高中物理第五章交變電流練習冊新人教版選修3-2

1、第五章交變電流1 交變電流知識點一交變電流的產(chǎn)生1( 多選 ) 當交流發(fā)電機的線圈轉到線圈平面與中性面重合時，下列說法中正確的是( ) a電流將改變方向b磁場方向和線圈平面平行c線圈的磁通量最大d線圈產(chǎn)生的感應電動勢最大2( 多選 ) 如圖l5-1-1 所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸oo 以恒定的角速度 轉動，從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，則在02這段時間內(nèi) ( ) 圖l5-1-1a線圈中的感應電流一直在減小b線圈中的感應電流先增大后減小c穿過線圈的磁通量一直在減小d穿過線圈的磁通量的變化率一直在減小知識點二交變電流的變化規(guī)律3交流發(fā)電機在工作時電動勢為eemsi

2、nt ，若將發(fā)電機的轉速提高一倍，同時將電樞所圍面積減小一半，其他條件不變，則其電動勢變?yōu)? ) ae emsint2be 2emsint2ce emsin 2 t deem2sin 2 t 4如圖l5-1-2 所示，勻強磁場b 0.1 t，所用矩形線圈的匝數(shù)n100 匝，邊長ab0.2 m，bc 0.5 m，以角速度100rad/s繞垂直于磁場方向的oo 軸勻速轉動試求：(1) 交變電動勢的峰值；(2) 從線圈平面垂直于磁感線時開始計時，線圈中瞬時感應電動勢的表達式；(3) 若線圈平面平行于磁感線時開始計時，求線圈在t t6時刻的電動勢大小圖l5-1-2知識點三交變電流的圖像5線圈在勻強磁場

3、中勻速轉動，產(chǎn)生交流電的圖像如圖l5-1-3所示，由圖可知( ) 圖l5-1-3a在 a和 c時刻線圈處于中性面位置b在 b和 d時刻穿過線圈的磁通量為零c在 a到 d時刻線圈轉過的角度為 弧度d在 a和 c時刻磁通量變化率的絕對值最大6如圖l5-1-4甲所示，一矩形線圈abcd 放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd 中點的垂直于磁場方向的軸oo 以角速度 逆時針勻速轉動若以線圈平面與磁場夾角45時 ( 如圖乙所示 )為計時起點， 并規(guī)定當電流自a 流向 b 時電流方向為正則圖l5-1-5 中描述電流變化規(guī)律的圖像正確的是 ( ) 圖l5-1-4圖l5-1-57一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感

4、線的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖像如圖l5-1-6 甲所示，則下列說法中正確的是( ) 圖l5-1-6at 0 時刻，線圈平面與中性面垂直bt 0.01 s時刻， 的變化率最大ct 0.02 s時刻，電動勢達到最大d該線圈產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的圖像如圖乙所示8如圖l5-1-7所示，面積均為s的線圈均繞其對稱軸或中心軸在磁感應強度為b 的勻強磁場中以角速度 勻速轉動，能產(chǎn)生正弦交變電動勢ebs sin t 的是 ( ) 圖l5-1-79( 多選 ) 矩形線圈的匝數(shù)為50 匝，在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動時，穿過線圈的磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖l5-1-8 所示，下列結

5、論正確的是( ) 圖l5-1-8a在 t 0.1 s和 t 0.3 s時，電動勢最大b在 t 0.2 s和 t 0.4 s時，電動勢改變方向c電動勢的最大值是157 vd在 t 0.4 s時，磁通量變化率達最大，其值為3.14 wb/s10一矩形線圈有100 匝，面積為50 cm2，線圈內(nèi)阻r 2 ，在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動，從線圈平面與磁場平行時開始計時，已知磁感應強度b0.5 t，線圈的轉速n1200 r/min，外接一電阻，阻值為r18 ，試寫出電阻兩端電壓瞬時值的表達式11如圖l5-1-9 所示，在勻強磁場中有一個“”形導線框可繞ab軸轉動， ab軸與磁場方向垂直，已知

