交变电流单元自测

高三物理复习自主评价58
交变电流 第1单元过关练习
命题人：菏泽二中 王文斌
1.一个矩形线框的面积为S ，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（ ）
A．线框交变电动势的最大值为nπBS
B．线框交变电动势的有效值为nπBS
C．从开始转动经过1/4周期，线框中的平均感应电动势为2nBS
D．感应电动势瞬时值为e = 2nπBSsin2nπt
2．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法正确的是
[ ]
A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变
B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次
C．线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次
D．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次
3、如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中沿逆时针方向匀速转动，产生交流电。当线圈转到图示位置时，电流表指针向右偏转，当线圈由图示位置继续转动，下列说法中正确的是
　　A、线圈在转过到π的过程中，表针向右偏转
　　B、线圈经过图示位置时，线圈中电流改变方向
　　C、线圈在转过到2π的过程中，表针向左偏转
　　D、线圈在图示位置反方向转过到2π的过程中，表针向左偏转
4．交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法正确的是
[ ]
A．电流将改变方向
B．磁场方向和线圈平面平行
C．线圈的磁通量最大
D．线圈产生的感应电动势最大
5.关于交流电的有效值和最大值，下列说法正确的是（ ）
A．任何形式的交变电流的有效值和最大值都有关系U = Um/
B．只有正弦式电流才有U = Um/的关系
C．照明电压220V 、动力电压380V，指的都是交变电流的有效值
D．交流电压表和电流表测量的都是交变电流的有效值
6．如图所示，表示一交流电的电流随时间而变化的图像．此交流电流的有效值是：（ ）
A. B.5A
C.3. D.3.5A
7.矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况，如图所示.下列说法中正确的是（ ）
A.此交流电的频率为0.2Hz
B.此交流电动势的有效值为1V
C.t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行
D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb
8．一交流电压为u＝100sin100πt V，由此表达式可知 [ ]
　 A．用电压表测该电压其示数为100 V
　 B．该交流电压的周期为0.02 s
　 C．将该电压加在100 Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为100 W
　 D．t＝1/400 s时，该交流电压的即时值为100 V
9图18－11中两交变电流分别通过相同电阻R．①分别写出它们的有效值、周期、频率；②计算它们在R上产生的功率之比．
10.交流发电机的原理如左下图所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO/轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如右下图所示，已知线圈的电阻为R=2.0Ω.求：
⑴通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？
⑵矩形线圈转动的周期是多少？
⑶线圈电阻上产生的电热功率是多少？
⑷保持线圈匀速转动，1分钟内外界对线圈做的功是多少？

高三物理复习自主评价58
交变电流 第1单元过关练习答案
1 B D 2 C 3 D 4 A 5 B C D 6 B 7 D 8 A B C
9
＝0.4s，频率f1＝2.5Hz；图乙为方波交流电，电流的大小不变，方向作周期性变化，由于热效应与电流方向无关，因而它的有效值I2＝5A，周期T2＝0.4s，频率f2＝2.5Hz．
②由公式P＝I2R得P甲∶P乙＝1∶2．
10、解答：：(1)由图象得：电流最大值为Imax=2A
(2) 由图象得：T=4.0×10-2s
(3)电热功率P=I2R=
（4）外界对线圈做的功为W=Pt=4×60=240J
高三物理复习自主评价 59
交变电流 第2单元过关练习
命题人：菏泽二中 王文斌
1理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶15，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，副线圈的输出电压为 （ ）
　　　A．90V B．0．4V C．6V D．0V
2．为了安全,机床上照明电灯用36 V电压，它是把220 V的交流电压降压后得到的，如果变压器接电源的原线圈是1100 匝，那么副线圈的匝数和导线的粗细情况是（ ）
A.180匝，比原线圈导线细 B.180匝，比原线圈导线粗
C.6722匝，比原线圈导线细 D.6722匝，比原线圈导线粗
