第三章 交变电流的产生与输送 练习题（word版含答案）

第3章《交变电流的产生与输送》练习题-2021-2022学年
高二下学期沪教版（2019）物理选择性必修第二册
一、单选题（共11题）
1．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，若线圈所围面积里磁通量随时间变化的规律如图所示，则由O到D的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．O时刻线圈中感应电动势为零
B．D时刻线圈中感应电动势为零
C．D时刻线圈中感应电动势最大
D．由D至0.01s时间内线圈中平均感应电动势为0.2V
2．将交变电流加在阻值为10Ω的电阻两端，电路中电流的图象如图所示，由图可知（　）
A．用电流表测量该电流其示数为10A
B．用电压表测电阻两端的电压其示数为50V
C．电阻消耗的电功率为500W
D．该交变电流的瞬时值表达式为
3．如图所示，一矩形闭合金属线框绕垂直匀强磁场的轴以角速度匀速转动。已知匀强磁场的磁感应强度，线框匝数匝，面积，电阻为。从图示位置（线圈平面与磁场方向平行）开始计时，下列说法中正确的是（　　）。
A．在图示位置时线框中的感应电流为0
B．线框中的感应电流的方向在内改变50次
C．线框匀速转动产生的电动势瞬时值表达式为
D．线框在一分钟内产生的焦耳热是
4．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为3：1，RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．理想变压器输入、输出功率之比为3：1
B．理想变压器原、副线圈中的电流之比为3：1
C．u随t变化的规律为
D．若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大
5．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连，电阻R接在K、L之间。现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动，下列说法中正确的是（　　）
A．线圈每转过一圈，线圈所受安培力做功为零
B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小
C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且Em=NBSω
D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量最大
6．工厂检验电动机的质量时，要用到能够调节的高压，利用一个自耦变压器和一个升压变压器可满足这个要求。如图所示，自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都取自该线圈，已知自耦变压器线圈总匝数为1250匝，原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上，升压变压器的原、副线圈匝数比为1：8，则输出端可以得到最高电压的有效值是（变压器均为理想变压器）（ ）
A．1000V B．1760V C．2000V D．2500V
7．如图所示，理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）D1与电阻R1串联、理想二极管D2和电阻R2串联，然后并联接入理想变压器的副线圈中，电阻R1＝R2＝R。变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接入电压为U0的正弦交流电，图中的电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（　　）
A．若电阻R1上的电流有效值为I1，则电流表的示数为I1
B．若R1两端的电压有效值为U1，电压表示数为U1
C．副线圈上的电流有效值是电阻R1上电流的两倍
D．原线圈的输入电压是电阻R1两端电压的4倍
8．一个10Ω的电阻，它两端的电压u随时间t的变化规律如图所示，则（　　）
A．流过电阻的最大电流是22A
B．用交流电压表测量电阻两端的电压，其示数为311V
C．电阻消耗的功率为4840W
D．在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是96.8J
9．在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1、R2、R3均为固定电阻，R2=10，R3=20，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）
A．原线圈输入的交变电流频率为500Hz B．电压表的示数为120V
C．电流表的示数为1.0A D．变压器传输的电功率为18W
10．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1：2，副线圈接一阻值为R的定值电阻，下列描述正确的是（　　）
A．若A、B接在一电压为U的稳恒直流电源上，则定值电阻中的电流为
B．若A、B接在一电压有效值为U的正弦交流电源上，则副线圈中的电流为
C．若A，B接在的电源上，则定值电阻中电流的频率为
D．若A，B接在的电源上，则定值电阻上消耗的电功率为
11．如图（甲）所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，电压表和电流表均为理想电表，二极管为理想二极管，灯泡电阻R=55 Ω，原线圈两端加如图（乙）所示的电压，下列说法正确的是（　　）
A．灯泡L的功率为110 W B．电压表的读数为110 V
C．电流表的读数为2A D．副线圈两端电压为110V
二、填空题（共8题）
12．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______，角频率ω=______rad/s。t=3ms时线圈平面和磁感线______。
13．某交变电压随时间的变化规律如图所示，则此交变电流的频率为________Hz．线圈转动的角速度是________rad/s．若将此电压加在10 μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________V．
14．如图用理想变压器给变阻器R供电，设输入交变电压不变．当变阻器R上的滑动触头P向上移动时，图中电表的示数和输入功率P变化情况是A1______，V2______，P______．（填变大、变小或不变）
15．采用高压向远方的城市输电。当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为___________
16．如图，电阻为r、面积为S的单匝矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，图示时刻线圈平面与磁场垂直，此时理想交流电流表的示数为____________，在线圈转过一周的过程中，电阻R产生的焦耳热为_____________。
三、解答题
17．如图所示，线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动，角速度为ω。经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt。设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S=L1L2，磁感应强度为B，则：
（1）ab边产生的感应电动势为多大？
（2）整个线圈中的感应电动势为多大？
（3）若线圈有N匝，则整个线圈的感应电动势为多大？
18．如图所示，N=50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1=20cm，ad边长l2=25cm，放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n=3000r/min的转速匀速转动，线圈电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，t=0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里。求：
（1）t=0时感应电流的方向；
（2）感应电动势的瞬时值表达式；
（3）线圈转一圈外力做的功；
（4）从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量。
19．如图所示，单匝线圈在匀强磁场中绕OO′轴从图示位置开始匀速转动．已知从图示位置转过时，线圈中电动势大小为10V，求：
（1）交变电动势的峰值；
（2）交变电动势的有效值；
（3）与线圈相接的交流电压表的示数。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．C
4．D
5．C
6．C
7．B
8．C
9．B
10．B
11．A
12． 50Hz 100π 平行
13． 50 100π 200
14． 变小 不变 变小
15．
16．
17．（1）BSωsin ωt；（2）BSωsin ωt；（3）NBSωsin ωt
18．（1）线圈感应电流方向为adcba。；（2）314cos100πt (V)；（3）98.6 J；（4）0.1 C
19．（1）20V；（2）10V；（3）10V
答案第1页，共2页
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