人教版物理選修3-2第五章交變電流測試題

1、人教版物理選修3-2第五章交變電流測試題一、選擇題1、欲增大交流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢而不改變頻率，下面措施中不能采用的是（ ）A增大轉(zhuǎn)速B增大磁感應(yīng)強(qiáng)度C增加線圈匝數(shù)D增大線圈的包圍面積 2一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式為e = 10sin 4pt，則（ ）A該交變電動(dòng)勢的頻率為2 Hz B零時(shí)刻線圈平面與磁場垂直Ct0.25 s時(shí)，e達(dá)到最大值 D在1 s時(shí)間內(nèi)，線圈中電流方向改變100次3我國家庭照明電路電壓瞬時(shí)值可表示為（ ）Au380 sin 3.14t VBu311 sin 314t VCu220 sin 314t V Du36 sin 0.02t V4

2、一交變電流的圖象如圖1所示，由圖可知（ ）A用交流電流表測該電流，示數(shù)為10 AB該交變電流的頻率為100 Hz圖1C該交變電流的有效值為10AD該交變電流瞬時(shí)值為i10sin 628t 圖25如圖2所示，正弦交流電壓U的最大值為311V，負(fù)載電阻為100 ，若不考慮電表內(nèi)阻對電路的影響，則交流電流表和電壓表的讀數(shù)分別為（ ）A2.2 A 311 VB3.1 A 311 V C2.2 A 220 V D3.1 A 220 V 6某電熱器接在36 V直流電源上正常工作，功率為P。若接到u36 sin t V交流電源兩極間，電熱器的電阻不變，則它的功率為（ ）APBPCP DP7在電工和電子技術(shù)中

3、使用的扼流圈有兩種：低頻扼流圈和高頻扼流圈。它們的區(qū)別在于（ ）A低頻扼流圈的自感系數(shù)較大B高頻扼流圈的自感系數(shù)較大C低頻扼流圈能有效地阻礙低頻交變電流，但不能阻礙高頻交變電流D高頻扼流圈能有效地阻礙高頻交變電流，但不能阻礙低頻交變電流8變壓器原線圈1 400匝，副線圈700匝并接有電阻R，當(dāng)變壓器工作時(shí)原、副線圈中（ ）A電流頻率之比為21B輸入和輸出功率之比為21C電流之比為21D輸入端和輸出端電壓之比為219一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為41，若在原線圈上加u1 410 sin 100pt V的交變電壓，則在副線圈的兩端用交變電壓表測得的電壓是（ ）A250 VB352.5 VC20

4、3.8 VD327.5 V 10一理想變壓器變壓比為201，原線圈接入220 V電壓時(shí)，將副線圈拆去18匝，輸出電壓為8 V，則該變壓器原線圈的匝數(shù)應(yīng)為（ ）A495匝B1 320匝C2 640匝D990匝圖311如圖3所示，理想變壓器原線圈接在電壓恒定不變的交變電源上，副線圈接有兩個(gè)燈泡L1 、L2和一個(gè)電阻R。開始時(shí)，開關(guān)S是斷開的?，F(xiàn)將S閉合，則（ ）A副線圈兩端的輸出電壓減小BL1變暗C原線圈的輸入電流增大D交變電源的輸出功率將增大12分別用220 V和1 100 V的電壓輸電，輸送電功率相同，導(dǎo)線材料和送電距離也相同。若要輸電線路上的功率損失也相同，則所用導(dǎo)線的截面積之比是（ ）A2

5、51B51C15D125 圖413如圖4所示電路中，L為電感線圈，R為燈泡，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻無限大，交流電源u220sin 100pt。若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為100 Hz，下列說法正確的是（ ）A電流表示數(shù)增大B電流表示數(shù)不變C燈泡變暗D燈泡亮度不變14如圖5所示，三只完全相同的燈泡a、b、c分別與電阻R、電感L、電容C串聯(lián)，再將三者并聯(lián)，接在220 V，50 Hz的交變電壓兩端，三只燈泡亮度相同。若只將交變電壓圖5的頻率改為60 Hz，則（ ）A三只燈泡亮度不變 B三只燈泡都將變亮Ca亮度不變，b變亮，c變暗 Da亮度不變，b變暗，c變亮15如圖6所示，理想變壓器

6、的原、副線圈匝數(shù)比為15，原線圈兩端的交變電壓為u20sin 100 pt，氖泡在兩端電壓達(dá)到100 V時(shí)開始發(fā)光，下列說法中正確的有（ ） A開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100 HzB開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100 VC開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變大圖6D開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變二、填空題16一閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中做勻角速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為240p rad/min ，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)至與磁場平行時(shí)，線圈的電動(dòng)勢為2.0 V。設(shè)線圈從垂直磁場瞬時(shí)開始計(jì)時(shí)，則該線圈電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式為_；電動(dòng)勢在s末的瞬時(shí)值為_。17如圖所示，7-a為電熱毯的電路示意圖，電熱毯接在的電源插座上，電熱毯被加熱到

