第五章交变电流章末测试卷三（word答案含解析）—人教版高中物理选修3-2
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| 名称 | 第五章交变电流章末测试卷三（word答案含解析）—人教版高中物理选修3-2 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 428.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-06-13 21:28:57 | ||
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文档简介
人教版物理选修3-2第五章交变电流章末测试卷三
5000625197485一、单选题(共30分)
1．(本题3分)如图所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大（ ）
A．I0 B．
I0 C．+I0 D．
43624504762502．(本题3分)如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO’匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（ ）
A．通过线圈的最大电流为1.25A B．线圈的角速度为50rad/s
C．电压表的示数为V D．穿过线圈的最大磁通量为Wb
41471856794503．(本题3分)如图所示，矩形闭合导线框abcd处于水平方向的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接有一只“11V，33W”的灯泡.当灯泡正常发光时，变压器输入电压u=332cos10πt(V).下列说法正确的是（ ）
A．图示位置可能是计时起点
B．图示位置通过线框的磁通量变化率最小
C．变压器原、副线圈匝数之比为32:1
D．电流表A的示数为2A
46863009182104．(本题3分)如图所示，电阻不计面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，产生e＝220sin100πtV的正弦交流电，理想变压器的原、副线圈匝数比为10:1，灯泡的电阻RL＝10Ω(不考虑电阻的变化)，C为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，刚开始开关S断开，下列说法正确的是 ( )
A．线圈从t＝0时刻到转过180°的过程中矩形线圈的磁通量变化量为零
B．交流电压表的示数为20V
C．闭合开关S后，电阻R上不产生焦耳热
D．灯泡的功率小于48.4W
34480504533905．(本题3分)远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，那么当用户用电的总功率增大时，下列说法错误的是（ ）
A．升压变压器的原线圈中的电流变大
B．升压变压器的输出电压升高
C．降压变压器的输出电压降低
D．输电线上损失的功率增大
6．(本题3分)如图所示,某小型发电站发电机输出的交变电压为500V,输出的电功率为50kW,用电阻为3Ω的输电线向远处输电,要求输电线上损失的功率为输电功率的0.6% ,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)．对整个输电过程,下列说法正确的是(?? )
321945019050A．升压变压器的匝数比为1:100
B．输电线上的电流为100A
C．输电线上损失的功率为300W
D．降压变压器的输入电压为4700V
39662102559057．(本题3分)当交流发电机的转子线圈平面与磁感线平行时，电流方向如图所示，当转子线圈平面旋转到中性面位置时（ ）
A．线圈中的感应电流最大，方向将不变
B．线圈中的感应电流最大，方向将改变
C．线圈中的感应电流等于零，方向将不变
D．线圈中的感应电流等于零，方向将改变
8．(本题3分)如图所示，边长为L=0.2 m的正方形线圈abcd，其匝数n=10，总电阻为r=2Ω，外电路的电阻为R=8Ω，ab的中点和cd的中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B=1T，若线圈从图示位置开始计时，以角速度ω= 2 rad/s绕OO'轴匀速转动．则以下判断中正确的是（ ）
5295900163195A．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=0.8sin 2t
B．从t=0到t= 时间内，通过R的电荷量q=0.02C
C．从t=0到t=时间内，电阻R上产生的热量为Q = 3.2π×10-4J
D．在t=时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，此时线圈中的磁通量随时间变化最慢
9．(本题3分)如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈一侧接一输出电压恒为U1的正弦交流电源，电阻R1、R2、R3、R4的阻值相等。下列说法正确的是(? ???)
