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1、一、选择题(本大题共10个小题，每小题5分，共计50分，每小题至少一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1有一个交变电流U311 sin 314t(V)，则下列说法中正确的是()A这个交变电流的频率是50 HzB它可以使“220 V,100 W”的灯泡正常发光C用交流电压表测量时，读数为311 VD使用这个交变电流的用电器，每通过一库仑的电量时，电流做功220 J【答案】ABD考点：交流电的描述。【名师点睛】根据电压表达式中各物理量的含义去分析周期、有效值瞬时值，由功率公式计算消耗的电功率。2如图用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负
2、载的电流图象如图1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、副线圈匝数比是12D. 负载电流的函数表达式i0.05sin(100t) A【答案】A【解析】试题分析：负载的功率，输入功率等于输出功率，A正确；输出电压的最大值，B错误；变压器原、副线圈匝数比等于电压之比，C错误；负载电流的函数表达式，D错误；故选A。考点：交流电瞬时值表达式、变压器的工作原理【名师点睛】根据图象知道负载电阻中电流的峰值和有效值，周期和角速度，根据输入功率等于输出功率，匝数之比等于电压之比分析各项3一根电阻丝接入100 V的恒定电压电路中，在1 min内产生的热量为Q
3、，同样的电阻丝接入正弦交变电流的电路中，在2 min内产生的热量也为Q，则该交流电压的峰值是()A141.4 V B100 V C70.7 V D50 V【答案】B考点：交流的峰值、有效值以及它们的关系。【名师点睛】交流电产生的热量根据焦耳定律用有效值研究，采用比例法与恒定电流相比较求出交流电的有效值，再由最大值与有效的关系求解峰值。4如图所示是一调压变压器原理图，如将它作为升压变压器使用，则()A将交流电源接在a、b端，用电器接在c、d端B将交流电源接在c、d端，用电器接在a、b端C将交流电源接在a、c端，用电器接在b、d端D若要进一步升压，应使P逆时针方向旋转【答案】B【解析】试题分析：将
4、交流电源接a、b端，用电器接在c、d端、为降压变压器，则A错误；将交流电源接c、d端，用电器接在a、b端原线圈匝数小于副线圈匝数为升压变压器，B正确；交流电源接在a、c端，用电器接在b、d端，为b、d短接，C错误；使P顺时针方向旋转，匝数比增大，D错误；故选B。考点：变压器的原理。【名师点睛】根据变压器的变压比等于匝数比，升压变压器原线圈的匝数小于副线圈的匝数。5如图所示，为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压某变电所电压u011 000sin 100t V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器 ()A原、副线圈匝
5、数比为501B副线圈中电流的频率是50 HzC原线圈的导线比副线圈的要粗D输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和【答案】AB考点：远距离输电。【名师点睛】根据原副线圈的匝数之比等于电压比求出原副线圈匝数比，根据原副线圈电流的大小判断线圈导线的粗细。6在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()At0.005 s时线框的磁通量变化率为零Bt0.01 s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311 VD线框产生的交变电动势频率为100 Hz【答案】B考点：交流电的产生和描述【名师点睛】由图乙可知特殊时刻的电动势
6、，根据电动势的特点，可判处于那个面上，由图象还可知电动势的峰值和周期，根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值。7图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1t2时间内 ()A电流表A1的示数比A2的小B电流表A2的示数比A3的小C电流表A1和A2的示数相同D电流表的示数都不为零【答案】C【解析】试题分析：原线圈中磁场如乙图所示变化，则副线圈中的磁通量均匀变化，故副线圈中产生恒定的电流，因线圈电阻不计，故线圈L对恒定电流没有阻碍作用，所以电流表A1和A2的读数相同，而
7、电容器“通交隔直”，所以电流表A3的读数为0只有C正确；故选C。考点：电磁感应、电感器和电容器。【名师点睛】由图可知副线圈电路中的磁通量的变化情况，则由电磁感应可得出产生的感应电流；根据电容器及电感器的性质可得出各表的电流大小。8如图5，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U.变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1n2和电源电压U1分别为()A122U B124UC214U D212U【答案】C考点：变压器的构造和原理。【名师点睛】理想变压器的输入功率和输出功率相等，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比并利用灯泡正常发光的电压与电流的值来构建原副线圈的电压与电流的关
8、系。9如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为31，图中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3正常发光，若保持电源输出电压U不变，滑动变阻器的滑片向上滑动，则L1、L2、L3 亮度的变化为 （ ）A.L1变亮 B. L2、L3变亮 C.L1变暗 D.L2、L3不变【答案】BC考点：变压器的原理。【名师点睛】结合电路动态分析判断电阻增大时电流的变化，根据电压电流与匝数的关系逐项分析，只要变压器匝数比不变，则变压比和变流比都不变。10如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n241，原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT(阻值随温度的升高而减小)及报警器P(有
