物理二轮复习专题十一-交流电路的分析与计算（测试）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精专题测试1、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知11234560100u/Vt/10－2sA．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin（25t）VB．该交流电的频率为25HzC．该交流电的电压的有效值为100D．若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W答案:BD2、将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是（）A．电路中交变电流的频率为0.25HzB．通过电阻的电流为AC．电阻消耗的电功率为2.5WD．用交流电压表测得电阻两端的电压是5V解析：从图中可以看出，电流的周期为s，所以频率为25Hz．电压的峰值为5V，所以通过电阻的电流的峰值为1A,用交流电表测量的是电压和电流的有效值．正弦交流电的有效值是峰值的倍，所以D错误．根据电功率的计算公式有W,所以C正确．答案:C3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1,原线圈接正弦交流电，副线圈接入“220V,60W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则（）～～×AA．电流表的示数为AB．电源输出功率为1200WC．电流表的示数为AD．原线圈端电压为11V4．如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关．P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是（）UU1I1I2RPSabA．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D．保持U1不变,S接在b端，将P向上滑动，则I1减小解析：S由b切换a时，副线圈匝数增多，则输出电压U2增大，R1消耗的功率增大，由变压器功率关系可知,其输入功率也增大，故I1增大，所以A错C对；S由a切换b时,副线圈匝数减少，则输出电压U2减小,I2减小，B对；P向上滑动时,R减小，I2增大，由电流与匝数的关系可知,I1增大，D错．答案：BC5．钳形电流表的外形和结构如图4(a）所示．图4（a）中电流表的读数为1。2A．图4（b）中用同一电缆线绕了3匝，则（）图4（a）图4（a）A铁芯图4（b）A．这种电流表能测直流电流，图4（b）的读数为2。4AB．这种电流表能测交流电流，图4（b）的读数为0。4AC．这种电流表能测交流电流，图4（b）的读数为3。6AD．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图4（b)的读数为3。6A6、在图A—13-55-5所示电路中，L为电感线圈，R为灯炮，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交变电流源的电压u=220sinl00πt（V)．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz,下列说法正确的有()图A-13-55-5图A-13-55-5A．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变暗D．灯泡变亮7、在绕制变压器时，某人将2个线圈误绕在如图A-13—56-4所示的变压器铁芯的左右两个臂上,当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，而另一半则通过中间的臂，已知线圈1和2的匝数比为2：1,在不接负载的情况下（）图A-13-56-4图A-13-56-4A．当线圈1输入电压为200V时，线圈2输出电压为110VB．当线圈l输入电压为220V时，线圈2输出电压为55VC．当线圈2输入电压为110V时，线圈1输出电压为220VD．当线圈2输入电压为110V时，线圈l输出电压为110V解析:当线圈1接220V的交流电压时，设穿过线圈1的磁通量为Ф，依题意则穿过线圈2的磁通量为，若线圈1的匝数为n,则线圈2的匝数为，根据法拉第电磁感应定律得;；整理得.当线圈2接在110v的交流电压时，设穿过线圈2的磁通量为Ф’，则穿过线圈1的磁通量为Ф’/2，由法拉第电磁感应定律得：，整理得.8、根据麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是（)A．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场B．均匀变化的电场将产生稳定的磁场，均匀变化的磁场将产生稳定的电场C．振荡的电场在周围空间产生振荡的磁场D．电磁波产生的条件是电路中有快速振动的电荷解析：稳定的磁场不是变化的磁场，不能产生电场，稳定的电场也不能产生磁场．振荡的电场，就是周期性变化的电场．n2n2n3R220Vn16。理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝，电源电压为U1=220V。n2上连接的灯泡的实际功率为36W，测得初级线圈的电流为I1=0.3A,求通过n3的负载R的电流I3。