3用理想变压器给纯电阻负载供电，在其它条件不变时，用下列办法可以增大输入电流是（ ）
　　A、增加原线圈的匝数　　B、增加副线圈的匝数
　　C、增加原线圈电压 　　D、在副线圈上多并联一个电阻
4有一台理想变压器，原副线圈的匝数之比为n1：n2=2∶1，原线圈上交流电电源的电压
U=220sin100πtV，Q为保险丝，其额定电流为1A，R为负载电阻,如图所示,变压器正常工作时R的阻值
A、不能低于55Ω B、不能高于55Ω
C、不能低于77Ω D、不能高于77Ω
5．如图所示，某同学设计了下列四种电路以调节风扇的转动快慢，你认为这四个电路中哪个可行并最省电（C图中为理想变压器）（ ）
6．某发电厂用11×103 V的交流电压输电，输送的功率为 P，输电线的电阻为R 0 ,
现用升压变压器将输电电压升至22×104 V，则（ ）
A．根据I = P / U 可知，输电线上的电流将减为原来的 1 / 20
B．根据I = U / R可知，输电线上的电流将增至原来的 20 倍
C．根据P = I 2 R 可知，输电线上的功率损耗将减为原来的 1 / 400
D．根据P = U 2 / R可知，输电线上的功率损耗将增至原来的 400倍
7、电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律（有关感应电动势大小的规律）、安培定律（磁场对电流作用的规律）都是一些重要的规律，图4为远距离输电系统的示意图（为了简单，设用户的电器是电动机），下列选项中正确的是（ ）
A．发电机能发电的主要原理是库仑定律 变压器能变压的主要原理是欧姆定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律
B．发电机能发电的主要原理是安培定律 变压器能变压的主要原理是欧姆定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律
C．发电机能发电的主要原理是欧姆定律 变压器能变压的主要原理是库仑定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律
D．发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律 变压器能变压的主要原理是法拉第电磁感应定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定律
8如图所示M为理想变压器，原副线圈匝数比为22：1，电源电压u＝311sin314t V不变，变阻器R的最大阻值为10Ω。求（1）当变阻器的滑动头P从最下端向上移动时，各个电表读数如何变化？（2）变阻器R接入副线圈时电流表A1的最小读数（3）如果变阻器R断路，电流表A1的读数又是多大？
9、某发电机输出功率是100kw，输出电压是250V，从发电机到用户间的输电线总电阻为8Ω，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为220V，求升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比各是多少？
高三物理复习自主评价 59
交变电流 第2单元过关练习答案
1 D 2 B 3 B D 4 A 5 C 6 AC 7 D
8解答（1）由于电源电压不变，因此电压表V1的读数不变。因为理想变压器在原副线圈匝数和电源电压不变的情况下，副线圈的电压不变，所以电压表V2的读数也不变。即理想变压器原副线圈电压与负载电阻无关。当变阻器R的滑动头P向上移动时，R变小，副线圈电流I2变大，原线圈电流I1也变大，即两个电流表读数都变大。
（2）变阻器R接入副线圈时阻值越大，副线圈电流越小，原线圈电流也越小，因此，当变阻器R=10Ω时，电流表A1的读数最小为I1。因为原线圈电压U1=0.707×311V=220V，副线圈电压U2==V=10V，副线圈电流I2==A=1A，所以，原线圈电流I1==A=0.045A，即变阻器R接入副线圈时电流表A1的最小读数为0.045A。
（3）如果变阻器R断路，理想变压器空载，原副线圈电流都为零，即两个电流表读数都为零。这里要注意：原线圈的电流和功率是由副线圈来决定的（实际上是由接在副线圈的负载来决定的）。
9解：先画出远距离送电示意图,如图9所示。
输电线损失功率：
所以，输电线电流应为：

升压变压器原线圈电流为：
故，升压变压器原、副线圈匝数比为：
升压变压器副线圈端电压为：
输电线损失电压故，降压变压器原线圈电压为
故，降压变压器原、副线圈匝数比为 。
高三物理一轮复习同步检测 60
第五章 交变电流·检测题
命题人：菏泽二中 王文斌
1交流发电机在工作时的电动势为e=Emsinωt。若将其电枢的速度提高为原来的2倍，其他条件不变，则其电动势表达式变为
A、e=Em sin（ωt/2） B、e=2Emsin（ωt/2）
C、e=Emsin（2ωt） D、e=2Emsin（2ωt）
2、如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时（ ）
A、穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大
B、穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小
C、穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大
