的规律是v=vmsin(t)，已

2、知垂直轨道平面的匀强磁场的磁感应强度为B，导轨、导体棒、导线和线圈的电阻均不计，电流表为理想交流电表，导体棒始终在磁场中运动。则下列说法中正确的是A在t=时刻电流表的示数为B导体棒两端的最大电压为BLvmC电阻R上消耗的功率为D从t=0至t=的时间内水平外力所做的功为TR1R23如图，理想变压器原、副线圈的匝数比是10:1，原线圈输入交变电压u=120sin100tV，O为副线圈中心抽出的线头，电路中两个电阻R1=1，R2=2。下列关于电路的分析正确的是A开关S断开时，电流表示数为0.4AB开关S断开时，两电阻总的电功率为96WC开关S闭合时，电流表示数为0.45AD开关S闭合时，两电阻总的电

3、功率为54W5如图所示为一自耦变压器，保持电阻R和输入电压不变，以下说法正确的是（ ）A滑键P向b方向移动，滑键Q不动，电流表示数减小B滑键P不动，滑键 Q上移，电流表示数不变C滑键P向b方向移动、滑键Q不动，电压表示数减小D滑键P不动，滑键Q上移，电压表示数增大6（1998年上海）如图17413所示，理想变压器原副线圈匝数之比为n1n221，原线圈接200 V交流电源，副线圈接额定功率为20 W的灯泡L，灯泡正常发光当电源电压降为180 V时，灯泡实际消耗功率与其额定功率之比为_，此时灯泡中的电流为_A（设灯泡电阻恒定）7（2000年北京、安徽春季(chnj)）如图17412所示，理想变压器

4、的原、副线圈匝数之比为n1n241，原线圈回路(hul)中的电阻A与副线圈回路(hul)中的负载电阻B的阻值相等a、b端加一定交流电压后，两电阻消耗的电功率之比PAPB_，两电阻两端电压之比UAUB_8（15分）如图所示，匀强磁场的方向竖直向上，磁感应强度大小为B0电阻为R、边长为L的正方形线框水平放置， OO为过ad、bc两边中点的直线，线框全部位于磁场中现将线框右半部固定不动，而将线框左半部以角速度绕OO为轴向上匀速转动，如图中虚线所示，要求：abOdcO（1）写出转动过程中线框中产生的感应电动势的表达式；（2）若线框左半部分绕OO向上转动90，求此过程中线框中产生的焦耳热；（3）若线框左

5、半部分转动60后固定不动，此时磁感应强度随时间按变化，k为常量，写出磁场对线框边的作用力随时间变化的关系式11（9分）图18为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圈的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO转动；线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度绕轴OO匀速转动。（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）（1）推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式Em=nBS； （2）求线圈匀速转动过程中电流表的示数； （3）求线圈速度转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热。12（12分）如

6、图所示，匀强磁场的磁感应强度，矩形线圈的匝数N=100，边长Lab=0.20m，Lbc=0.10m，以300r/min的转速匀速转动，从线圈平面通过中性面时开始计时，试求：（1）交变电动势的瞬时值表达式；（2）若线圈总电阻为2，线圈外接电阻为8，求出电流的瞬时值和电压表读数；（3）线圈(xinqun)由图示位置转过/2的过程中，交变电动势的平均值。13如图所示，矩形(jxng)线圈边长为ab20 cm，bc10 cm，匝数N100匝，磁场的磁感应强度B0.01 T当线圈(xinqun)以n50 r/s的转速从图示位置开始逆时针匀速转动时，求：(1)线圈中交变电动势瞬时值表达式；(2)从线圈开始

7、转起动，经0.01 s时感应电动势的瞬时值14如图甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，其中B0、B1和t1均为已知。在0t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度匀速转动，求：（1）0t1时间内通过电阻R的电流大小；（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量

8、；（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90的过程中，通过电阻R的电荷量。15如图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10 ，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90 ，与R并联的交流电压表为理想电表。 在t0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图17（乙）所示正弦规律变化。 求：-2.002.03.146.289.42/10-2Wbt /10-2sOdORBabcV（甲）（乙）（1）交流发电机产生的电动势的最大值；（2）写出感应电流瞬时函数表达式；（3）交流电压表的示

9、数；（4）线圈从图示位置转动90过程中通过电阻R的电量。（5）1min时间内外力对线框所做的功。16如图所示为一输电系统，A地有一台升压变压器，B地有一台匝数比为10:1的降压变压器，降压变压器副线圈上的电流为100A，输出功率是12kW,A、B两地输电线的电阻是20，求： （1）升压(shn y)变压器输出端的电压； （2）若不用变压器，要在B地得到同样大小的电流(dinli)和电功率，那么在A地要用多大的电压将电能输出？ （3）两情况下输电线上损失功率(gngl)之比是多少？17一个直流电动机的内电阻，与R=10的电阻串联接在线圈上，线圈从图示位置开始匀速转动，已知线圈面积S =m2，共1