423862538100A．S断开时，图中电压U1∶U2=2∶1 B．S断开时，R1消耗的电功率等于R2的2倍
C．S闭合后，R1、R3、R4消耗的电功率相同 D．S闭合后，R1两端电压比S闭合前的更小
10．(本题3分)如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压μ=202sin100πtV。氖泡在两端电压达到100 V时开始发光。下列说法中正确的有( )
4381500187960A．开关接通后，氖泡的发光频率为50 Hz
B．开关接通后，电压表的示数为100 V
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输出功率不变
二、多选题(共16分)
11．(本题4分)如图是某交变电流通过一个R=1Ω的电阻的电流在一个周期（1s）内的变化曲线，则下述说法正确的是（ ）
378142545720
A．电阻R上1s内产生的热量为2.4J
B．此交流电的电流有效值为
C．电阻R上产生的热量为2.8J
D．此交流电的电流有效值为
372427572771012．(本题4分)如用所示为远距离输电的电路示图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，用户得到的功率为P．已知升压变压器原副线圈的匝数分别为、，电流分别为、，电压分别为、，输电线的总电阻为R，则下列关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
328612556197513．(本题4分)某交变电路如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为5：1，R1=30Ω，R2=20Ω，一示波器接在电阻R1两端，示波器上的电压变化图象如图乙所示．电压表与电流表均为理想电表，不计示波器的电流对电路的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为35.4V
B．电流表的示数为0.2A
C．原线圈的输入电压u=250sin50t(V)
D．电阻R2消耗的电功率为15W
384810073152014．(本题4分)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，电阻，D为理想二极管，原线圈接的交流电，则（ ）
A．此交流电的频率为100Hz
B．电阻两端的电压为50V
C．通过电阻的电流为A
D．变压器的输入功率为150W
三、解答题(共54分)
15．(本题14分)如图所示，今有一个长20 cm、宽10 cm，共有500匝的矩形线圈，在外力作用下在B=0.10 T匀强磁场中，以恒定的角速度rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R=100 Ω的电阻构成闭合回路，线圈内阻不计．（保留2位有效数字）求：
（1）线圈转动时产生感应电动势的最大值；
（2）从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90?角的过程中通过电阻R横截面的电荷量；
460057581280（3）线圈匀速转动10 s，电流通过电阻R产生的焦耳热．
16．(本题14分)如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，ab＝cd＝50 cm、bc＝ad＝30 cm、匝数n＝100匝、线圈电阻r＝0.2 Ω，外电阻R＝4.8 Ω.线圈在磁感应强度B＝0.05 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度ω＝100π rad/s.
4962525106680(1)求产生感应电动势的最大值．
(2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式．
(3)交流电压表和交流电流表的示数各为多少？
(4)此发电机的功率为多少？
(5)从图示位置起，转过90°过程中，通过线圈横截面的电荷量为多少？
17．(本题14分)如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线圈的长l1=0.50m，宽l2=0.40m，匝数N=20匝，线圈总电阻r=0.10Ω。磁场的磁感强度B=0.10T。线圈绕OO′轴以ω=50rad/s的角速度转动。线圈两端外接一个R=9.9Ω的电阻和一块内阻不计的交流电流表。求：
493395088900（1）电流表的读数；
（2）线圈转过一周的过程中，整个回路中产生的焦耳热；
（3）由图示位置转过90°的过程中，通过R的电量。
464820054610018．(本题12分)如图所示线圈面积为0. 05m2，共100匝，线圈总电阻为r=1Ω，外电阻R=9Ω，线圈处于（T）的匀强磁场中. 当线圈绕OO′以转速n=300r/min匀速转动时，从线圈处于图示位置开始计时，求：
（1）写出电动势的瞬时表达式.
（2）线圈转过60°时交流电压表的示数U.
（3）线圈转过1/15 s的过程中，通过电阻的电荷量q.
（4）线圈匀速转一圈回路产生的总热量Q.
参考答案
答案含解析
1．B
【详解】
设交流电电流的有效值为I，周期为T，电阻为R．? 则有： ，解得：I=I0；
A. I0，与结论不相符，选项A错误；
B. I0，与结论相符，选项B正确；
C. +I0，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论不相符，选项D错误；
2．A
【详解】
AC、根据闭合电路的欧姆定律可知，即通过线圈的最大电流为1.25A，电压表测量的是有效值，故有电压表的示数为，故选项A正确，C错误；
B、由乙图可知周期，转动的角速度为，故选项B错误；
D、根据可得穿过线圈的最大磁通量为，故选项D错误．
3．B
【详解】
根据瞬时值表达式可知，线框转动的计时起点是线框平面与磁感线平行的位置，不是图示的位置， A错误；图示位置通过线框的磁通量最大，磁通量的变化率最小，B正确；变压器原线圈电压的有效值为33V，副线圈电压的有效值为11V，根据U1U2=n1n2，得变压器原、副线圈匝数之比为3:1， C错误；根据输入功率与输出功率相等可知，电流表A的示数为I=PU1=3333A=1A， D错误.