6、勻強磁場的磁感應強度b5 2t，線框的cd邊長為 20 cm，ce 、df長均為 10 cm，轉速為 50 r/s. 從圖示位置開始計時(1) 寫出線框中感應電動勢的瞬時值表達式(2) 在 e-t 坐標系中作出線框中感應電動勢隨時間變化的圖像圖l5-1-92 描述交變電流的物理量知識點一交變電流的周期和頻率1( 多選 ) 某小型發(fā)電機產(chǎn)生的交變電動勢為e50sin 100 t(v) 對此電動勢，下列表述正確的有 ( ) a最大值是50 2 vb頻率是100 hzc有效值是25 2 vd周期是0.02 s知識點二峰值和有效值2小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉動，產(chǎn)生的感應電動勢與

7、時間呈正弦函數(shù)關系， 如圖l5-2-1 所示，此線圈與一個r10 的電阻構成閉合電路，不計電路的其他電阻下列說法正確的是( ) 圖l5-2-1a交變電流的周期為0.125 sb交變電流的頻率為8 hzc交變電流的有效值為2 ad交變電流的最大值為4 a3通過一阻值r100 的電阻的交變電流如圖l5-2-2所示，其周期為1 s電阻兩端電壓的有效值為 ( ) 圖l5-2-2a12 vb410 vc15 vd8 5 v4( 多選 ) 圖l5-2-3中的甲、乙兩圖分別表示兩個交變電壓，比較這兩個交變電壓，它們具有相同的 ( ) 圖l5-2-3a有效值b頻率c最大值d均不一樣5圖l5-2-4 是一交變電

8、流隨時間變化的圖像，求此交變電流的有效值圖l5-2-4知識點三交變電流的平均值和有效值的區(qū)別6如圖l5-2-5 所示，單匝矩形閉合導線框abcd 全部處于磁感應強度為b的水平勻強磁場中，線框面積為s，電阻為r.線框繞與cd 邊重合的豎直固定轉軸以角速度 勻速轉動，線框中感應電流的有效值i _線框從中性面開始轉過2的過程中，通過導線橫截面的電荷量q_圖l5-2-57下列提到的交流電，不是指有效值的是( ) a交流電壓表的讀數(shù)b使用交流的電氣設備上標明的額定電壓c電容器擊穿電壓d220 v交流電壓8如圖l5-2-6 所示，實驗室一臺手搖交流發(fā)電機的內(nèi)阻r 1.0 ，外接 r9.0 的電阻 閉合開關

9、s，當發(fā)動機轉子以某一轉速勻速轉動時，產(chǎn)生的電動勢的瞬時值表達式為e10 2sin10 t(v) ，則 ( ) 圖l5-2-6a該交變電流的頻率為10 hzb該電動勢的有效值為10 2 vc外接電阻r所消耗的電功率為10 wd電路中理想交流電流表a的示數(shù)為1.0 a9( 多選 ) 圖l5-2-7甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化，下列說法正確的是( ) 圖l5-2-7a圖甲表示交流電，圖乙表示直流電b兩種電壓的有效值相等c圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u311sin 100 t(v) d兩種電壓的周期相同10電阻 r1、r2與交流電源按照圖l5-2-8 甲所示的方式連接

10、，r110 ，r220 .合上開關s后，通過電阻r2的交變電流i 隨時間 t 變化的情況如圖乙所示，則( ) 圖l5-2-8a通過 r1的電流有效值是1.2 abr1兩端的電壓有效值是6 vc通過 r2的電流最大值是652 adr2兩端的電壓最大值是6 2v11( 多選 )圖l5-2-9甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩正對磁極n、s間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，a為交流電流表線圈繞垂直于磁場方向的水平軸oo 沿逆時針方向勻速轉動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示，以下判斷正確的是( ) 圖l5-2-9a電流表的示數(shù)為10 ab線圈轉動的角速度為50rad/sc0.

