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高中物理选修3-2交变电流习题


选修 3-2 第五章 交变电流
1.在下图中,不能产生交变电流的是( )

2. 交流发电机在工作时的电动势 e=Emsinωt.若将线圈匝数、 线圈面积都提高到原来的两倍, 其他条件不变,则电动势变为( ) 1 1 A.e=2Emsinωt B.e=4Emsinωt C.e= Emsinωt D.e= Emsinωt 2 4 3.矩形线圈的匝数为

50 匝,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,穿过线圈的磁通 量随时间的变化规律如图所示.下列结论正确的是( ) A.在 t=0.1 s 和 t=0.3 s 时,电动势最大 B.在 t=0.2 s 和 t=0.4 s 时,电动势改变方向 C.电动势的最大值是 157 V D.在 t=0.4 s 时,磁通量变化率最大,其值为 3.14 Wb/s 4.矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,线 圈中的感应电动势e随时间变化如图所示,下面说法正确的是( ) A.t1 时刻通过线圈的磁通量为零 B.t2 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C.t3 时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D.每当 e 改变方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 5.如图所示,N=100 匝矩形线框以角速度ω =100π rad/s 绕 OO′轴匀速转动。ab=cd=0.2m, ad=bc=0.5m,磁感应强度 B=0.1T,试求: (1)线圈中产生的 O d a 感应电动势的最大值是多少?(2)从图示位置计时,感应电动 势的瞬时表达式?(3)由 t=0 至 t=T/4 过程中平均感应电动势 B 的大小?(4)若线圈总电阻为 100Ω ,则在 t=0 至 t=T/4 过程 B c b 中通过线圈某截面的电量是多少? O′

6.如图所示,单匝矩形闭合导线框 abcd 全部处于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中,线框面积为 S,电阻为 R.,线框绕与 cd 边重合 π 的竖直固定转轴以角速度 ω 匀速转动, 线框从中性面开始转过 的过 2 程中,求通过导线横截面的电荷量 q=_______________________ 7.如图 5-1-5 所示,一正方形线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感 线的对称轴 OO′匀速转动沿 OO′观察, 线圈逆时针转动, 已知匀强磁场的磁感应强度为 B, 线圈匝数为 n, 边长为 l, 电阻为 R, 转动的角速度为ω , 则当线圈转至图示位置时 ( ) A.线圈中感应电流方向为 abcda B.线圈中感应电流为

nBl 2? R

C.穿过线圈的磁通量为 0 O a d B b O′ c

D.穿过线圈的磁通量的变化率为 0 i t a b t1 t2 t3 t4

i

图 5-1-5 图 5-1-6 图 5-17 8.一根长直通电导线中的电流按正弦规律变化,如图 5-1-6、5-1-7 所示,规定电流从左向 右为正, 在直导线下方有一不闭合的金属框, 则相对于 b 点来说, 点电势最高的时刻在 a ( ) A. t1 B. t2 C. t3 D. t4 9.已知交变电流的瞬时表达式为 i=311sin314t,从 t=0 到第一次电流出现最大值( ) A.0.005s B.0.001s C.0.02s D.0.01s 10. 矩形线圈在匀强磁场中转动, 产生的感应电动势e=220 2 sin100π t(V), 正确说 ( A.交流电的频率是100πHz C.交流电的周期是0.02s B.t=0时线圈垂直于中性面 D..t=0.05s时,e有最大值 ) )

11.由交流电动势瞬时值表达式e=10 2 sin4π t(V),正确说法(

A.此交流电的频率是4π(Hz) B.此交流电的周期是0.5s C.当t=0.5s时,此交流电动势有最大值 D.当 t=0 时,产生此交流电的线圈平面与中性面重合 12. “220 V 100 W” 一只 的灯泡接在 u=311sin314t V 的交变电源上, 则下列判断正确 ( ) A.灯泡能正常发光 B.与灯泡串联的电流表的读数为 0.45 A C.与灯泡并联的电压表的读数为 220 V D.通过灯泡的电流表达式为 i=0.64sin314t A 13.一个电阻接在10V的直流电源上,它的发热功率为P,当接到电压U=10sinω t(V)的交流 电源上,它的发热功率是( ) A.0.25P B.0.5P C.P D.2P 14.把电热器接到110V的直流电源上,每秒产生的热量为Q,现把它接到交流电源E,每秒产 生的热量为2Q,则交流电压的最大值是( ) A.110 2 v B.220 2 V C.220V D.110V

15.如图5-2-4所示,矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转 动,沿着OO′方向观察,线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感强 度为B,线圈匝数为n,ab边的边长为l1,ad边的边长为l2,线圈电阻为R,转 动的角速度为 ? ,则当线圈转至图示位置时( ) A.线圈中感应电流的方向为 abcda B.线圈中的感应电动势为 2nBl2? C.穿过线圈磁通量随时间的变化率最大 小为
2 n 2 B 2 l1l2 ? R