4．D
【解析】
【详解】
由图可知，线圈从t=0时刻到转过180°的过程中通过矩形线圈的磁通量变化量为2BS，不是零，故A错误。由瞬时值表达式知原线圈电压有效值为 U1=220V，根据理想变压器的原、副线圈的电压与匝数成正比，则得副线圈两端的电压，即交流电压表的示数为 U2=22V，故B错误。闭合开关S后，交流电能够通过电容器，电阻R上产生焦耳热，故C错误。若没有线圈则灯泡的功率为：，由于线圈对交流电有阻碍作用，灯泡的电压小于U2，则灯泡的功率小于48.4W，故D正确。故选D。
5．B
【解析】
【详解】
A、用户用电的总功率增大，用户电流增大，输电电流增大，升压变压器原线圈电流增大，故选项A正确；
B、发电机输出电压不变，升压变压器原副线圈电压不变，输电电流增大，输电损失电压增大，降压变压器输入电压减小，输出电压降低，故选项B错误，C正确；
D、输电电流增大，输电导线电阻不变，由可知输电损失功率变大，故选项D正确；
本题选择错误的，故选B．
6．C
【详解】
ABC、输电线上的损失功率为，由可得：输电线上电流I＝10 A，升压变压器副线圈电压为，升压变压器的匝数比为，故AB错误，C正确；
D、输电线损失电压为，降压变压器的输入电压为，故D错误．
7．D
【详解】
线圈平面旋转到中性面位置时，磁感线与切割速度方向平行，根据公式E=BLvsinθ可知，线圈中的感应电流等于零，转过中性面之后，电路中又产生了感应电流，但是电流方向与之前线圈中的感应电流的方向相反，选项D正确.
故选D
8．B
【详解】
A项：闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=Emsinωt，而Em=nBSω，
所以e=nB（L/2）Lωsinωt=0.4sin2t，故A错误；
B项：由，故B正确；
C项：从t=O时到，电阻R上产生的热量为： 故C错误；
D项：在，线圈从图示位置转过90°，此时磁场穿过线圈的磁通量最小，但此时磁通量随时间变化最快，感应电动势最大，故D错误．
9．C
【解析】
【分析】
根据电流与线圈匝数的关系求出原、副线圈中电流之比，根据当开关S断开时，由P=I2R求消耗的电功率。根据闭合S后分析R1和R3的电压关系，再求功率关系。
【详解】
当开关S断开时，原线圈的输入电压与R1的和等于U1，则U1U2=U入+UR1U2＞2，故A错误。开关S断开时，设原、副线圈中电流分别为I1和I2．则I1:I2=n2:n1=1:2，由P=I2R，可得：P1P2=I12RI22R=14，故B错误；闭合S后，R3与R4并联后与R2串联，设原、副线圈中电流分别为I′1和I′2．则：I′1:I′2=n2:n1=1:2。由于个电阻的电阻值相等，所以流过R3与R4的电流是相等的，都等于12I′2，即：I3=I4=12I′2=I′1，由P=I2R，可得P′1=P′3=P′4，故C正确；闭合S后，由于R3与R4并联，并联电路部分的电阻值小于R3的电阻值，可知副线圈电路中的电阻值减小，所以两个副线圈的电流值增大，则原线圈中的电流值也增大，R1两端电压：U=I1R1，电流增大，则R1两端的电压增大。故D错误。故选C。
【点睛】
本题考查变压器规律的应用，要注意明确变压器的输入电压不是电源的输出电压，而是电阻电压与变压器输入电压之和等于电源的电压，要根据变压比和变流比结合来解决这类问题。
10．B
【解析】
由u=202sin?100πt?V可知，交流电压频率为50Hz，在一个周期内，交变电流两次超过100V电压，所以氖泡的发光频率为100Hz，选项A错误；达到变压器输入电压有效值为U1=20V，输出电压有效值U2=n2n1 U1=5×20V=100V，开关接通与断开，电压表的示数均为100V，选项B正确C错误；开关断开后，氖泡不发光，不消耗电能，变压器的输出功率为零，选项D错误。
