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1、人教版物理选修3-2第五章交变电流测试题一、选择题1、欲增大交流发电机的感应电动势而不改变频率,下面措施中不能采用的是( )A增大转速B增大磁感应强度C增加线圈匝数D增大线圈的包围面积 2一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动,产生交变电动势的瞬时表达式为e = 10sin 4pt,则( )A该交变电动势的频率为2 Hz B零时刻线圈平面与磁场垂直Ct0.25 s时,e达到最大值 D在1 s时间内,线圈中电流方向改变100次3我国家庭照明电路电压瞬时值可表示为( )Au380 sin 3.14t VBu311 sin 314t VCu220 sin 314t V Du36 sin 0.02t V4
2、一交变电流的图象如图1所示,由图可知( )A用交流电流表测该电流,示数为10 AB该交变电流的频率为100 Hz图1C该交变电流的有效值为10AD该交变电流瞬时值为i10sin 628t 图25如图2所示,正弦交流电压U的最大值为311V,负载电阻为100 ,若不考虑电表内阻对电路的影响,则交流电流表和电压表的读数分别为( )A2.2 A 311 VB3.1 A 311 V C2.2 A 220 V D3.1 A 220 V 6某电热器接在36 V直流电源上正常工作,功率为P。若接到u36 sin t V交流电源两极间,电热器的电阻不变,则它的功率为( )APBPCP DP7在电工和电子技术中
3、使用的扼流圈有两种:低频扼流圈和高频扼流圈。它们的区别在于( )A低频扼流圈的自感系数较大B高频扼流圈的自感系数较大C低频扼流圈能有效地阻碍低频交变电流,但不能阻碍高频交变电流D高频扼流圈能有效地阻碍高频交变电流,但不能阻碍低频交变电流8变压器原线圈1 400匝,副线圈700匝并接有电阻R,当变压器工作时原、副线圈中( )A电流频率之比为21B输入和输出功率之比为21C电流之比为21D输入端和输出端电压之比为219一理想变压器的原、副线圈匝数之比为41,若在原线圈上加u1 410 sin 100pt V的交变电压,则在副线圈的两端用交变电压表测得的电压是( )A250 VB352.5 VC20
4、3.8 VD327.5 V 10一理想变压器变压比为201,原线圈接入220 V电压时,将副线圈拆去18匝,输出电压为8 V,则该变压器原线圈的匝数应为( )A495匝B1 320匝C2 640匝D990匝图311如图3所示,理想变压器原线圈接在电压恒定不变的交变电源上,副线圈接有两个灯泡L1 、L2和一个电阻R。开始时,开关S是断开的。现将S闭合,则( )A副线圈两端的输出电压减小BL1变暗C原线圈的输入电流增大D交变电源的输出功率将增大12分别用220 V和1 100 V的电压输电,输送电功率相同,导线材料和送电距离也相同。若要输电线路上的功率损失也相同,则所用导线的截面积之比是( )A2
5、51B51C15D125 图413如图4所示电路中,L为电感线圈,R为灯泡,电流表内阻为零,电压表内阻无限大,交流电源u220sin 100pt。若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为100 Hz,下列说法正确的是( )A电流表示数增大B电流表示数不变C灯泡变暗D灯泡亮度不变14如图5所示,三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联,再将三者并联,接在220 V,50 Hz的交变电压两端,三只灯泡亮度相同。若只将交变电压图5的频率改为60 Hz,则( )A三只灯泡亮度不变 B三只灯泡都将变亮Ca亮度不变,b变亮,c变暗 Da亮度不变,b变暗,c变亮15如图6所示,理想变压器
6、的原、副线圈匝数比为15,原线圈两端的交变电压为u20sin 100 pt,氖泡在两端电压达到100 V时开始发光,下列说法中正确的有( ) A开关接通后,氖泡的发光频率为100 HzB开关接通后,电压表的示数为100 VC开关断开后,电压表的示数变大图6D开关断开后,变压器的输出功率不变二、填空题16一闭合线圈在匀强磁场中做匀角速转动,角速度为240p rad/min ,当线圈平面转动至与磁场平行时,线圈的电动势为2.0 V。设线圈从垂直磁场瞬时开始计时,则该线圈电动势的瞬时表达式为_;电动势在s末的瞬时值为_。17如图所示,7-a为电热毯的电路示意图,电热毯接在的电源插座上,电热毯被加热到
7、一定程度后,由于装置P的作用,使加在电热丝ab两端的电压变成如图7-b所示的波形,从而进入保温状态。若电热丝的电阻保持不变,此时图甲中交流电压表读出交流电的有效值是_V。图7ba18将u110sin 100t的交变电压接到“220 V,100 W”的灯泡两端,设灯丝的电阻不随温度变化,流过灯泡电流的最大值为_A;灯泡消耗的实际功率为_W19. 图8为一个交变电流随时间变化的图象,则此交变电流的电流有效值是_A。图8 三、计算题ROO图920如图9所示,今有一个长20 cm、宽10 cm,共有500匝的矩形线圈,在外力作用下在B0.10 T匀强磁场中,以恒定的角速度 w100p rad/s绕垂直
