交变电流单元测试

交变电流单元测试一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分，第1〜5小题中只有一个选项符合题意，第6〜8小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得。分）41.有一交变电流如图所示，则由此图像可知（）A.它的周期是0.4saB.它的峰值是4AC.它的有效值是25AD.它的频率是0.8Hz解析：选B由图像可知T=0.8s,f=T=1.25Hz,故A、D错；由图像可知Im=4A,故B对；因为电流为非正弦式交流电，故有效值Iw&=2j2A,C错。.如图甲是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在如图乙所示的交变电源上，电热毯是由一理想二极管D（正向电阻为零，反向电阻为无穷大）与电热丝串联组成的。若电热丝的电阻为110Q,则下列说法正确的是（）甲 甲 乙、、》、,•__,,_-2A.交变电流的周期为1X10sB.用交流电压表测得电热丝两端的电压为110VC.通过电热丝的电流为2AD.电热丝在1min内产生的热量为1.32X104J解析：选D根据题图乙可知，交变电流的周期为0.02s,选项A错误；根据有效值的Um2一定义可得—R，2=Rt，解得U=110^2V,选项B错误；通过电热丝的电流I=R=>/2A,选项C错误；电热丝在1min内产生的热量Q=I2Rt=1.32X104J,选项D正确。.如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、中点的轴OO'以角速度3逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角0=45°时为计时起点，并规定当电流自0=45°时为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正，则下列四幅图像中正确的是（）V77V77解析：选C以线圈平面与磁场夹角0=45。时为计时起点，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b到时刻电流方向为b到a,则瞬时电流的表达式为 i=—Imsin[co计4选项c正确。4.4.如图所示，当交流电源的电压有效值 U=220V,频率f=50Hz时,3只灯Li、L2、L3的亮度相同（L无直流电阻），若将交流电源的频率变为f=100Hz,贝心 ）A.Li灯比原来亮 B.L2灯比原来亮L3L3灯比原来亮L3灯比原来暗解析：选A当交变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，因此Li变亮，L解析：选A当交变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，因此Li变亮，L2变暗。又因为电阻在直流和交流电路中起相同的作用，故L3灯亮度不变，所以A正确。5.如图所示，理想变压器的原线圈接入u=11000&sin100疝（V）的交变电压，副线圈通过电阻r=6◎的导线对“220V880W”的电器Rl供电，该电器正常工作。由此可知（）A.原、副线圈的匝数比为 50：1B.交变电压的频率为100HzC.副线圈中电流的有效值为 4AD.变压器的输入功率为880W解析：选C本题的易错之处是 “忽略导线电阻对电路的影响 ”由u=11000,2sin100曲V100曲V）可知U1=11000V,2f=100Kf=50Hz,选项B错误；由"220V880W”的电器器Rl正常工作可知I=PL=280A=4A,选项C正确；U2=Ul+I「，解得U2=244V,根据电压关系UJL=n1得詈管，选项A错误；根据功率关系得，P1=|2r+PL,解得P1=976u2n2n261W,选项D错误。

TOC\o"1-5"\h\z6.如图所示，水平铜盘半径为r,置于磁感应强度为B,方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘（电阻不计）绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度3做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器Ri与理想变压器的原线圈相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为n：1,变压器的副线圈与电阻为R2的负载相连，则（）A.变压器原线圈两端的电压为0当Ri不变时，通过负载Q的电流为0C.当Ri不变时，通过变压器副线圈的磁通量为0D.当Ri变化时，通过负载R2的电流为通过Ri电流的n倍解析：选AB水平铜盘匀速转动，相当于恒压电源，当Ri不变时,变压器原线圈中电7.如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接着定值电阻Ri、R2且Ri=R2,原、副线圈的匝数比ni：胴=2：i,交流电源电压为则（）Ri两端的电压为URi两端的电压为3U5U, 2UR2两端的电压为变压器原线圈中电7.如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接着定值电阻Ri、R2且Ri=R2,原、副线圈的匝数比ni：胴=2：i,交流电源电压为则（）Ri两端的电压为URi两端的电压为3U5U, 2UR2两端的电压为2U5R2两端的电压为解析：选AC输入的电压U应等于原线圈两端电压加上 Ri两端电压，即U=U1+UR1,则通过原线圈电流_ URi_ U—Ui玲_ Ur2_ U2 p中*_b_I!2_i d_dUi2 而Ii= Ri=Ri '而I2= R2= R2° 又因为I2=ni=2' Ri=R2'U2=i'所以代入可求得URi=U,UR2=2U^,A、C正确。5 58.某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材连接成如图所示的电路， A、B为理想变压器，灯Li、L2相同且阻值不变。保持理想变压器 A的输入电压不变，当开关S断开时，灯Li正常发光。则（ ）A.仅闭合S,Li变暗B.仅闭合S,A的输入功率变小C.仅将滑片P上移，Li变亮