11．BC
【解析】
【详解】
将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有：，解得：A；根据电阻R上1s内产生的热量为J，AD错误，BC正确．
12．BD
【详解】
升压变压器原线圈的电流，应该是发电机的输出功率，由于输电线的功率损失，所以，A错误．理想变压器的输出功率等于输入功率，即，B正确．不是输电线的电阻R两端的电压，C错误．根据能量守恒可知，，解得，D正确．
13．AC
【详解】
一示波器接在电阻R1两端，示波器上的电压变化图象如图乙所示，R1两端电压的有效值是V，又R1=30Ω，R2=20Ω，根据串联电路电流相等，可知R2两端为V，则电压表的示数为V，A正确；副线圈电流A，根据，解得：A，B错误；根据图乙所示，周期T=0.04s，则角速度为rad/s，理想变压器的原、副线圈匝数比为5：1，变压器中电压与匝数成正比，原线圈的电压最大值是250V，所以原线圈的输入电压（V），C正确；电阻R2消耗的电功率为W，D错误．
14．BCD
【详解】
根据表达式可知rad/s，根据得，交流电的频率为，故A错误；原线圈电压有效值为，则副线圈电压为，故B正确；二极管具有单向导电性，二极管中的交流电只有半个周期可以通过，根据有效值的定义得，解得，根据欧姆定律得通过的电流为，故C正确；电阻消耗功率为，电阻消耗功率为，则原线圈输入功率为，故D正确.
15．（1）V（2）C（3）J
【解析】
【详解】
（1）线圈中感应电动势的最大值V
（2）设从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90?角所用时间为Δt．
线圈中的平均感应电动势==n
通过电阻R的平均电流==
在Δt时间内通过电阻横截面的电荷量Q== C
（3）电阻两端电压的有效值U=Em．
经过t=10 s，电流通过电阻产生的焦耳热Q热=t
解得J
16．(1) 75πV(或235.5V）；（2）47.1sin(100πt+π2)A；（3）33.3A；159.8V；（4）159.8V；（5）159.8V
【解析】
【详解】
（1）根据Em=NBωS，
代入数据可得：Em= 75πV(或235.5V）；
（2）由闭合电路欧姆定律可知，电流的最大值；Im=EmR+r=47.1V
图示位置时电流最大，故感应电流随时间变化的函数表达式为：
i=Iminωt+π2=47.1sin100πt+π2A（或15πsin100πt+π2A）；
（3）交流电流表和交流电压表的示数分别为：I=Im2，U=IR
代入数据得：I=33.3A，U=159.8V
（4）发电机的功率：P=EI
代入数据得：P=5545.2W
（5）平均电动势为：E=△Φ△t=nBST4=100×0.05×0.5×0.30.005=150V；
所求电量为：q＝I?△t=ER△t=nBS(R+r)?△t△t=nBS(R+r)
代入数据可得：q=0.15C
17．（1）I=1.4A（2）Q=2.5J（3）Q=IΔt=nΔΦR+r=nBSR+r=0.04C
【解析】
【详解】
解：(1)由Em=NBωl1l2，解得：Em=20V
由Im=EmR+r，解得：Im=2.0A
由I=Im2，解得：I=1.4A
(2)由Q=I2(R+r)T，T=2πω，解得：Q=2.5J
(3)通过R上的电量：Q=I?Δt=nΔ?R+r=nBSR+r=0.04C
18．（1）（2）（3）（4）
【解析】
【详解】
（1）线圈的角速度，感应电动势的最大值，
则从线圈处于中性面开始计时，电动势的瞬时值表达式为
（2）电路中电流的有效值，，代入解得，即电流表读数为.