10、0匝，线圈的电阻不计，匀强磁场T，转速n =60r/s，闭合开关S后电动机正常工作，电压表的示数为100V，VMR O S(1) 求线圈从图示位置转动的电动势的瞬时表达式 （2）电动机输出的机械功率5.如图所示的理想变压器,两个副线圈陌数分别为n1和n2.,当把电热器接在ab,使cd空载时,电流表的示数为I1；当把电热器接在cd,而使曲空载时,电流表的示数为I2,则I1：I2等于(A)n1n2(B)n21n22(C)n2n1(D)n22n1214.如图所示,灯泡L1和L2的规格完全相同,原线圈匝数比副线圈匝数多,下列判断中正确的是(). (A)变压器工作时,两灯有可能同时正常发光(B)L2正常

11、工作时,L1比L2暗(C)L2正常T作时,L1可能已烧毁(D)L1正常T作时,如可能已烧毁20.在对称的铁芯上绕有两个(lin )线圈.如图所示.当线圈1接入交流电时,线圈(xinqun)2上电压(diny)U2=13.2V；当线圈2接入同一交流电时,线圈1上电压u1=120V.求两个线圈的匝数比. 12面积为S的两个电阻相同的线圈，分别放在如图10所示的磁场中，图甲中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO轴匀速转动，图乙中磁场变化规律为BB0coseq f(2t,T)，从图示位置开始计时，则 A两线圈的磁通量变化规律相同B两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C经相同的时间

12、t(tT)，两线圈产生的热量相同D从此时刻起，经T/4时间，流过两线圈横截面的电荷量相同参考答案1AC【解析】试题分析：金属杆向右运动则说明金属杆受到向右的作用力，由左手定则可知电流的方向；由楞次定律可知左侧产生的磁通量的变化；则可知左侧电流的变化情况金属杆向右运动说明金属杆受到向右的安培力，由左手定则可知，金属杆中的电流由a到b；右侧线框中产生的磁通量向上；则由楞次定律可知，左侧线框中的磁场可能向下减小，也可能向上增加；左侧电流由上方进入，由安培定则可知，内部磁场方向向上；故产生以上现象只能是磁通量突然增加；故只能为A或C；故选AC考点：楞次定律；安培定则；左手定则点评(din pn)：减小

13、电阻(dinz)R的阻值时，电路中电阻减小，由欧姆定律可知电流将增大，则内部磁通量将增大2ABC【解析】导体棒ab在水平外力作用下，从t=0时刻开始往复运动，其速度(sd)随时间变化的规律是v=vmsin(t)，产生的感应电动势为E=BLv=BLvmsin(t)，为正弦交变电流，导体棒两端的最大电压为BLvm，变压器原线圈输入电压有效值为U1=BLvm/，由变压公式可得副线圈输出电压有效值U2=BLvm/(k)，输出功率为P=，电阻R上消耗的功率为，变压器原线圈电流，即任意时刻电流表的示数为，选项ABC正确；由能量守恒定律，从t=0至t=的时间内水平外力所做的功为W=PT/4+m=T+m，选项

14、D错误。3AD【解析】开关S断开时，根据，可得副线圈电压有效值为12V，则，又因为,所以电流表示数为0.4A，故A正确开关S断开时，两电阻总的电功率为，故B错误开关S闭合时，R1和R2两端的电压的有效值都是6V，则通过R1的电流，则通过R2的电流，根据，电流表的示数为有效值，所以可知电流表示数为，故C错误开关S闭合时，两电阻总的电功率为，故D正确故选AD4BC【解析】A、副线圈匝数不断增加(zngji)，输出电压不断增加，故电流不断增加，功率不断增加，故输入功率也增加，输入电流也增加，故A错误；B、副线圈匝数不断(bdun)增加，输出电压不断增加，P沿副线圈匀速上滑，故输出电压与时间成正比，故

15、电流与时间增加，由于其伏安特性曲线(qxin)为曲线，故B正确；C、P沿副线圈匀速上滑，故输出电压与时间成正比，故C正确；D、输出电压与时间成正比，输出功率为，故D错误；故选BC。5AC【解析】左侧输入一定电压,在右侧感应到变化后的电压.起变压作用。pa是左侧电路,输入恒定电压V1，ab是右侧电路,输出感应电压V2, V2=V1*(ab/pa)。根据能量守恒,左侧电路和右侧电路功率相同。pa增加,右侧输出电压减小-右侧电路功率降低-左侧电路功率降低-左侧是恒压,只有电流降低。A正确。Q上移,右侧电路电阻减小-右侧电路功率增加-左侧电路功率增加-左侧是恒压,只有电流增加。B错。pa增加,右侧输出

