人教版高中物理选修3-2交变电流练习题

人教版高中物理选修3-2交变电流练习题

高中物理学习材料（灿若寒星整理制作）——交变电流练习题一、选择题1.单匝矩形线圈abcd边长分别为l1和l2，在匀强磁场中可绕与磁场方向垂直的轴OO'匀角速转动，转动轴分别过ad边和bc边的中点，转动的角速度为ω。磁场的磁感应强度为B。图为沿转动轴OO'观察的情况，在该时刻线圈转动到ab边的速度方向与磁场方向夹角为θ，此时线圈中产生的感应电动势的瞬时值为（）A.2Bl1l2ωcosθB.3Bl1l2ωsinθC.Bl1l2ωcosθD.Bl1l2ωsinθ解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的瞬时值为：ε=-dΦ/dt，其中Φ为磁通量。在题目中，线圈匀角速转动，磁通量Φ=B·S·cosθ，其中S为线圈面积，θ为速度方向与磁场方向夹角。则感应电动势的瞬时值为：ε=-d(B·S·cosθ)/dt=Bl1l2ωcosθ。因此，选C。2.规律可用右图表2。某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量φ随时间的变化示，那么在图中（）A.t1和t2时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大B.t3时刻，线圈中的感应电动势为零C.t2时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零D.t4时刻，线圈中的感应电动势达最大值解析：根据题目中给出的规律图，可以看出在t1和t2时刻，磁通量φ的变化率最大；在t3时刻，磁通量φ不变，因此感应电动势为零；在t2时刻，磁通量φ的变化率为零；在t4时刻，磁通量φ的变化率次大，因此感应电动势次大。因此，选A。3.一交流电压的图像如图所示，将该交流电压加在一阻值为22Ω的电阻两端，下列说法中正确的是（）A.该电阻消耗的功率为1100WB.该交流电压的瞬时值表达式为u=1102sin100πt(V)C.并联在该电阻两端的交流电压表的示数为1102VD.流过电阻的电流方向每秒改变50次解析：根据题目中给出的交流电压的图像可以看出，该电压的最大值为1100V，因此其有效值为1100/√2≈776.9V。根据欧姆定律，电流为I=U/R=776.9/22≈35.31A。因此，该电阻消耗的功率为P=I²R≈1100W。因此，选A。4.远距离输电线路的示意图（如下）若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的（）A.升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B.输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定C.当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压解析：根据题目中给出的示意图，可以看出输电线路中包含了升压变压器和降压变压器。根据变压器的原理，输出电压与输入电压之比等于副线圈匝数与原线圈匝数之比，即U2/U1=N2/N1。因此，选D。5.一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q调节，如右图所示。在副线圈两输出端连接了定值电阻R和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则（）A.保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B.保持Q位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C.保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D.保持P位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小解析：根据理想变压器的原理，变压器的输入电流与输出电流之比等于副线圈匝数与原线圈匝数之比，即I1/I2=N2/N1。在本题中，原线圈连接了一只交流电流表，因此电流表的读数等于I1。根据欧姆定律，I2=U2/(R+R')，其中U2为副线圈两输出端之间的电压，R为定值电阻的电阻值，R'为滑动变阻器的电阻值。因此，I1/I2=N2/N1=U1/U2=(R+R')/R'。因此，当保持Q位置不动，将P向上滑动时，R'减小，因此I1增大，选A。6.照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路上安接一漏电保护器，如图所示，当漏电保护器的ef两端未接有电压时，脱扣开头K能始终保持接通，当ef两端有一电压时，脱扣开关K能够起到触电保护、过流保护和过压保护的作用。其中，选项A中的说法正确，当站在地面上的人触及b线时（单线接触电），脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用。选项B中的说法也正确，当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用。选项C中的说法错误，脱扣开关并不能起到过压保护的作用。选项D中的说法正确，当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时（双线触电），脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用。7.当交流发电机的转速增加到原来的两倍时，交流发电机线圈转动的角速度为2ω，感应电动势的最大值为2E_m。8.在电热毯被加热到一定温度后，由于P的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过，即电压变为一个半周期的矩形波形。此时交流电压表的读数为156V。9.由于是理想变压器，所以原、副线圈的电功率相等，即P_A=P_B。根据电压的分配规律，U_A/U_B=n_1/n_2=4，所以U_A=4U_B。10.(1)根据电功率公式P=U_eff^2/R，可得理想变压器次级线圈两端电压的有效值为100V。(2)根据变压器的电压变比公式U_1/U_2=n_2/n_1，可得原、副线圈的匝数之比为n_1/n_2=1/10。11.(1)根据法拉第电磁感应定律，通过金属圆环某横截面的电荷量q等于磁通量φ对时间t的导数，即q=dφ/dt。在t=0到t=T的时间内，通过