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1、交变电流检测(满分：100分，时间：90分钟)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1边长为L的正方形闭合线圈共n匝，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度绕垂直于磁感线并在线圈平面内的轴匀速转动，要使线圈中的感应电流增大1倍，下列措施可采用的是()A只将角速度增大1倍B只将线圈边长L增大至2LC只将线圈匝数增加至2nD只将磁感应强度增至2B解析：选BD.由EmnBSnBL2所以eEmsintnBL2sint又R所以iS截 sint可知B、D正确2下列说法中，正确的是()A电感
2、对交流的阻碍作用是因为电感器存在电阻B电容对交流的阻碍作用是因为电容器的电阻C感抗、容抗和电阻一样，电流通过它们做功时都是电能转化为内能D在交变电路中，电阻、感抗、容抗可以同时存在答案：D图573.如图57所示，一理想变压器由一个初级线圈和两个次级线圈组成，当此变压器工作时，初级和次级线圈的匝数、电流、电压均在图中标出，则下列几组关系式中正确的是()A.，B.，Cn1I1n2I2n3I3D.答案：AC4如图58所示，变压器线圈匝数分别为n11100匝，n260匝，n345匝现将220 V的交流电加在线圈n1两端，若需对用电器R供3 V的电压，则应()图58A将a接到d，b接到cB将a接到bC将
3、a接到c，b接到dD以上均不对答案：C5图59中图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化下列说法正确的是()图59A图1表示交流电，图2表示直流电B两种电压的有效值相等C图1所示电压的瞬时值表达式为u311sin100t VD图1所示电压经匝数比为101的变压器变压后，频率变为原来的解析：选C.图1、2均表示交流电，故A错；图1是正弦式交流电，周期为2102s，所以100 rad/s，所以电压的瞬时值表达式为u311 sin100t V，故C选项对；图1和图2的有效值并不相同，B错；变压器只能改变交流电的电压，不能改变交流电的频率，故D错6如图510所示，一理想变压器的
4、原、副线圈匝数比为31，图中四只灯泡完全相同，在L1、L2、L3正常发光的条件下，若断开L4，则()图510AL1、L2、L3变亮BL1、L2、L3变暗CL1变亮，L2、L3变暗 DL1变暗，L2、L3变亮解析：选D.当断开L4时，灯泡L2、L3的并联电阻比L2、L3、L4的并联电阻大，所以副线圈中的电流减小，副线圈的输出功率减小，则原线圈的输入功率也减小，所以通过原线圈的电流将减小，所以L1变暗，而原、副线圈两端电压变大，L2、L3两端的电压变大，因此L2、L3变亮7某发电厂用2.2 kV的电压将电能输送到远处的用户，后改用22 kV的电压，在原有输电线路上输送同样的电功率要将2.2 kV的
5、电压升高至22 kV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数和前后两种输电方式消耗在输电线上电功率之比为()A1800,101 B1800，101C1800,1001 D1800，501解析：选C.输电线上消耗的电功率PR线，则输电线上消耗功率之比为P1P21001，由知n2n11800.8某变压器原、副线圈匝数比为559，原线圈所接电源电压按图511所示规律变化，副线圈接有负载，下列判断正确的是()图511A输出电压的最大值为36 VB原、副线圈中电流之比为559C变压器输入、输出功率之比为559D交流电源有效值为220 V，频率为50 Hz解析：选D.理想变压器中原、副线圈的电压与
6、原、副线圈的匝数成正比，可得输出电压的最大值为36 V，A选项错误原、副线圈的电流与匝数成反比，应为955，B选项错误变压器的输入功率与输出功率相等，C选项错误由图象可知交流电压的最大值为220 V，周期为0.02 s，所以有效值为220 V，频率为50 Hz，D选项正确9一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115.原线圈与正弦式交流电源连接，输入电压u如图512所示，副线圈仅接入一个10 的电阻则()图512A流过电阻的电流是20 AB与电阻并联的电压表的示数是100 VC经过1分钟电阻放出的热量为6103 JD变压器的输入功率是1103 W解析：选D.设输入电压U1，输出电压为U2，由知U
7、2100 V，I A10 A，故选项A、B错误；1分钟内电阻产生的热量QI2Rt1021060 J60000 J，故选项C错误；P输入P输出1103 W，故选D正确10如图513所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1n210001，n3n41100，图中电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则高压输电线的送电功率为()图513A2.2103W B2.2102WC2.2108W D2.2104W解析：选C.由互感器中电压、电流与匝数关系得高压线路中U220 kV，I1000 A，所以其输送功率PIU2.2108W.11如图514所示，在远距离输电过程中，若保持原线圈