解析：由于两个次级线圈都在工作,所以不能用I∝1/n，而应该用P1=P2+P3和U∝n。由U∝n可求得U2=36V,U3=1000V；由U1I1=U2I2+U3I3和I2=1A可得I3=0.03A。7.在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中,能正确反应其工作原理的是AAAAA零线火线火线零线零线火线零线火线A.B.C.D.8.如图,为一理想变压器，K为单刀双掷开关,P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流强度,则A。保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B。保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小C。保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D。保持P的位置不变，K合在a处,若U1增大，I1将增大解析:K由a合到b时，n1减小，由U1/U2=n1/n2，可知U2增大,P2=U22/R随之增大，而P1=P2，又P1=I1U1，从而I1增大，A正确；K由b合到a时,与上述情况相反,P2将减小，B正确；P上滑时，R增大，P2=U22/R减小，又P1=P2，P1=I1U1，从而I1减小,C错误；U1增大，由U1/U2=n1/n2可知,U2增大，I2=U2/R随之增大,由I1/I2=n2/n1可知I1也增大,D正确。答案：ABD9.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图象如图1所示.则在（）A.t1、t3时刻线圈通过中性面B。t2、t4时刻线圈中磁通量最大C。t1、t3时刻线圈中磁通量变化率最大D.t2、t4时刻线圈平面与中性面垂直10。如图3所示，两条平行金属导轨竖直放置，其间有与导轨平面垂直的匀强磁场，金属棒ab沿导轨下滑，下滑过程中与导轨接触良好.金属棒、导轨、电流表A1和理想变压器原线圈构成闭合回路。金属棒ab在沿导轨下滑的过程中，电流表A1一直有示数，而电流表A2在某时刻之后示数变成了零，以下说法正确的是(）A。电流表A2示数等于零之前，金属棒必是变速运动B。电流表A2示数等于零之后，金属棒必是变速运动C。电流表A2示数等于零之前，金属棒必是匀速运动D。电流表A2示数等于零之后，金属棒必是匀速运动【解析】选A、D。A2示数等于零后，说明A1所在回路电流恒定不变，故金属棒匀速运动,B错D对。A2示数等于零前，A1所在回路中一定有变化的电流存在，故ab棒必做变速运动,A对C错,故选A、D。11。如图4所示的理想变压器,原、副线圈的匝数比为5∶1,原线圈接正弦交流电，电压u=10sinωt（V），输出端接有一个交流电流表、一个阻值为R=10Ω的定值电阻和一个线圈电阻为r=1Ω电动机.当输入端接通电源后，电流表读数为0。3A,电动机带动一重物匀速上升。下列判断中正确的是（）A.原线圈中的电流为1.5AB.定值电阻R的电功率为0.4WC.电动机的输出功率为0.19WD。电动机中的电流为0。2A12。现代家庭电器化程度越来越高,安全用电是一个十分突出的问题。（1）下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据从表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的______倍。(2）电路上有规格为10A的熔丝（俗称保险丝）,如图9中所示,用电器R的功率是1500W，这时通过熔丝的实际电流是多少?一个潮湿的人，手脚触电,为什么熔丝不会断(即熔丝不能保障安全)？【解析】（1）将每组干燥时的阻值和潮湿时的阻值相比,从表中可看出干燥时的阻值大约是潮湿时的阻值的40～80倍;（3分）(2）通过电阻R的电流为I1=P/U=1500W/220V=6。82A，（3分）人的手脚触电时,通过人体的电流为I2=U/R=220V/8000Ω=0。0275A（3分）所以熔丝中的总电流为I=6。82A+0。0275A=6。8475A〈10A，故熔丝不会熔断。(3分）答案:(1)40～80(2）见解析13.一台理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，两个副线圈的匝数分别是n2=60匝，n3=600匝,若通过两个副线圈中的电流强度分别是I2=1A，I3=4A，求原线圈中的电流强度.14.如图所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽,它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距3。5L。槽内有两个质量均为m的小球A和B，球A带电量为+2q，球B带电量为－3q，两球由长为2L的轻杆相连，组成一带电系统。最初A和B分别静止于左板的两侧，离板的距离均为L。若视小球为质点，不计轻杆的质量,在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E⑴球B刚进入电场时，带电系统的速度大小；⑵带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球A相对右板的位置。答案:对带电系统进行分析,假设球A能达到右极板，电场力对系统做功为W1，有：由此可以判定,球A不仅能达到右极板，而且还能穿过小孔,离开右极板.