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交变电流单元测试题


交变电流单元测试题
一、 选择题(每道小题 3分 共 36分 ) 1、 对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象, 下列说法中正确的是 A、电流大小变化,方向不变,是直流电 B、电流大小、方向都变化,是交流电 C、电流最大值为0.2A,周期为0.01s D、电流大小变化,方向不变,不是直流电,是交流电 2、 对于理想变压器来说,下列说法中不正确的是 A、变压器是利用互感现象制成的 B、变压器可以改变各种电源的额定功率 C、变压器不仅能改变电压,还同时改变电流 D、变压器的初级电流随次级电流的增大而增大 3、 如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:3,次级回路中联入三个均标 有 “ 36V , 40W ” 的 灯 泡 , 且 均 正 常 发 光 , 那 么 , 标 有 “36V、40W”的灯泡A A、也正常发光 B、将被烧毁 C、比另三个灯暗 D、无法确定 4、 面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场 中,从中性面起以角速度ω 匀速转动,在t时刻线圈磁通量的瞬时值为 A、BS B、BScosω t C、BSsinω t D、BS/sinω t 5、 如图所示,矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动,已 知线圈在转动中产生的感应电动势最大值为 E m (V),转动的角速度为ω (rad/s)。若线圈转到图示位置开始计时,那么下列四个式子中正确表达了该线 圈上产生的电动势e随时间变化的函数式是 A、e= E m sinω t(V) C、e= E m sin(ω t+90°)(V) B、e= E m cosω t(V) D、e= E m cos(ω t+90° )(V)

6、两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电 与方形交流电,它们电流的最大值相等,如图所 示,则两只电阻的热功率之比是 A、1:4 B、1:2 C、1: 2 D、1:1 7、 交流电源电压u=20sin(100 ω t)V,电路中电阻R=10 Ω 。则如右图电路中电流表和电压表的读数分别为 A、1.41A,14.1V B、1.41A,20V C、2A,20V D、2A,14.1V

8、 如图所示,理想变压器原线圈匝数为 n1 ,两个副线圈匝数分别为n2 和n3 ,且 n1:n2:n3=4:2:1,输入电压U1=16V,R1=R2=10Ω ,则输入的电流I1大小是

A、0.4A

B、0.1A

C、0.5A

D、以上答案都不对

9、在某交流电电路中,有一个正在工作的变压器,它的原线圈匝数 n1 ? 600 匝,电 源电压为 U1 ? 220V,原线圈串联一个 0.2A 的保险丝,副线圈 n2 ? 120匝,为保证保险 丝不被烧断,则:( )

A、负载功率不能超过 44W;B、副线圈电流最大值不能超过 1A; C、副线圈电流有效值不能超过 1A;D、副线圈电流有效值不能超过 0.2A. 10、 图是一个理想变压器,K为双向电键,P是滑动变阻器滑动触头,U1为加在原线 圈两端电压,I1为原线圈上电流,则 A、保持U1及P的位置不变,K由a合向b时,I1将增大 B、保持P的位置及U1不变,K由a向b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将减小 11、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交 流电的图象如图所示,由图可以知道: A、0.01s 时刻线圈处于中性面位置 B、0.01s 时刻穿过线圈的磁通量为零 C、该交流电流有效值为 2A D、该交流电流频率为 50Hz 12、有一负载电阻 R,当它接到 30V 直流的电流时,消耗的功率为 P,现有一台理想 变压器,它的输入电压 u=300sinwt(V),若把上述负载接到此变压器副线圈的两端,消耗 的功率为 P/2,则变压器原副线圈的匝数比为:

二、 填空题(每题 4分, 共 24分) 13、 一个电热器接到55V的直流电源上所产生的热功率刚好是接到某交流电源上产生 的热功率的1/16,那么,这个交流电源的路端电压是________V;先后两次通过电热器的电 流之比为________。 14、 交变电压u=20sin50πt(V),加在阻值为10Ω 的电阻两 端 , 该 交 流 的 周 期 是 ____________ , 电 阻 消 耗 的 电 功 率 是 ________________。 15、 某正弦交流电电流随时间变化的图象如图所示,该交流 电的频率为__Hz,角频率ω =_____p rad/s。t=3ms时线圈平面和 磁感线__________。 16、 分别用10000V和110000V的电压输电,若输送的功率

和距离都相同,输电线材料也相同,且要求两种情况下在输电线上损失的功率相同,则所 用输电线的横截面积之比是___________。 17、 电站向某地输送5000kW的电功率,若将输送电压提高10倍,同时将输电线截面 积减为原来的一半,若变化前输电线上电功率损失是100kW。那么,变化后输电线上损失 的电功率为______________。 18、 某交流发电机正常工作时,电动势E=Emsinωt,当磁感应强度增大到原来的2倍, 转速变为原来的1/3,其它条件不变时,感应电动势的表达式为 四、 计算题(每题 8分, , 共 40分)