电压表读数为
（3）线圈转过180°的过程中，通过电阻的电荷量
（4）线圈匀速转一圈产生的总热量.
5000625197485一、单选题(共30分)
1．(本题3分)如图所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大（ ）
A．I0 B．
I0 C．+I0 D．
43624504762502．(本题3分)如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO’匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（ ）
A．通过线圈的最大电流为1.25A B．线圈的角速度为50rad/s
C．电压表的示数为V D．穿过线圈的最大磁通量为Wb
41471856794503．(本题3分)如图所示，矩形闭合导线框abcd处于水平方向的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接有一只“11V，33W”的灯泡.当灯泡正常发光时，变压器输入电压u=332cos10πt(V).下列说法正确的是（ ）
A．图示位置可能是计时起点
B．图示位置通过线框的磁通量变化率最小
C．变压器原、副线圈匝数之比为32:1
D．电流表A的示数为2A
46863009182104．(本题3分)如图所示，电阻不计面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，产生e＝220sin100πtV的正弦交流电，理想变压器的原、副线圈匝数比为10:1，灯泡的电阻RL＝10Ω(不考虑电阻的变化)，C为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，刚开始开关S断开，下列说法正确的是 ( )
A．线圈从t＝0时刻到转过180°的过程中矩形线圈的磁通量变化量为零
B．交流电压表的示数为20V
C．闭合开关S后，电阻R上不产生焦耳热
D．灯泡的功率小于48.4W
34480504533905．(本题3分)远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，那么当用户用电的总功率增大时，下列说法错误的是（ ）
A．升压变压器的原线圈中的电流变大
B．升压变压器的输出电压升高
C．降压变压器的输出电压降低
D．输电线上损失的功率增大
6．(本题3分)如图所示,某小型发电站发电机输出的交变电压为500V,输出的电功率为50kW,用电阻为3Ω的输电线向远处输电,要求输电线上损失的功率为输电功率的0.6% ,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)．对整个输电过程,下列说法正确的是(?? )
321945019050A．升压变压器的匝数比为1:100
B．输电线上的电流为100A
C．输电线上损失的功率为300W
D．降压变压器的输入电压为4700V
39662102559057．(本题3分)当交流发电机的转子线圈平面与磁感线平行时，电流方向如图所示，当转子线圈平面旋转到中性面位置时（ ）
A．线圈中的感应电流最大，方向将不变
B．线圈中的感应电流最大，方向将改变
C．线圈中的感应电流等于零，方向将不变
D．线圈中的感应电流等于零，方向将改变
8．(本题3分)如图所示，边长为L=0.2 m的正方形线圈abcd，其匝数n=10，总电阻为r=2Ω，外电路的电阻为R=8Ω，ab的中点和cd的中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B=1T，若线圈从图示位置开始计时，以角速度ω= 2 rad/s绕OO'轴匀速转动．则以下判断中正确的是（ ）
5295900163195A．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=0.8sin 2t
B．从t=0到t= 时间内，通过R的电荷量q=0.02C
C．从t=0到t=时间内，电阻R上产生的热量为Q = 3.2π×10-4J
D．在t=时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，此时线圈中的磁通量随时间变化最慢
9．(本题3分)如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈一侧接一输出电压恒为U1的正弦交流电源，电阻R1、R2、R3、R4的阻值相等。下列说法正确的是(? ???)