假设球B能达到右极板，电场力对系统做功为W2，有：由此判定，球B不能达到右极板综上所述,带电系统速度第一次为零时，球A、B应分别在右极板两侧。（1）电系统开始运动时，设加速度为a1，由牛顿第二定律：＝球B刚进入电场时，带电系统的速度为v1，有：求得：求得：可知，带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为:球A相对右板的位置为：15．某发电站的输出功率为kW，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电．已知输电导线的电阻率为，导线横截面积为m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%,求:(1)升压变压器的输出电压；（2）输电线路上的电压损失．解析：设线路电阻为R，线路的损失功率为P损,线路的损失电压为U损，发电站的输出功率为P,升压变压器的输出电压为U．由电阻定律,得：R＝＝25.6Ω，线路损失的功率P损＝4％P＝I2R，则＝125A．由P＝UI得：U＝＝8×104V,U损＝IR＝125×25。6＝3200V．16．如图所示，将单匝正方形线圈ABCD的一半放入匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=1T，让它以边界OO/为轴以角速度ω=100rad/s匀速转动，在AB、CD边的中点用电枢将电流输送给小灯泡，线圈边长L=0。2m，总电阻r=4Ω,灯泡电阻R=2Ω，不计P、Q接触电阻及导线电阻，求：17．为了测定和描绘“220Ｖ,40Ｗ”白炽电灯灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电.调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈Ｌ,绕在闭合的环形铁心上，输入端接在220Ｖ交流电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头Ｐ，移动它的位置，就可以使输出电压在０～250Ｖ之间连续变化,图13-4-13画出的是调压变压器的电路图符号。实验室内备有交流电压表．交流电流表．滑动变阻器．开关．导线等实验器材.（1)在图13—4—13中完成实验电路；（2）说明按你的实验电路图进行测量,如果电表内阻的影响不能忽略，在电压较高段与低压段比较那段的误差大？为什么？（3)如果根据测量结果做出的伏安特性曲线如图13-4—14所示，试根据图线确定,把两个完全相同的“220Ｖ40Ｗ”白炽电灯串联在220Ｖ交流电源的火线与零线间，这两只电灯消耗的总功率是多大?解析:（1）如答图1所示.电流表外接与内接都可以。(本题电源输出电压可调,因此用不着滑动变阻器)—————-—--————-——--—（6分)(2）如果采用电流表外接的，电压较高段误差更大，因为电压越高,灯丝电阻越大，由于电压表分流而造成的误差越大；如果采用电流表内接的，电压较低段误差更大，因为电压越小，灯丝电阻越小，由于电流表分压造成的误差越大.———-—————-——--——-—-(5分）（3）两个相同电灯串联在电路中，每个灯两端的电压都是110V，在图像上找到电压为110V时的电流值是0.22A，每一个灯消耗的功率约为24W,两灯消耗的总功率为48W.因此答案为48W±1W.—-----——--—---—-——-（5分)18、图13—4-15（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=90Ω,与R并联的交流电压表为理想电表在t＝0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13-4-15(乙）所示正弦规律变化求：（1）交流发电机产生的电动势的最大值；（2）电路中交流电压表的示数19、下表是一双桶洗衣机所用电动机的工作参数：图13—4—16是洗衣机洗涤时正转、反转和停的时间程序，若洗衣服的时间为15min，脱水的时间为2min，则洗涤一次衣服大约用电多少？20、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,额定电压为U的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，达到用电设备所在地，再通过一台降压变压器T2把电压降到用电设备的额定电压，供用电设备使用，如图13—4-17所示，这样改动后，当发电厂输出的功率仍为P0,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/N2以及降压变压器T2的原线圈与副线圈的匝数比n1/n221、曾经流行过一种自行车车头灯供电的小型交流发电机,图13—4-18为其结构示意图，图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定的转轴上的矩形线框，转轴过bc边中点，与ab边平行，它的一端有一半径ro=1。0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触,如图3所示当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动设线框由N=800匝导线圈组成,每匝线圈的面积S=20cm2,磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感强度B=0。010T，自行车