8、的输入功率不变，下列说法正确的是()图514A升高U1会减小输电电流I2B升高U1会增大线路的功率损耗C升高U1会增大线路的电压损耗D升高U1会提高电能的利用率解析：选AD.提高输电电压U1，由于输入功率不变，则I1将减小，又因为I2I1，所以I2将减小，故A对，线路功率损耗P损I22R，因此功率损耗在减小，电压损失减小，故B、C错误，因线路损耗功率减小，因此利用率将升高12如图515所示，理想变压器的原副线圈的匝数比n1n221，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损
9、失不计，则图中电压表的读数为()图515A4IR B.C4IR D.IR解析：选D.根据电流与匝数的关系知变压器的输出电流为，电动机消耗的总功率为P2mgv，又变压器的输入功率P1UIP2mgv，则U整理得D项正确二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分将答案填在题中横线上)13有一个电子元件，当它两端的电压的瞬时值高于u110 V时则导电，低于u110 V时不导电，若把这个电子元件接到220 V,50 Hz的正弦式交变电流的两端，则它在1 s内导电_次，每个周期内的导电时间为_解析：由题意知，加在电子元件两端电压随时间变化的图象如图所示，表达式为u220sin t V.其中2f，f50
10、 Hz，T0.02 s，得u220sin 100t V.把u110 V代入上述表达式得到t1 s，t2 s所以每个周期内的通电时间为t2(t2t1) s s.由所画的ut图象知，一个周期内导电两次，所以1 s内导电的次数为n2100.答案：100 s14某集装箱吊车的交流电动机输入电压为380 V，则该交流电压的最大值为_V当吊车以0.1 m/s的速度匀速吊起总质量为5.7103 kg的集装箱时，测得电动机的电流为20 A，则电动机的工作效率为_(g取10 m/s2)解析：交流电机输入电压380 V是有效值，其最大值应为380 V工作效率100%100%75%.答案：38075%三、计算题(本
11、题共4小题，共40分，计算题必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位，只写出最后答案的不得分)15(8分)(2010年株洲市期末)如图516所示，变压器原线圈n1800匝，副线圈n2200匝，灯泡L标有“10 V,2 W”，电动机D的线圈电阻为1 .将交变电流u100sin100t V加到理想变压器原线圈两端，灯泡恰能正常发光求：图516(1)副线圈路端电压(有效值)；(2)电动机D的电功率解析：(1)原线圈电压U1100 V副线圈电压U2U125 V.(2)灯泡正常发光，则副线圈电流I20.2 A电动机的电压UDU2UL15 V电动机的电功率PDUDI23 W.答案：(1)25
12、 V(2)3 W16(8分)(2010年鞍山市期末)如图517所示，变压器原线圈输入电压为220 V，副线圈输出电压为36 V，两只灯泡的额定电压均为36 V，L1额定功率为12 W，L2额定功率为6 W试求：图517(1)该变压器的原、副线圈匝数比(2)两灯均正常工作时原线圈的电流，以及只有L1正常工作时原线圈中的电流解析：(1)由U1/U2n1/n2得：n1/n2220/3655/9.(2)两灯均工作时，P1P2U1I1I1(P1P2)/U1(126)/220 (A)0.082 A只有L1灯工作时，P1U1I2I2P1/U112/220 A0.055 A.答案：(1)559(2)0.082
13、 A0.055 A17(12分)(2010年盐城市期末)如图518所示，在B0.5 T的匀强磁场中，有一个n100匝的矩形线圈，边长L10.1 m，L20.2 m，线圈从图中位置开始绕中心轴OO以角速度314 rad/s逆时针方向匀速转动，求：图518(1)线圈中产生的感应电动势的最大值和有效值；(2)线圈转过1/4周过程中感应电动势的平均值；(3)线圈转过30时感应电动势的瞬时值解析：(1)感应电动势最大值EmnBS314 V感应电动势有效值E157V222 V.(2)线圈转过周过程中感应电动势平均值200 V.(3)感应电动势的瞬时表达式eEmcost314cos 314t V线圈转过30
14、时感应电动势e314cos 30V157 V272 V.答案：(1)314 V222 V(2)200 V(3)272 V18(12分)如图519所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输出电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV高压输电，最后用户得到220 V,9.5 kW的电力，求：图519(1)水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1/n2.(2)输电线路导线电阻R.(3)用户降压变压器原、副线圈匝数比n3/n4.解析：升压变压器的原、副线数匝数之比应等于发电机的电压和升压变压器的输出电压之比已知输入功率为10 kW，而用户得到功率为9.5 kW，所以损失的功率为0.5 kW，它应等于导线的电阻与输送电流的平方之积输送电流应等于输送功率与升压变压器的输出电压之比而降压变压器的原、副线圈匝数之比