423862538100A．S断开时，图中电压U1∶U2=2∶1 B．S断开时，R1消耗的电功率等于R2的2倍
C．S闭合后，R1、R3、R4消耗的电功率相同 D．S闭合后，R1两端电压比S闭合前的更小
10．(本题3分)如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压μ=202sin100πtV。氖泡在两端电压达到100 V时开始发光。下列说法中正确的有( )
4381500187960A．开关接通后，氖泡的发光频率为50 Hz
B．开关接通后，电压表的示数为100 V
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输出功率不变
二、多选题(共16分)
11．(本题4分)如图是某交变电流通过一个R=1Ω的电阻的电流在一个周期（1s）内的变化曲线，则下述说法正确的是（ ）
378142545720
A．电阻R上1s内产生的热量为2.4J
B．此交流电的电流有效值为
C．电阻R上产生的热量为2.8J
D．此交流电的电流有效值为
372427572771012．(本题4分)如用所示为远距离输电的电路示图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，用户得到的功率为P．已知升压变压器原副线圈的匝数分别为、，电流分别为、，电压分别为、，输电线的总电阻为R，则下列关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
328612556197513．(本题4分)某交变电路如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为5：1，R1=30Ω，R2=20Ω，一示波器接在电阻R1两端，示波器上的电压变化图象如图乙所示．电压表与电流表均为理想电表，不计示波器的电流对电路的影响，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为35.4V
B．电流表的示数为0.2A
C．原线圈的输入电压u=250sin50t(V)
D．电阻R2消耗的电功率为15W
384810073152014．(本题4分)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，电阻，D为理想二极管，原线圈接的交流电，则（ ）
A．此交流电的频率为100Hz
B．电阻两端的电压为50V
C．通过电阻的电流为A
D．变压器的输入功率为150W
三、解答题(共54分)
15．(本题14分)如图所示，今有一个长20 cm、宽10 cm，共有500匝的矩形线圈，在外力作用下在B=0.10 T匀强磁场中，以恒定的角速度rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R=100 Ω的电阻构成闭合回路，线圈内阻不计．（保留2位有效数字）求：
（1）线圈转动时产生感应电动势的最大值；
（2）从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90?角的过程中通过电阻R横截面的电荷量；
460057581280（3）线圈匀速转动10 s，电流通过电阻R产生的焦耳热．
16．(本题14分)如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，ab＝cd＝50 cm、bc＝ad＝30 cm、匝数n＝100匝、线圈电阻r＝0.2 Ω，外电阻R＝4.8 Ω.线圈在磁感应强度B＝0.05 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度ω＝100π rad/s.
4962525106680(1)求产生感应电动势的最大值．
(2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式．
(3)交流电压表和交流电流表的示数各为多少？
(4)此发电机的功率为多少？
(5)从图示位置起，转过90°过程中，通过线圈横截面的电荷量为多少？
17．(本题14分)如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线圈的长l1=0.50m，宽l2=0.40m，匝数N=20匝，线圈总电阻r=0.10Ω。磁场的磁感强度B=0.10T。线圈绕OO′轴以ω=50rad/s的角速度转动。线圈两端外接一个R=9.9Ω的电阻和一块内阻不计的交流电流表。求：
493395088900（1）电流表的读数；
（2）线圈转过一周的过程中，整个回路中产生的焦耳热；
（3）由图示位置转过90°的过程中，通过R的电量。
464820054610018．(本题12分)如图所示线圈面积为0. 05m2，共100匝，线圈总电阻为r=1Ω，外电阻R=9Ω，线圈处于（T）的匀强磁场中. 当线圈绕OO′以转速n=300r/min匀速转动时，从线圈处于图示位置开始计时，求：
（1）写出电动势的瞬时表达式.
（2）线圈转过60°时交流电压表的示数U.
（3）线圈转过1/15 s的过程中，通过电阻的电荷量q.
（4）线圈匀速转一圈回路产生的总热量Q.
参考答案
答案含解析
1．B
【详解】
设交流电电流的有效值为I，周期为T，电阻为R．? 则有： ，解得：I=I0；
A. I0，与结论不相符，选项A错误；
B. I0，与结论相符，选项B正确；
C. +I0，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论不相符，选项D错误；
2．A
【详解】
AC、根据闭合电路的欧姆定律可知，即通过线圈的最大电流为1.25A，电压表测量的是有效值，故有电压表的示数为，故选项A正确，C错误；
B、由乙图可知周期，转动的角速度为，故选项B错误；
D、根据可得穿过线圈的最大磁通量为，故选项D错误．
3．B
【详解】
根据瞬时值表达式可知，线框转动的计时起点是线框平面与磁感线平行的位置，不是图示的位置， A错误；图示位置通过线框的磁通量最大，磁通量的变化率最小，B正确；变压器原线圈电压的有效值为33V，副线圈电压的有效值为11V，根据U1U2=n1n2，得变压器原、副线圈匝数之比为3:1， C错误；根据输入功率与输出功率相等可知，电流表A的示数为I=PU1=3333A=1A， D错误.