16、电压减小。C正确。右侧电压只和P的位置有关,Q的位置不影响。D错。故本题选AC。【答案】0.81，0.18【解析】接200 V时，U2200 V100 V，P额；接180 V时，U2U1180 V90 V，P；0.81P0.81P额0.8120 W16.2 WPIU2，IA0.18 A【答案】116，14【解析】令电阻B的电流为IB，由得：IA，又PI2R，故PAPBIA2RAIB2RBIA2IB2（IB）2IB2116因UIR，故UAUBIARAIBRBIAIB8(1) （2）（3）【解析(ji x)】试题(sht)分析：(1)线框在转动(zhun dng)过程中，ab边的线速度：（2分）产

17、生的感应电动势： (2分) (2) 在转过90过程中产生的是正弦交流电，电动势的最大值： (1分)电动势的有效值 (2分)在转过90过程中产生的焦耳热： (2分)(3)若转动后磁感应强度随时间按B=B0+kt变化，在线框中产生的感应电动势大小 (2分)在线框中产生的感应电流： (2分)线框ab边所受安培力的大小： (2分)考点：考查交变电流的形成点评：本题难度较大，熟记交变电流瞬时值的公式，峰值与有效值的关系，在求解焦耳热时利用的是有效值，由于磁感强度的变化，对本题增大了难度，要能熟练掌握法拉第感应定律才能顺利求解此题9（1）（2）t2=2.0h（3）【解析】（1）太阳光照6小时，可给路灯供电

18、t1小时，则太阳能光电池产生的电能为 （3分） （2分）（2）8m/s的风速(fn s)持续刮风6小时(xiosh)，则风能转化的电能为E2，,可供路灯(ldng)正常工作t2小时 （4分） （1分）t2=2.0h （2分）（3）设经3小时的光照和风吹，光能转化为电能为E3，风能转化为电能为E4， （1分） （1分） （2分） 设风力发电机转动产生交流电的峰值电压为Um （1分） （n为每秒的转速） （1分）代入得（1分） （1分）10（1） （2） 【解析】：（1）电路中产生的感应电动势有效值 电阻两端的电压即为电路中伏特表的示数。（2）由能量守恒可得，外力在一个周期内做的功就等于电的功：1

19、1（1）见解析(ji x) （2） （3）【解析(ji x)】（1）设线圈(xinqun)ab边的边长，bc边的边长。当线圈平面与磁场方向平行时，线圈中的感应电动势最大。 （1分）设此时ab边的线速度为v，则单匝线圈时ab边产生的感应电动势为cd边产生的感应电动势为n匝线圈产生的总感应电动势为 （1分）由于有 （1分）（2）线圈中的感应电动势有效值为： （1分）电路中电流的有效值 （2分）即电流表的示数为 （3）线圈转动的周期 T=，线圈转动N周的时间 （1分）依据焦耳定律，发电机线圈产生的焦耳热 （1分）解得 （1分）考点：交流电发电机12（1） （2）， （3）【解析】试题分析：（1）根据

20、公式，可得：，所以表达式为：（2）过程(guchng)中电流最大值为：，所以(suy)瞬时电流表达式为：，电压表的读数(dsh)为有效值，所以（3）根据法拉第电磁感应定律可得：考点：本题考查了交流的峰值、有效值以及它们的关系、交流发电机及其产生正弦式电流的原理。13(1)e6.28sin(100t/6)V (2) e3.14 V【解析】试题分析：(1)线圈的角速度为2n100 rad/s 产生的感应电动势的最大值为EmNBSNBabbc6.28 V 又刚开始转动时线圈平面与中性面夹角为30/6 故线圈中交变电动势的瞬时值表达式为eEmsin(t/6)6.28sin(100t/6)V (2)把t

21、0.01 s代入上式，可得此时感应电动势的瞬时值：e3.14 V考点：正弦交流电的瞬时值及瞬时值表达式。14（1）（2）（3）【解析】试题分析：（1）0t1时间内，线框中的感应电动势为：根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流为：（2）线框产生感应电动势的最大值：，感应电动势的有效值，通过电阻R的电流的有效值，线框转动一周所需的时间，此过程中，电阻R产生的热量：（3）线框从图甲所示位置转过90的过程中，平均(pngjn)感应电动势，平均(pngjn)感应电流：，通过电阻(dinz)R的电荷量：考点：法拉第电磁感应定律及交流电的最大值、有效值、平均值等。15（2）【解析】试题分析： 故-2.002.03.146.289.42/10-2Wbt /10-2sOdORBabcV（甲）（乙）考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；交流发电机及其产生正弦式电流的原理点评：