D、穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小
3．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，从图可知：
[ ]
A．在A和C时刻线圈处于中性面位置
B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C．在A时刻到D时刻线圈转过的角度为πrad
D．若从O时刻到D时刻经过0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次
4、右图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为
A、110V B、156V
C、220V D、311V
5在一个正常工作的理想变压器的原副线圈中，下述物理量在数值上不一定相等的是 ( )
①交流电的频率； ②端电压的最大值； ③电流的有效值； ④电功率。
A.只有①和② B.只有②和③ C.只有③和④ D.只有①和④
6、如图所示，理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R。开始时，开关K断开，当K接通时，以下说法正确的是
A、副线圈两端的输出电压减小
B、通过灯泡L1的电流减小
C、原线圈中的电流增大
D、变压器的输入功率增大
7．如图所示，ab和cd分别是放在变压器两侧光滑水平导轨上的导体，cd静止，通电导线与ab在同一平面内（ ）
A．ab向右匀速运动时，cd一定向左运动
B．ab向右匀速运动时，cd不可能运动
C．ab向右加速运动时，cd一定向左运动
D．ab向右加速运动时，cd可能不动
8. 远距离输电线的示意图如下：若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（ ）
A.升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B.输电线路中的电流只由升压变压器原线圈的匝数比决定
C.当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大
D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压

9学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R=4Ω，全校22个教室，每个教室用“220V，40W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：⑴发电机的输出功率多大？⑵发电机的电动势多大？⑶输电线上损耗的电功率多大？
10．如图所示，匀强磁场磁感应强度B=0.5 T，匝数为 n = 50 匝的矩形线圈，绕垂直于匀强磁场的转轴OO′匀速转动，每匝线圈长为L= 25 cm，宽为d= 20 cm.线圈每分钟转动 1500 rad，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时.
（1）写出交流感应电动势e的瞬时值表达式；
（2）若每匝线圈本身电阻 r=0.02Ω，外接一阻值为 13Ω的用电器，使线圈与外电路组成闭合电路，写出交流感应电流i的瞬时值表达式；
（3）若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时，感应电动势 e′和感应电流i′的瞬时表达式如何？
（4）画出（1）（2）中的 e-t、i-t 图象.
高三物理一轮复习同步检测 60
第五章 交变电流·检测题答案
1 D 2 C 3 D 4 B 5 B 6 B C D 7 D 8 C
9〖解析〗⑴所有灯都正常工作时总功率为P4=22×6×40W=5280W，用电器总电流为I4==A=24A，输电线上的电流I=I3==6A。降压变压器上：U3=4U4=4×220V=880V，输电线上的电压损失为：U损=IR=6×4V=24V ，因此升压变压器的输出电压为U2=U损+U3=24V+ 880V= 904V，输入电压为U1=U2/4=904/4V=226V，输入电流为I1=4I=4×6A=24A，所以发电机输出功率为P出=U1I1=5424W。
⑵发电机的电动势E=U1+I1r=226V+24×1V=250V。
⑶输电线上损耗的电功率P损=I2R=62×4W=144W。
10．解：（1）线圈匝数 n=50，磁场的磁感应强度B= 0.5 T，线圈转动的角速度
ω=2πf=2π× rad/s=50π rad/s，线圈的面积 S = Ld = 0.05 m2.
所以Em = nBSω = 50×0.5×0.05×50 πV = 196 V
从图示位置计时，有e = Emcosωt = 196cos(50πt) V.
（2）若 r = 0.02Ω，则
r′= 50r = 0.02×50Ω=1.0Ω
R总= R + r′= 13Ω +1Ω=14Ω
Im= A= 14 A
所以 i= Im cosωt= 14cos(50πt) A．
（3）若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时，即从中性面开始计时，感应电动势和电流的瞬时值分别为 e′=196sin(50πt) V，
i′=14sin(50πt) A．
（4）因为ω=50π，所以T==0.4 s Em= 196 V， Im= 14 A
e-t、i-t 图象如图所示.