4．D
【解析】
【详解】
由图可知，线圈从t=0时刻到转过180°的过程中通过矩形线圈的磁通量变化量为2BS，不是零，故A错误。由瞬时值表达式知原线圈电压有效值为 U1=220V，根据理想变压器的原、副线圈的电压与匝数成正比，则得副线圈两端的电压，即交流电压表的示数为 U2=22V，故B错误。闭合开关S后，交流电能够通过电容器，电阻R上产生焦耳热，故C错误。若没有线圈则灯泡的功率为：，由于线圈对交流电有阻碍作用，灯泡的电压小于U2，则灯泡的功率小于48.4W，故D正确。故选D。
5．B
【解析】
【详解】
A、用户用电的总功率增大，用户电流增大，输电电流增大，升压变压器原线圈电流增大，故选项A正确；
B、发电机输出电压不变，升压变压器原副线圈电压不变，输电电流增大，输电损失电压增大，降压变压器输入电压减小，输出电压降低，故选项B错误，C正确；
D、输电电流增大，输电导线电阻不变，由可知输电损失功率变大，故选项D正确；
本题选择错误的，故选B．
6．C
【详解】
ABC、输电线上的损失功率为，由可得：输电线上电流I＝10 A，升压变压器副线圈电压为，升压变压器的匝数比为，故AB错误，C正确；
D、输电线损失电压为，降压变压器的输入电压为，故D错误．
7．D
【详解】
线圈平面旋转到中性面位置时，磁感线与切割速度方向平行，根据公式E=BLvsinθ可知，线圈中的感应电流等于零，转过中性面之后，电路中又产生了感应电流，但是电流方向与之前线圈中的感应电流的方向相反，选项D正确.
故选D
8．B
【详解】
A项：闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=Emsinωt，而Em=nBSω，
所以e=nB（L/2）Lωsinωt=0.4sin2t，故A错误；
B项：由，故B正确；
C项：从t=O时到，电阻R上产生的热量为： 故C错误；
D项：在，线圈从图示位置转过90°，此时磁场穿过线圈的磁通量最小，但此时磁通量随时间变化最快，感应电动势最大，故D错误．
9．C
【解析】
【分析】
根据电流与线圈匝数的关系求出原、副线圈中电流之比，根据当开关S断开时，由P=I2R求消耗的电功率。根据闭合S后分析R1和R3的电压关系，再求功率关系。
【详解】
当开关S断开时，原线圈的输入电压与R1的和等于U1，则U1U2=U入+UR1U2＞2，故A错误。开关S断开时，设原、副线圈中电流分别为I1和I2．则I1:I2=n2:n1=1:2，由P=I2R，可得：P1P2=I12RI22R=14，故B错误；闭合S后，R3与R4并联后与R2串联，设原、副线圈中电流分别为I′1和I′2．则：I′1:I′2=n2:n1=1:2。由于个电阻的电阻值相等，所以流过R3与R4的电流是相等的，都等于12I′2，即：I3=I4=12I′2=I′1，由P=I2R，可得P′1=P′3=P′4，故C正确；闭合S后，由于R3与R4并联，并联电路部分的电阻值小于R3的电阻值，可知副线圈电路中的电阻值减小，所以两个副线圈的电流值增大，则原线圈中的电流值也增大，R1两端电压：U=I1R1，电流增大，则R1两端的电压增大。故D错误。故选C。
【点睛】
本题考查变压器规律的应用，要注意明确变压器的输入电压不是电源的输出电压，而是电阻电压与变压器输入电压之和等于电源的电压，要根据变压比和变流比结合来解决这类问题。
10．B
【解析】
由u=202sin?100πt?V可知，交流电压频率为50Hz，在一个周期内，交变电流两次超过100V电压，所以氖泡的发光频率为100Hz，选项A错误；达到变压器输入电压有效值为U1=20V，输出电压有效值U2=n2n1 U1=5×20V=100V，开关接通与断开，电压表的示数均为100V，选项B正确C错误；开关断开后，氖泡不发光，不消耗电能，变压器的输出功率为零，选项D错误。