19、在远距离输电时,如果输送一定的功率,当输电电压为 220 V 时,在 输电线上损失的功率为 75 kW;若输电电压提高到 6000 V 时,在输电线上损 耗的功率又是多少? 20、旋转电枢式发电机的转子在正常运转时,产生的电动势瞬时值为 e=220 2 sin314t V。如果由于某种原因,它的转速变慢,用电压表测得此时发 电机两端的电压为 176 V,若此时发电机正在向一盏标有“220 V、100 W”的 灯泡供电,在不计发电机内电阻的情况下,试求:(1)该灯泡的实际功率为多 大?(2)这台发电机的转速比原来正常时转速慢了几分之一? 21、有一个负载电阻值为 R,当将它接在 20 V 的直流电源 上时,消耗的电功率为 P,若将 R 接在图 17-5 中的变压器的次
U2 R

级电路中消耗的电功率是 P/2。已知变压器的输入电压的最大值 为 200 V,求此变压器的原、副线圈的匝数之比。
图 17-5

22、交流发电机转子有 n 匝线圈,每匝线圈所围面积为 S,匀强磁场的磁感应强度为 B,匀速转动的角速度为ω ,线圈内电阻为 r,外电路电阻为 R。当线圈由图中实线位置匀 速转动 90°到达虚线位置过程中,求: ⑴通过 R 的电荷量 q 为多少? ⑵R 上产生电热 QR 为多少? ⑶外力做的功 W 为多少?

23、用均匀导线弯成正方形闭合线框abcd,线框每边长为8cm,每边的电阻值为0.01Ω , 把线框放在磁感应强度为B=0.05T的匀强磁场中,并使它绕轴OO’以转速n=(50/π )r/s匀速旋 转,旋转方向如图所示,轴OO’⊥B且在线框平面内。已知线框的Ob=3Oa,O’c=3O’d.当线 框平面转至与B平行的瞬间,每条边产生的感应电动势的大小各是多少?感应电流大小是 多少?在图中标出感应电流的方向。

参考答案 一、 选择题 1、AC 根据交流电的定义、及图像可以判断 2、B 根据变压器的原理与电压、电流、功率关系可判断 3、A 由电压关系知原线圈两端电压为 36V,所以 A 正常发光 4、B 根据磁通量的定义可以求解 5、BC 用交变电流的瞬时值表达式,注意时间就可得出 6、B 根据有效值的概念可以判断 7、A 电流表与电压表测量的是有效值 8、C 利用电压、电流、功率关系可以求得 9、AC 保险丝是否被烧断,考虑电流的有效值 10、A k 由 a 合向 b 时,由电压关系知 R 两端电压变大,电流变大输出功率变大, 所以 I1 变大。 11、B 把图像与转动的实物图联系起来 12、A 利用交流电的有效值与功率定义求解 二、 填空题 13、220;1:4
2 2 U1 U2 U 2 U1 P2 =220 V 由P ? 得 ,所以 U= = P1 R P P2 1
2

由P ? I R得
2

I1 I2

2 2



I P1 1 ,所以 1 = I2 4 P2
2? =0.04s

14、 0.04s;20W 解析 T=

?

U P= m ? 20W 2R

2

15、 50;100;平行 提示:由图像可以判断 16、 121:1 17、 2× 3W 10 18、 e ?

2 ? E m sin t 3 3

提示:根据交变电流的瞬时值表达式推断。

三、 计算题 19、0、1 kw

解析:输电线路损失的功率为 P=I 2 R ? ( 所以输电电压提高后损失的功率为 P ? ? (
20、 (1)64W(2)1/5

P额 U

)2 R

U 2 220 2 ) P=( ) ? 75=100 W U? 6000

U? 2 176 2 U2 ) ? 100 ? 64 W 解析:(1)由 P ? 得 P ?=( ) ? P ? ( U 220 R
(2)由 Em ? NBS? 得 ? ?

? Em ? ? Em 176 4 ? ? ? ,所以 ? Em 220 5 NBS

故慢了

1 5
解析:由 P ?

21、 10:1

U2 P? U ? 得 U ?=U ,所以 U m ? U ? 10V ? R P 2

n1 U m 10 ? ? n2 U ? 1 m
22 、 解 : ⑴ 按 照 电 流 的 定 义 I=q/t , 计 算 电 荷 量 q 应 该 用 电 流 的 平 均 值 : 即

q ? It ,而I ?

E n?? nBS nBS 。 ? ? ,? q ? R ? r t ?R ? r ? t ?R ? r ? R?r

⑵求电热应该用有效值,先求总电热 Q,再按照内外电阻之比求 R 上产生的电热 QR。

Q ? I 2 ( R ? r )t ?


?nBS? ? ? ? ??n 2 B 2 S 2 , Q ? R Q ? ??n 2 B 2 S 2 R E2 ? ? ? R 2 R ? r 2? 2?R ? r ?2? 4?R ? r ? R?r 4?R ? r ?
2

⑶根据能量守恒,外力做功的过程是机械能向电能转化的过程,电流通过电阻,又将
2 2 2 电能转化为内能,即放出电热。因此W=Q ? ??n B S 。 4?R ? r ?

23

解:设L为每边长,R为其电阻 ∴ L = 0.08mR = 0.01 ? 3 3 cb段:?1 = BLV sin90° BLω · L = BL2ω = 0.024V = 1 4 4 1 1 ad段:? 2 = BIV2sin90° BLω · L = BL2ω = 0.008V = 4 4 ? ? ?2 I= 1 = 0.8A电流方向:b → c → d → a → b_ 4R


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