8、于磁场方向的固定轴OO匀速转动,发电机线圈两端与R100 的电阻构成闭合回路。求:(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值;(2)从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过90角的过程中通过电阻R横截面的电荷量;(3)线圈匀速转动10 s,电流通过电阻R产生的焦耳热。21发电厂的交流发电机输出电压恒为500 V,输出功率为100 kW。要将电能输送到远处的工厂。设计输电线上的功率损失为2%,输电线总电阻为20 ,用户得到的电压220 V。求:发电厂附近的升压变压器和用户附近的降压变压器的匝数比各多大?(所用变压器都看作理想变压器)22有一交变电压的变化规律为u311sin 314t,如果某个氖管,它的
9、两端电压等于或大于220 V时就会产生辉光,而小于220 V则不会产生辉光,给这只氖管两端加上述电压,则在1 s内氖管发光的时间是多少?23用均匀的金属丝绕成的长方形线框abcd,adbc3l,abcdl,线框可以绕ad、bc边上的MN轴以角速度w匀速转动,MN左侧空间无磁场,右侧空间中分布有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向里,MN恰在磁场边界上,aMbN2l,回路总电阻为R,初始时,线框平面垂直于磁场,如图10所示。求:图10(1)以电流方向沿abcda时为正,在i-t坐标系中作出电流随时间变化的图像(两个周期),并注明必要的坐标值(峰值、周期等)及其计算过程。(2)此电流的有效值I
10、等于多少?参考答案一、选择题1A解析:转速提高后,交流电的频率会发生变化。2AB 解析:频率为2 Hz,1 s内线圈中电流方向改变4次。3B4ABD5C 6C解析:功率要用有效值计算。7A解析:低频扼流圈不仅对低频交流电有较大的阻碍作用,对高频交流电的阻碍作用更大,相对高频扼流圈它的自感系数要大。高频扼流圈对低频交流电也有阻碍作用,只是比对高频交流电的阻碍作用要小。8D9A解析:交变电压表测得的电压是有效值。10B解析:原来,将副线圈拆去18匝后,两式联立得出结果。11BCD解析:副线圈两端电压由电源输入电压和原、副线圈匝数比决定,与开关通断无关,所以A错误。开关闭合后,副线圈右侧回路中的电阻
11、减小,电流I2增加,P2增加,P2P1U1I1,所以交变电源的输出功率变大,原线圈的电流也增大。副线圈两端的电压不变,两灯并联,总电阻减小,R两端电压变大,因此灯L1两端的电压变小,将变暗。12A解析:输电线上损失的功率为P损I2R()2 r,输送电功率P相同,导线材料 rl和送电距离都相同时,导线横截面积S与电压U2成反比。13C解析:由交流电压的瞬时值表达式可知电源频率开始为50 Hz,当变为100 Hz时,线圈的感抗增大,则线路中电流减小,电灯消耗的电功率减小,灯泡变暗。14D解析:当电压的频率增高时,纯电阻支路的电流没发生变化;而电感性电路对高频交流电的阻碍作用强了,因此,b会变暗;电
12、容性电路对高频交流电的阻碍作用减小,因此,c灯会变亮15AB解析:变压器不改变交变电流的频率,原线圈的频率为50 Hz,故副线圈中电流的频率为50 Hz。由于在一个周期的时间内氖泡要发光两次,故氖泡发光频率为100 Hz。原线圈电压的有效值为20 V,根据变压比知副线圈两端的电压有效值为100 V,此即交流电压表的示数。开关断开后,电压表永远测的是线圈两端电压,保持不变。开关断开,负载电阻增大电压不变,故输出功率减小。二、填空题16e2.0 sin 4pt;e1 V 解析:当线圈平面转动至与磁场平行时,此时两边都垂直切割磁感线,线圈的电动势为最大值,角频率w240 p rad/min4p ra
13、d/s,eEm sin wt2.0 sin4pt V。17156 V解析:图乙的交流电与正弦交流电相比,在一个周期内产生的热量减小了一半。峰值为311 V的正弦交流电电压的有效值是U220 V,此交变电流在一个周期T内通过电阻R产生的热量为Q1,若有一电压为U的直流电也在T时间内通过电阻R,则产生的热量为Q2T, 根据有效值的定义有 Q1Q2, 所以,此交变电流电流的有效值为156 V。180.23 A;25 W解析:灯丝电阻为484 ,电压的有效值为110 V,Im0.23 A,PUI25 W195 A解析:设此交变电流有效值为I,则在一个周期T内通过电阻R产生的热量为Q1(4)2R(3)2
14、 R若有一电流为I的直流电也在T时间内通过电阻R,则产生的热量为 Q2I2RT根据有效值的定义有Q1Q2所以,此交变电流电流的有效值为5 A。三、计算题20解答(1)线圈中感应电动势的最大值 EmnBSw3.1102 V (2)设从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过90角所用时间为t。线圈中的平均感应电动势n 通过电阻R的平均电流 在t时间内通过电阻横截面的电荷量QtQ=1.0102 C (3)矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流,电阻两端电压的有效值UEm。经过t10 s,电流通过电阻产生的焦耳热Q热t 解得Q热4.9103 J21解答:Pr2%P12 000 W,由PrIr2r,得Ir10 A,即升压变压器次级线圈的电流I1 和降压变压器初级线圈的电流I2都是10 A。