人教版物理选修3-2　第五章交变电流 专题训练

交变电流 专题训练
一、交变电流的产生和描述
1、（多选）如图所示，单匝矩形闭合导线框 abcd 处于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，则下列说法中正确的是 ( )
A.线框转过时，线框中的电流方向为abcda
B.线框中感应电流的有效值
C.线框转一周过程产生的热量为
D.线框从中性面开始转过过程，通过导线横截面的电荷量为
2、(多选) 单匣闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转
动，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图象如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.时刻线框平面与中性面垂直
B.线框的感应电动势有效值为
C.线框转一周外力所做的功为
D.从t=0到t=过程中线框的平均感应电动势为

3、先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电，第一次灯抱两端的电压随时间按正弦规律变化（如图甲所示）；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，灯泡电阻不变，则以下说法正确的是 ( )

A.第一次，灯泡两端的电压有效值是
B.第二次，灯泡两端的电压有效值是
C.第一、第二次，灯泡的电功率之比是2：9
D.第一、第二次，灯泡的电功率之比是1：5

4、(多选) 图甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈的内电阻r=2Ω，外接灯泡的电阻为10Ω。则（ ）
A.在t=0.01s时刻，穿过线圈的磁通量最大
B.电压表的示数为6 V
C.灯泡消耗的电功率为2.5 W
D.线圈转动产生电动势的表达式V
5、如图所示，一矩形线圈匝数N=10匝，电阻r=10Ω，ab边长度L1=0.4m，bc边长度L2=0.5m，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω=10πrad/s匀速转动。匀强磁场的磁感应强度大小B=1T，负载电阻R=40Ω，t=0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，求：
（1）线圈中感应电动势瞬时值的表达式；
（2）t=0开始，经0.05s流过电阻R的电荷量；
（3）在1分钟内，电阻R上产生的热量。






6、如图甲所示的电路，已知电阻R1=R2=R，和R1并联的D是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压（电压为正值时，UAB>0)。由此可知 ( )
A.在A、B之间所加的交变电压的周期为2×10-2s
B.在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为u=20sin(50πt) V
C.加在R1上电压的有效值为5 V
D.加在R1上电压的有效值为5 V

7、在如图甲所示的电路中，D为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻为无穷大）。R1=30Ω，R2=60Ω，R3=10Ω。在MN间加上如图乙所示的交变电压时，R3两端电压表的读数大约是 ( )
A.3 V B.3.5 V C.4 V D.5 V
二、变压器和远距离输电
1、一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定.当开关S断开时，电流表的示数为Ⅱ；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈数比为 ( )
A.2 B.3 C.4 D.5




2、如图所示，有一矩形线圈 A的面积为S，匝数为N，绕OO’轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动。从图示位置开始计时，下列判断正确的是（ ）
A.此时穿过线圈的磁通量为NBS，产生的电动势为零
B.线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSω·sinωt
C.P向下移动时，电流表示数变小
D.P向下移动时，发电机的电功率变大
3、如图所示，理想变压器原线圈的数为1100，副线圈的数为55，原线圈两端a、b接正弦交流电源，在原线圈前串接一个电阻R0=121Ω的保险丝，电压表V的示数为220V，如果负载电阻R=5.5Ω，各电表均为理想电表，则( )
A.电流表A的示数为1 A
B.变压器的输出电压为5.5 V
C.保险丝实际消耗的功率为 1.21 W
D.负载电阻实际消耗的功率为11 W
4、（多选）如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则 ( )
A.发电机输出交流电的电压有效值是500 V
B.用户用电器上交流电的频率是50 Hz
C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的数比决定
D.保持输电功率及升压变压器原线圈匝数不变，增加副线圈匝数，可减少输电线上损失的功率
5、如图所示，电路的a、b端接有电压有效值为U的正弦交流电，变压器为理想变压器，电路中电阻R、R和R的阻值均相同，电流表为理想电表。当开关S断开时，电流表的示数为，当开关S闭合时，电流表的示数为，则（ ）
A.当开关S闭合后，副线圈两端的电压不变
B.当开关S闭合后，通过电阻R3的电流将变小
C.理想变压器原、副线圈的匝数比为1：2
D.三个电阻的阻值均为
6、某小型水利发电站的水的流量为Q=4m3/s，水流下落的高度差为h=5m，发电机的发电效率为η=50%，输出电压U1=350V，在发电机输出端安装升压变压器，在用户端安装降压变压器，输电线的总电阻为r=4Ω，输电线上损耗的功率为发电机输出功率的5%，用户得到的电压为U4=220V，已知水的密度ρ=1.0×103kg·m-3,，g=9.8m/s2。其中变压器都为理想变压器，求：
（1）发电机的输出功率
（2）升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别为多少？






7、如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的距数比为n：n2=11：1，原线圈接u=220sin100πt(V）的交流电，电阻R1=2R2=10Ω，D1、D2均为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），则副线圈电路中理想交流电流表的读数为（ ）
A.3 A B.2 A C. A D. A

8、如图(a)所示，理想变压器原副线圈匝数比n1∶n2＝55∶4，原线圈接有交流电流表A1，副线圈电路接有交流电压表V、交流电压表A2、滑动变阻器R等，所有电表都是理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定。原线圈接入的交流电压的变化规律如图(b)所示，则下列说法正确的是(?? ??)
A.?交流电压表V的读数为32 V
B.?灯泡L两端电压的有效值为32 V
C.?当滑动变阻器的触头P向下滑动时，电流表A2示数增大，A1示数增大
D.?由图(b)可知交流发电机转子的角速度为100 rad/s


9、（多选）如图所示，R1、R2、R3为完全相同的标准电阻，甲、乙两种情况下电阻R2、R3的功率均为P，且匝数之比n1：n2均为4：1,图中变压器均为理想变压器，则下列说法正确的是( )
A.图甲中R1的功率为16P
B.图乙中R1的功率为 P/4
C.图乙中R1的功率为16P
D.图甲中R1的功率为 P/16




答案：
一、交变电流的产生和描述
1.BD 2.BC 3.D 4.AC
5. （1） （2）0.04C （3）
6.AC 7.B

二、变压器和远距离输电
1.B 2.BD 3.C 4.B 5.B
6. （1） （2）1:4 ，133:11
7.A 8.AC 9.AB