D.线圈 ad 边所受安培力的大

16.对于理想变压器,下列说法中正确的是( ) A.原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大 B.原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大 C.原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化 D.当副线圈的电流为零时,原线圈的电压也为零 17.如图 5-4-1 所示为理想变压器原线圈所接交流电压的图象。 副线圈匝数比 n1∶n2=10∶1, 原、 原线圈电路中电流为 1A,下列说法正确的是( ) A.变压器输出端的交流电频率为 100Hz B.变压器输出端的电流为 10 2 A C.变压器输出端电压为 22V D.变压器的输出功率为 200 2 W 18.在某交流电路中,有一正在工作的变压器,原、副线圈的匝数分别为 n1=600 匝、n2=120 匝,电源的电压为 U=311sin100πtV,原线圈中串联一个 0.2A 的保险丝,为保证保险丝不 被烧毁,则说法正确( ) A.负载功率不能超过 44W B.副线圈电流的最大值不能超过 1A C.副线圈电流的有效值不能超过 1A D.副线圈电流的有效值不能超过 0.2A 19. 有两个输出电压相同的交流电源,第一个电源外接一个电阻 R1,第二个电源外接一个变 压器,变压器的初级线圈匝数为 n1,次级线圈的匝数为 n2,变压器的负载为一个电阻 R2, 测得两个电源的输出功率相等.则此两电阻大小之比 R1∶R2 为( ) A.n1∶n2 B.n2∶n2 1 2 C.n2∶n1 D.n2∶n2 2 1 20.如图 5-4-3 所示,理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡 L1 和 L2。导线的等效电 阻为 R。现将原来断开的开关 S 闭合,若变压器原线圈两端的电压保持不变,则下列说法中 正确的是( ) A.副线圈两端的电压不变 B.通过灯泡 L1 的电流增大 C.原线圈中的电流减小 D.变压器的输入功率减小 A u

~

R

V

5-4-3 5-4-4 21.如图 5-4-4 所示,理想变压器的原线圈接在 u=220 2 sin(100πt) (V)的交流电源上, 副线圈接有 R=55 Ω 的负载电阻。原、副线圈匝数之比为 2∶ 1。电流表、电压表均为理想电 表。下列说法正确的是( ) A.原线圈中电流表的读数为 1 A B.原线圈中的输入功率为 220 2 W C.副线圈中电压表的读数为 110 2 V D.副线圈中输出交流电的周期为 50s 22.图 5-4-5 中的变压器为理想变压器,原线圈的匝数 n1 与副线圈的匝数 n2 之比为 10 : 1。变 压器的原线圈接如图 5-4-6 所示的正弦式电流,两个 20Ω 的定值电阻串联接在副线圈两端。 电压表○为理想电表。则( V ) A.原线圈上电压的有效值为 100V B.原线圈上电压的有效值约为 70.7V C.电压表○的读数为 5.0V V D.电压表○的读数约为 3.5V V

图 5-4-8 23.如图 5-4-8 所示,一理想变压器上绕有 A、B、C 三个线圈,匝数比 nA:nB:nC=4:2: 1,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?

24. 某小型水电站的电能输送示意图如图 5-5-1 所示, 发电机通过升压变压器 T1 和降压变压 器 T2 向用户供电。已知输电线的总电阻为 R ,降压变压器 T2 的原、副线圈匝数之比为 4∶1, 降压变压器副线圈两端交变电压 u=220sin100? tV , T2 T1 降压变压器的副线圈与阻值 R0 ? 11? 的电阻组成闭 R 合电路。若将变压器视为理想变压器,则下列说法中 发 电 R0 图 1 机 ~ 正确的是( ) A.通过 R0 电流的有效值是 20A B.降压变压器 T2 原、副线圈的电压比为 4:1 C.升压变压器 T1 的输出电压等于降压变压器 T2 的输入电压 D.升压变压器 T1 的输出功率大于降压变压器 T2 的输入功率 25.图 5-5-2 所示,有一台交流发电机 E,通过理想升压变压器 T1 和理想降压变压器 T2 向 远处用户供电,输电线的总电阻为 R。T1 的输入电压和输入功率分别为 U1 和 P1,它的输出 电压和输出功率分别为 U2 和 P2;T2 的输入电压和输入功率分别为 U3 和 P3,它的输出电压 和输出功率分别为 U4 和 P4。 T1 的输入电压 U1 一定, 设 当用户消耗的电功率变大时, 有( ) A.U2 减小,U4 变大 B.U2 不变,U3 变小 C.P1 变小,P2 变小 D.P2 变大,P3 变大

26. 供电网中某一居民小区的用户变压器输入电压为 U1=1×104 V, 匝数比为 125∶3.原来小 区各用户用电总功率为 44 kW,由于用电功率随生活条件的改善而增加,现在小区各户居民 用电总功率增加到 88 kW,打算在不改变线路的情况下更换一台用户变压器.设新用户变压 器的输入电压仍为 U1=1×104 V 不变,且用电器户正常工作电压为 220 V.求: (1)居民小区输电线路的电阻 R 线;(2)新更换的用户变压器的原、副线圈匝数比.


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