D.仅将滑片P上移，A的输入功率变小解析：选AD仅闭合S,降压变压器副线圈中电流增大，引起输电线中电流增大，输电线上的电压损失增大，降压变压器原线圈两端的电压减小，因降压变压器原、副线圈匝数不变，所以降压变压器副线圈两端电压将减小，灯Li变暗，选项A正确；仅闭合S时输电线中电流增大，所以变压器A的输出功率增大，输入功率随之增大，选项B错误；仅将滑片P上移时，升压变压器副线圈匝数减少，则升压变压器副线圈两端电压减小，引起降压变压器原、副线圈两端的电压均减小，所以灯Li功率减小，且输电线上损失的功率也减小，升压变压器的输入功率减小，选项C错误，D正确。二、计算题(本题共3小题，共52分)(16分)如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为1.00外甲 乙接灯泡的电阻为9.0甲 乙O(1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；(2)转动过程中穿过线圈的最大磁通量；⑶线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功。解析：(1)由题图得100兀rad/s所以发电机产生的电动势e=EmSin④n6>/2sin100t(V)则流经灯泡的电流i=—e—=0.6V2sin100t(A)。R+r(2)由Em=BS⑼Em=6>/2V,3=100兀rad/s...Em3；22得①=BS=-Wb=2.7X10Wb。350兀Em(3)E=^2=6V，外力所做的功W=Q=-E^T=7.2X10-2J。R+r

答案:(1)i=0.6赤sin100t(A)(2)2.7X102Wb一2(3)7.2X10J(18分)如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的士匀分布的磁场。已知线圈的匝数n=100,电阻r=1.0。所围成的矩形的面积S=0.040m2;小灯泡的电阻R=9.0Q磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=nBmMcos不，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻随温度的变化，求:(1)线圈中产生感应电动势的最大值。(2)小灯泡消耗的电功率。⑶在磁感应强度变化的⑶在磁感应强度变化的0〜T时间内,通过小灯泡的电荷量。•川(xiWt).71乙1,0

0.71乙L0解析：(1)由图像知，线圈中产生的交变电流的周期T=3.14X10-、由感应电动势瞬时值的表达式可知，感应电动势的最大值Em=nBmSTj5=8.0V。(2)电动势的有效值由1=~~~,Pr=I2RR+r可求得小灯泡消耗的电功率Pr=2.88Wo(3)由7=生，"E=nB^S,q=TTR+r工44可求得在磁感应强度变化的0〜T时间内，通过小灯泡的电荷量q=4.0X103Co答案：(1)8.0V(2)2.88W(3)4.0X103C(18分)某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电。当发电厂输出的功率为P0时，纯电阻用电设备消耗的功率为P1°若发电厂用一台升压变压器T1先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，到达用电设备所在地，再通过一台降压变压器T2把电压降到低于用电设备的额定电压后，供用电设备使用，如图所示。这样改动后，当发电厂输出的功率仍为P0时，用电设备可获得的功率增加至P2。试求所用升压变压器T1的原线圈与副线圈的匝

数比N1以及降压变压器T2的原线圈与副线圈的匝数比n1各为多少?N2n2解析：设发电厂的输出电流为旧输电线的电阻为