7、一定程度后，由于裝置P的作用，使加在電熱絲ab兩端的電壓變成如圖7-b所示的波形，從而進(jìn)入保溫狀態(tài)。若電熱絲的電阻保持不變，此時(shí)圖甲中交流電壓表讀出交流電的有效值是_V。圖7ba18將u110sin 100t的交變電壓接到“220 V，100 W”的燈泡兩端，設(shè)燈絲的電阻不隨溫度變化，流過燈泡電流的最大值為_A；燈泡消耗的實(shí)際功率為_W19. 圖8為一個(gè)交變電流隨時(shí)間變化的圖象，則此交變電流的電流有效值是_A。圖8 三、計(jì)算題ROO圖920如圖9所示，今有一個(gè)長20 cm、寬10 cm，共有500匝的矩形線圈，在外力作用下在B0.10 T勻強(qiáng)磁場中，以恒定的角速度 w100p rad/s繞垂直

8、于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)線圈兩端與R100 的電阻構(gòu)成閉合回路。求：（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值；（2）從線圈平面通過中性面時(shí)開始，線圈轉(zhuǎn)過90角的過程中通過電阻R橫截面的電荷量；（3）線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)10 s，電流通過電阻R產(chǎn)生的焦耳熱。21發(fā)電廠的交流發(fā)電機(jī)輸出電壓恒為500 V，輸出功率為100 kW。要將電能輸送到遠(yuǎn)處的工廠。設(shè)計(jì)輸電線上的功率損失為2%，輸電線總電阻為20 ，用戶得到的電壓220 V。求：發(fā)電廠附近的升壓變壓器和用戶附近的降壓變壓器的匝數(shù)比各多大？（所用變壓器都看作理想變壓器）22有一交變電壓的變化規(guī)律為u311sin 314t，如果某個(gè)氖管，它的

9、兩端電壓等于或大于220 V時(shí)就會產(chǎn)生輝光，而小于220 V則不會產(chǎn)生輝光，給這只氖管兩端加上述電壓，則在1 s內(nèi)氖管發(fā)光的時(shí)間是多少？23用均勻的金屬絲繞成的長方形線框abcd，adbc3l，abcdl，線框可以繞ad、bc邊上的MN軸以角速度w勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，MN左側(cè)空間無磁場，右側(cè)空間中分布有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向里，MN恰在磁場邊界上，aMbN2l，回路總電阻為R，初始時(shí)，線框平面垂直于磁場，如圖10所示。求：圖10（1）以電流方向沿abcda時(shí)為正，在i-t坐標(biāo)系中作出電流隨時(shí)間變化的圖像（兩個(gè)周期），并注明必要的坐標(biāo)值（峰值、周期等）及其計(jì)算過程。（2）此電流的有效值I

10、等于多少？參考答案一、選擇題1A解析：轉(zhuǎn)速提高后，交流電的頻率會發(fā)生變化。2AB 解析：頻率為2 Hz，1 s內(nèi)線圈中電流方向改變4次。3B4ABD5C 6C解析：功率要用有效值計(jì)算。7A解析：低頻扼流圈不僅對低頻交流電有較大的阻礙作用，對高頻交流電的阻礙作用更大，相對高頻扼流圈它的自感系數(shù)要大。高頻扼流圈對低頻交流電也有阻礙作用，只是比對高頻交流電的阻礙作用要小。8D9A解析：交變電壓表測得的電壓是有效值。10B解析：原來，將副線圈拆去18匝后，兩式聯(lián)立得出結(jié)果。11BCD解析：副線圈兩端電壓由電源輸入電壓和原、副線圈匝數(shù)比決定，與開關(guān)通斷無關(guān)，所以A錯(cuò)誤。開關(guān)閉合后，副線圈右側(cè)回路中的電阻

11、減小，電流I2增加，P2增加，P2P1U1I1，所以交變電源的輸出功率變大，原線圈的電流也增大。副線圈兩端的電壓不變，兩燈并聯(lián)，總電阻減小，R兩端電壓變大，因此燈L1兩端的電壓變小，將變暗。12A解析：輸電線上損失的功率為P損I2R()2 r，輸送電功率P相同，導(dǎo)線材料 rl和送電距離都相同時(shí)，導(dǎo)線橫截面積S與電壓U2成反比。13C解析：由交流電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式可知電源頻率開始為50 Hz，當(dāng)變?yōu)?00 Hz時(shí)，線圈的感抗增大，則線路中電流減小，電燈消耗的電功率減小，燈泡變暗。14D解析：當(dāng)電壓的頻率增高時(shí)，純電阻支路的電流沒發(fā)生變化；而電感性電路對高頻交流電的阻礙作用強(qiáng)了，因此，b會變暗；電