11、01 s時線圈平面與磁場方向平行d0.02 s時電阻 r中電流的方向自右向左12( 多選 ) 如圖l5-2-10所示，有一矩形線圈，面積為s，匝數(shù)為n，整個線圈的電阻為r ，在磁感應強度為b 的勻強磁場中，線圈繞oo 軸以角速度 勻速轉動， oo 軸垂直于磁場方向，外電阻為 r，當線圈由圖示位置轉過90的過程中，下列說法中正確的是( ) 圖l5-2-10a磁通量的變化量為nbs b平均感應電動勢為e2nbs c電阻 r所產(chǎn)生的熱量為q（nbs ）22rd通過電阻r的電荷量為qnbsrr13如圖l5-2-11所示，線圈abcd 的面積是0.05 m2，共 100 匝，線圈電阻為1 ，外接電阻r

12、為 9 ，勻強磁場的磁感應強度為b1t，線圈以300 r/min的轉速繞垂直于磁場方向的轉軸勻速旋轉時(1) 若從線圈處于中性面時開始計時，寫出線圈中感應電動勢的瞬時值表達式(2) 線圈轉過130s時電動勢的瞬時值多大？(3) 電路中電壓表和電流表的示數(shù)各是多少？(4) 從中性面開始計時，經(jīng)130s通過電阻r的電荷量為多少？圖l5-2-11習題課：交變電流的產(chǎn)生及描述知識點一對交變電流瞬時值表達式的應用1標有“ 220 v0.5 f”字樣的電容器能接入下面哪個電路中使用( ) ae220sin 100 t (v) 的交流電路中b220 v的照明電路中ce380sin 100 t (v) 的交流

13、電路中d380 v的照明電路中知識點二交變電流的圖像2( 多選 ) 一正弦式交變電流的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖lx-4-1 所示由圖可知( ) 圖lx-4-1a該交變電流的電壓瞬時值的表達式為u 100sin 25t (v) b該交變電流的頻率為25 hzc該交變電流的電壓的有效值為100 2 vd若將該交流電壓加在阻值為r100 的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50 w3一矩形金屬線圈共10 匝，繞垂直磁場方向的轉軸在勻強磁場中勻速轉動，線圈中產(chǎn)生的交變電動勢e 隨時間 t 變化的規(guī)律如圖lx-4-2 所示，下列說法中正確的是( ) 圖lx-4-2a此交流電的頻率為0.2 hzb此交變電動勢的

14、有效值為1 vct 0.1 s時，線圈平面與磁場方向平行d在線圈轉動過程中，穿過線圈的最大磁通量為1100wb知識點三交變電流有效值的計算4圖lx-4-3表示一交流電隨時間變化的圖像，其中電流為正值時的圖像為正弦曲線的正半部分，其最大值為im；電流的負值為im，則該交變電流的有效值為多少？圖lx-4-3知識點四交變電流的“四值”5如圖lx-4-4所示，在勻強磁場中有一個內(nèi)阻r 3 、面積s0.02 m2的半圓形導線框可繞 oo 軸旋轉，oo 軸垂直于磁場方向，已知勻強磁場的磁感應強度b5 2t 若線框以 100rad/s的角速度勻速轉動，且通過電刷給“6 v12 w”的小燈泡供電，則：(1)

15、若從圖示位置開始計時，求線框中感應電動勢的瞬時值表達式；(2) 從圖示位置開始，線框轉過90的過程中，流過導線橫截面的電荷量是多少？該電荷量與線框轉動的快慢是否有關？(3) 由題目所給的已知條件，外電路所接小燈泡能否正常發(fā)光？如不能，則小燈泡的實際功率為多大？圖lx-4-46風速儀的簡易裝置示意圖如圖lx-4-5甲所示在風力作用下，風杯帶動與其固定在一起的永磁鐵轉動，線圈中的感應電流隨風速的變化而變化風速為v1時，測得線圈中的感應電流隨時間變化的關系如圖乙所示；若風速變?yōu)関2，且 v2 v1，則感應電流的峰值im、周期 t 和感應電動勢的有效值 e的變化情況是( ) 圖lx-4-5aim變大，