11．BC
【解析】
【详解】
将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电流为I，则根据有效值的定义有：，解得：A；根据电阻R上1s内产生的热量为J，AD错误，BC正确．
12．BD
【详解】
升压变压器原线圈的电流，应该是发电机的输出功率，由于输电线的功率损失，所以，A错误．理想变压器的输出功率等于输入功率，即，B正确．不是输电线的电阻R两端的电压，C错误．根据能量守恒可知，，解得，D正确．
13．AC
【详解】
一示波器接在电阻R1两端，示波器上的电压变化图象如图乙所示，R1两端电压的有效值是V，又R1=30Ω，R2=20Ω，根据串联电路电流相等，可知R2两端为V，则电压表的示数为V，A正确；副线圈电流A，根据，解得：A，B错误；根据图乙所示，周期T=0.04s，则角速度为rad/s，理想变压器的原、副线圈匝数比为5：1，变压器中电压与匝数成正比，原线圈的电压最大值是250V，所以原线圈的输入电压（V），C正确；电阻R2消耗的电功率为W，D错误．
14．BCD
【详解】
根据表达式可知rad/s，根据得，交流电的频率为，故A错误；原线圈电压有效值为，则副线圈电压为，故B正确；二极管具有单向导电性，二极管中的交流电只有半个周期可以通过，根据有效值的定义得，解得，根据欧姆定律得通过的电流为，故C正确；电阻消耗功率为，电阻消耗功率为，则原线圈输入功率为，故D正确.
15．（1）V（2）C（3）J
【解析】
【详解】
（1）线圈中感应电动势的最大值V
（2）设从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90?角所用时间为Δt．
线圈中的平均感应电动势==n
通过电阻R的平均电流==
在Δt时间内通过电阻横截面的电荷量Q== C
（3）电阻两端电压的有效值U=Em．
经过t=10 s，电流通过电阻产生的焦耳热Q热=t
解得J
16．(1) 75πV(或235.5V）；（2）47.1sin(100πt+π2)A；（3）33.3A；159.8V；（4）159.8V；（5）159.8V
【解析】
【详解】
（1）根据Em=NBωS，
代入数据可得：Em= 75πV(或235.5V）；
（2）由闭合电路欧姆定律可知，电流的最大值；Im=EmR+r=47.1V
图示位置时电流最大，故感应电流随时间变化的函数表达式为：
i=Iminωt+π2=47.1sin100πt+π2A（或15πsin100πt+π2A）；
（3）交流电流表和交流电压表的示数分别为：I=Im2，U=IR
代入数据得：I=33.3A，U=159.8V
（4）发电机的功率：P=EI
代入数据得：P=5545.2W
（5）平均电动势为：E=△Φ△t=nBST4=100×0.05×0.5×0.30.005=150V；
所求电量为：q＝I?△t=ER△t=nBS(R+r)?△t△t=nBS(R+r)
代入数据可得：q=0.15C
17．（1）I=1.4A（2）Q=2.5J（3）Q=IΔt=nΔΦR+r=nBSR+r=0.04C
【解析】
【详解】
解：(1)由Em=NBωl1l2，解得：Em=20V
由Im=EmR+r，解得：Im=2.0A
由I=Im2，解得：I=1.4A
(2)由Q=I2(R+r)T，T=2πω，解得：Q=2.5J
(3)通过R上的电量：Q=I?Δt=nΔ?R+r=nBSR+r=0.04C
18．（1）（2）（3）（4）
【解析】
【详解】
（1）线圈的角速度，感应电动势的最大值，
则从线圈处于中性面开始计时，电动势的瞬时值表达式为
（2）电路中电流的有效值，，代入解得，即电流表读数为.
电压表读数为
（3）线圈转过180°的过程中，通过电阻的电荷量
（4）线圈匀速转一圈产生的总热量.