12、容性電路對高頻交流電的阻礙作用減小，因此，c燈會變亮15AB解析：變壓器不改變交變電流的頻率，原線圈的頻率為50 Hz，故副線圈中電流的頻率為50 Hz。由于在一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)氖泡要發(fā)光兩次，故氖泡發(fā)光頻率為100 Hz。原線圈電壓的有效值為20 V，根據(jù)變壓比知副線圈兩端的電壓有效值為100 V，此即交流電壓表的示數(shù)。開關(guān)斷開后，電壓表永遠(yuǎn)測的是線圈兩端電壓，保持不變。開關(guān)斷開，負(fù)載電阻增大電壓不變，故輸出功率減小。二、填空題16e2.0 sin 4pt；e1 V 解析：當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)動(dòng)至與磁場平行時(shí)，此時(shí)兩邊都垂直切割磁感線，線圈的電動(dòng)勢為最大值，角頻率w240 p rad/min4p ra

13、d/s，eEm sin wt2.0 sin4pt V。17156 V解析：圖乙的交流電與正弦交流電相比，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量減小了一半。峰值為311 V的正弦交流電電壓的有效值是U220 V，此交變電流在一個(gè)周期T內(nèi)通過電阻R產(chǎn)生的熱量為Q1，若有一電壓為U的直流電也在T時(shí)間內(nèi)通過電阻R，則產(chǎn)生的熱量為Q2T， 根據(jù)有效值的定義有 Q1Q2， 所以，此交變電流電流的有效值為156 V。180.23 A；25 W解析：燈絲電阻為484 ，電壓的有效值為110 V，Im0.23 A，PUI25 W195 A解析：設(shè)此交變電流有效值為I，則在一個(gè)周期T內(nèi)通過電阻R產(chǎn)生的熱量為Q1(4)2R(3)2

14、 R若有一電流為I的直流電也在T時(shí)間內(nèi)通過電阻R，則產(chǎn)生的熱量為 Q2I2RT根據(jù)有效值的定義有Q1Q2所以，此交變電流電流的有效值為5 A。三、計(jì)算題20解答（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值 EmnBSw3.1102 V （2）設(shè)從線圈平面通過中性面時(shí)開始，線圈轉(zhuǎn)過90角所用時(shí)間為t。線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢n 通過電阻R的平均電流 在t時(shí)間內(nèi)通過電阻橫截面的電荷量QtQ=1.0102 C （3）矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正弦交變電流，電阻兩端電壓的有效值UEm。經(jīng)過t10 s，電流通過電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q熱t(yī) 解得Q熱4.9103 J21解答：Pr2%P12 000 W，由PrIr2r，得

15、Ir10 A，即升壓變壓器次級線圈的電流I1 和降壓變壓器初級線圈的電流I2都是10 A。升壓變壓器初級線圈的電流I1200 A，因此；升壓變壓器次級線圈電壓U110 000 V，輸電線上的電壓損失UrIrr200 V，因此降壓變壓器初級線圈電壓為U2U1Ur9 800 V，因此。22解答： 氖管的輝光電壓是220 V，即電壓大于220 V，氖管中的惰性氣體被擊穿，產(chǎn)生輝光放電。所以1s內(nèi)氖管發(fā)光的時(shí)間就是電壓大于220 V的時(shí)間。由題可知： w314rad/s Tss當(dāng) u311 sin 314 t V220 V時(shí)：可得在0（s）內(nèi)，有t1s，t2s即在0內(nèi)，氖管發(fā)光時(shí)間為tt2t1（）ss同理：在T內(nèi)，氖管發(fā)光時(shí)間仍為s所以，在1 s內(nèi)氖管發(fā)光時(shí)間為t2t100t0.5s。23解答：線圈有一部分在磁場中運(yùn)動(dòng)，另一部分在磁場外，而且轉(zhuǎn)軸不在中間，左右不對稱，與那種典型的正弦交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)有著明顯的不同，解答此題，也同樣不能直接套用現(xiàn)成的公式，只能從最基本的電磁感應(yīng)原理出發(fā)進(jìn)行分析求解。（1）如圖所示為俯視圖，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，在0的時(shí)間內(nèi)，線圈內(nèi)產(chǎn)生正弦交流電，eBwl2sin wt， i，從0變?yōu)?，電流方向?yàn)閍dcba。在3時(shí)間內(nèi)，線圈的aMNb部分進(jìn)入磁場，切割磁感線