16、 t變小bim變大， t不變cim變小， t變小dim不變， e變大7圖lx-4-6 為一正弦交流電通過一電子元件后的波形圖，則下列說法正確的是( ) 圖lx-4-6a這也是一種交流電b電流的變化周期是0.01 sc電流的有效值是1 ad電流通過100 的電阻時， 1 s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為200 j8如圖lx-4-7 所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度為b.電阻為 r、半徑為l、圓心角為45的扇形閉合導線框繞垂直于紙面的o軸以角速度 勻速轉動 (o 軸位于磁場邊界) 則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應電流的有效值為( ) 圖lx-4-7a.bl22rb.2bl22rc.2bl24rd.bl24r9(

17、多選 ) 電阻為1 的某矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動時，產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖lx-4-8 的圖線 a 所示； 當調整線圈轉速后，該線圈中所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖線 b 所示，以下關于這兩個正弦交變電流的說法正確的是( ) 圖lx-4-8a在圖中t 0 時刻穿過線圈的磁通量均為零b線圈先后兩次轉速之比為32c交流電a 的電動勢的有效值為5 2 vd交流電b 的電動勢的最大值為5 v10如圖lx-4-9 所示，線圈面積為0.05 m2，共 100 匝，線圈總電阻為1 ，與阻值為r9 的外電阻相連，線圈在b2t的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的oo 軸以轉速n300 r/min

18、勻速轉動從線圈處于中性面開始計時，求：(1) 電動勢的瞬時表達式；(2) 兩電表a、v的示數(shù)；(3) 線圈轉過160s時電動勢的瞬時值；(4) 線圈轉過130s的過程中，通過電阻的電荷量；(5) 線圈勻速轉一周外力做的功圖lx-4-93 電感和電容對交變電流的影響知識點一電感器對交變電流的阻礙作用1交變電流通過一段長直導線時，電流的有效值為i. 如果將這根長直導線繞成線圈，再接入電路，通過線圈的電流的有效值為i ，則 ( ) ai ibi ici i d無法比較2( 多選 ) 如圖l5-3-1 所示，輸入端ab 的輸入電壓既有直流成分，又有交流成分，以下說法中正確的是 (l 的直流電阻與r相同

19、 )( ) 圖l5-3-1a直流成分只能從l 通過b交流成分只能從r通過c通過 r的電流既有直流成分又有交流成分d通過 l 的交流成分比通過r的交流成分必定要少知識點二電容器對交變電流的作用3( 多選 ) 對交變電流能夠通過電容器的原因，下列說法正確的是( ) a當電容器接到交流電源上時，因為有自由電荷通過電容器，所以電路中有交變電流b當電容器接到交流電源上時，電容器交替進行充電和放電，電路中才有交變電流c在有電容器的交流電路中，沒有電荷定向移動d在有電容器的交流電路中，沒有電荷通過電容器4( 多選 ) 如圖l5-3-2 所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說法正確的是( ) 圖l5-3

20、-2a把電介質插入電容器，燈泡變亮b增大電容器兩板間的距離，燈泡變亮c減小電容器兩板間的正對面積，燈泡變暗d使交變電流頻率減小，燈泡變暗知識點三電感、電容、電阻在電路中的特點比較5如圖l5-3-3 所示，甲、乙是規(guī)格相同的燈泡，接線柱a、b 接電壓為u的直流電源時，無論電源的正極與哪一個接線柱相連，甲燈均能正常發(fā)光，乙燈完全不亮當a、b 接電壓的有效值為u的交流電源時，甲燈發(fā)出微弱的光，乙燈能正常發(fā)光，則下列判斷正確的是( ) 圖l5-3-3a與甲燈串聯(lián)的元件x 是電容器，與乙燈串聯(lián)的元件y 是電感線圈b與甲燈串聯(lián)的元件x 是電感線圈，與乙燈串聯(lián)的元件y 是電容器c與甲燈串聯(lián)的元件x 是二極管