9、内阻)组成闭合电路，回路中电流增加到一定值时报警器P将发出警报声，则以下判断正确的是()A变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u9sin(100t) VB电压表示数为9 VCRT处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声DRT处温度升高时，变压器的输入功率变小【答案】AC考点：变压器的构造和原理、正弦式电流的。【名师点睛】由图乙可知交流电压最大值Um=362V，周期T=0.02秒，可由周期求出角速度的值，则可得交流电压u的表达式 u=Umsint（V），由变压器原理可得变压器原、副线圈中的电流之比，输入、输出功率之比，Rt处温度升高时，阻值减小，根据负载电阻的变化，可知电流、电压变化。二、非选
10、择题(本题共6小题，共60分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(8分)如图所示，一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈，匝数比nAnBnC 421，在副线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当原线圈A与交变电源连接时，交变电流表A2的示数为I0，则交变电流表A1的示数为多少？【答案】【解析】考点：变压器的构造和原理。【名师点睛】根据欧姆定律可知：，根据电压与匝数成正比，可以求得原线圈的电压和副线圈C的电压，根据变压器的输入的功率和输出的功率相等可以求得原线圈A中的电流强度IA。12(8分)如图所示，圆形线圈共100匝，半径为r0.1 m，在匀强磁场中绕过
11、直径的轴OO匀速转动，磁感应强度B0.1 T，角速度为 rad/s，电阻为R10 ，求：(1)线圈由图示位置转过90时，线圈中的感应电流为多大？(2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图所示，图示位置为t0时刻)?(3)线圈转动过程中产生的热功率多大【答案】(1) 3 A(2)(3)45 W【解析】试题分析：(1)当从图示位置转过90时，线圈中有最大感应电流，最大感应电动势为.(2)由题意知：，即.(3)感应电流的有效值：发热功率：.考点：交流电的产生和描述【名师点睛】当从题图所示位置转过900时，线圈中有最大感应电流。图示位置为中性面，从中性面位置开始计时，表明瞬时值e与t是正弦关系，结合感
12、应电动势的瞬时值表达式有三个要素：最大值，角速度和初相位，只有从中性面开始计时时，瞬时值表达式才为，进而确定电流的瞬时值表达式；再根据有效值的含义求解电阻的发热功率。13(8分)一居民小区有440户，以前每户平均消耗电功率为100 W，使用的区间变压器匝数比为1656，恰好能使额定电压为220 V的用电器正常工作，现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为250 W，若变压器输入电压仍为6 600 V，区间输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用区间变压器，则此变压器的匝数比为多少？【答案】2209考点：远距离输电、变压器的原理。【名师点睛】未换变压器时，先根据变压比公式求解输出电压，得到
13、电压损失，根据欧姆定律求解输电线电阻；更换变压器后，先求解电压损失，得到输出电压，最后根据变压比公式求解更换后变压器的匝数比。14(10分)如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r0.10 m、匝数n20匝的线圈，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 T，线圈的电阻为R10.50 ，它的引出线接有R29.5 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，便有电流通过小电珠当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计)求：(1)小电珠中电流的峰值；(2)
14、电压表的示数；(3)t0.1 s时外力F的大小；(4)在不改变发电装置结构的条件下，要使小电珠的功率提高，可采取什么办法(至少说出两种方法)?【答案】(1)0.16 A(2)1.07 V(3)0.128 N (4)提高vm、用变压器 (3)当也就是T/4时，外力F的大小为：(4)提高vm、用变压器； 考点：交流电的描述。【名师点睛】（1）当线圈运动速度v最大时，线圈产生的感应电动势最大，感应电流达到最大线圈做切割磁感线产生的感应电动势，求出感应电动势的最大值，再由欧姆定律求解小电珠中电流的最大值；（2）线圈中产生的是正弦式电流，电压表测量灯泡电压的有效值由电流最大值求出电压的最大值，再求解有效值。15(12分)利用太阳能电池这个能量转换器件将太阳能转变为电能的系统又称光伏发电系统有一台内阻为1 的太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图8所示，升压变压器匝数比为14，降压变压器匝数比为41，输电线的总电阻R4 ，全校共22个班，每班有“220 V40 W”灯6盏，若全部电灯正常发光，则发电机输出功率多大？发电机电动势多大？输电效率多少？【答案】 由得：；其输入电流：；则；用户获得的实际功率：；则输电效率考点：远距离输电、变压器的构造和原理。【名师点睛】知道升压变压器的输出功率等于线路损耗功率和降压变压器的输入功率之和，发电机的输出功率等于升压变压器的输出功