21、，與乙燈串聯(lián)的元件y 是電容器d與甲燈串聯(lián)的元件x 是電感線圈，與乙燈串聯(lián)的元件y 是二極管6如圖l5-3-4 所示，在頻率為f 的交流電路中，當開關s依次分別接通r、c、l 支路時，通過各支路的電流有效值相等若將交變電流的頻率提高到2f ，維持其他條件不變，則下列幾種情況不正確的是 ( ) 圖l5-3-4a通過 r的電流有效值不變b通過 c的電流有效值變大c通過 l 的電流有效值變小d流過 r 、 c、l 的電流有效值都不變7如圖l5-3-5所示，交流電源的電壓有效值跟直流電源的電壓相等，當將雙刀雙擲開關接到直流電源上時，燈泡的實際功率為p1，而將雙刀雙擲開關接在交流電源上時，燈泡的實際功率

22、為p2則( ) 圖l5-3-5ap1p2bp1p2cp1p2d不能比較8( 多選 ) 在圖l5-3-6 所示的電路中， a、b 兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低頻交流；l 是一個自感系數(shù)為2.5 mh的高頻扼流圈，c是一個電容為100 pf的電容器， r是負載電阻下列說法正確的是( ) 圖l5-3-6al 的作用是“通低頻，阻高頻”bc的作用是“通交流，隔直流”cc的作用是“通高頻，阻低頻”d通過 r的電流中，低頻交流所占的百分比遠遠小于高頻交流所占的百分比9( 多選 ) 如圖l5-3-7 所示的電路中，a、b、c三燈亮度相同，電源為220 v、50 hz的交流電源，以下敘述中正確的是(

23、 ) 圖l5-3-7a改接 220 v、100 hz的交流電源時，a燈變亮，b燈變暗，c燈亮度不變b改接 220 v、100 hz的交流電源時，a燈變暗，b燈變亮，c燈變亮c改接 220 v的直流電源時，a燈熄滅，b燈變亮，c燈亮度不變d改接 220 v的直流電源時，a燈熄滅，b燈變亮，c燈變暗10如圖l5-3-8 所示的電路中，f為一交流發(fā)電機，c為平行板電容器，為使電流表a的示數(shù)增加，可行的方法是( ) 圖l5-3-8a使發(fā)電機f的轉速增加b使發(fā)電機f的轉速減小c在平行板電容器間換用相對介電常數(shù)較小的電介質d使電容器兩極板間距離增大11在收音機線路中，經(jīng)天線接收下來的電信號既有高頻成分又有

24、低頻成分，經(jīng)放大后送給下一級時， 需要把低頻成分和高頻成分分開，只讓低頻成分輸入，我們采用了如圖l5-3-9 所示的電路，其中代號a、b 應選擇的元件是( ) 圖l5-3-9aa 是電容較大的電容器，b 是低頻扼流線圈ba 是電容較大的電容器，b 是高頻扼流線圈ca 是電容較小的電容器，b 是高頻扼流線圈da 是電容較小的電容器，b 是低頻扼流線圈12( 多選) “二分頻”音箱內(nèi)有高、低兩個揚聲器音箱要將擴音機送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻分離出來，送往相應的揚聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的機械振動圖l5-3-10 為音箱的電路簡化示意圖，高、低頻混合電流

25、在a、b端輸入，l 是線圈， c是電容器，則下列說法中正確的是( ) 圖l5-3-10a甲揚聲器是高頻揚聲器bc的作用是阻礙低頻電流通過乙揚聲器cl 的作用是阻礙低頻電流通過甲揚聲器d乙揚聲器是高頻揚聲器13圖l5-3-11 是一種電風扇減速器的電路圖通過改變開關s跟 05 間的 6 個觸點的接觸，實現(xiàn)對電風扇電動機m的轉速控制請說明它的調速原理圖l5-3-114 變壓器知識點一變壓器的原理及電壓與匝數(shù)的關系1對理想變壓器作出的判斷正確的是( ) a高壓線圈匝數(shù)多、電流大、導線粗b低壓線圈匝數(shù)少、電流小、導線細c高壓線圈匝數(shù)多、電流大、導線細d低壓線圈匝數(shù)少、電流大、導線粗知識點二理想變壓器中

26、的基本規(guī)律2如圖l5-4-1所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為201，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入一個“ 220 v60 w”的燈泡，且燈泡正常發(fā)光則( ) l5-4-1a電流表的示數(shù)為3 2220ab電源輸出功率為1200 wc電流表的示數(shù)為3220ad原線圈兩端電壓為11 v3用 220 v的正弦交流電通過理想變壓器對一負載供電，變壓器輸出電壓是110 v，通過負載的電流隨時間變化的圖像如圖l5-4-2 所示，則 ( ) 圖l5-4-2a變壓器輸入功率約為3.9 wb輸出電壓的最大值是110 vc變壓器原、副線圈匝數(shù)比是12d負載電流的函數(shù)表達式為i 0.05sin(100t 2)

27、a知識點三含理想變壓器電路的動態(tài)分析4如圖l5-4-3所示，用理想變壓器給負載供電，變壓器輸入電壓不變，變壓器降壓后用總電阻為 r 的輸電線對用電器供電，設兩個燈泡的電阻相同，且都在發(fā)光，若將滑動變阻器的滑片p 向n移動，會出現(xiàn)的現(xiàn)象是( ) 圖l5-4-3a電流表的示數(shù)變大，燈泡l1、l2均變暗b電流表的示數(shù)變小，燈泡l2、l2均變暗c電流表的示數(shù)變大，燈泡l1變亮，l2變暗d電流表的示數(shù)不變，燈泡l1變暗，l2變亮知識點四幾種常見的變壓器5自耦變壓器的鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分一升壓式自耦調壓變壓器的電路如圖l5-4-4所示，其副線圈匝數(shù)可調已知變壓器線圈總匝數(shù)為

28、1900 匝，原線圈為 1100 匝，接在有效值為220 v的交流電源上當變壓器輸出電壓調至最大時，負載r上的功率為2.0 kw. 設此時原線圈中電流有效值為i1，負載兩端電壓的有效值為u2，且變壓器是理想變壓器，則u2和 i1分別約為 ( ) 圖l5-4-4a380 v和 5.3 ab380 v和 9.1 ac240 v和 5.3 ad 240 v和 9.1 a6如圖l5-4-5所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)均可調節(jié)，原線圈兩端接一正弦交變電流，為了使變壓器輸入功率增大，可以采取的措施有( ) 圖l5-4-5a只增加原線圈的匝數(shù)n1b只減少副線圈的匝數(shù)n2c只減小負載電阻r的阻值d只增大

29、負載電阻r的阻值7 在變電所， 經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強電流，使用的儀器是電流互感器如圖l5-4-6所示的四個圖中，能正確反映其工作原理的是( ) 圖l5-4-68.( 多選 )圖l5-4-7 是霓虹燈的供電電路圖，變壓器可視為理想變壓器已知變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比n1n2120， 加在原線圈的電壓為u1311sin100t (v) 霓虹燈正常工作的電阻r440 k，i1、i2分別表示原、副線圈中的電流下列判斷正確的是( ) 圖l5-4-7a副線圈兩端電壓為6220 v，副線圈中的電流為14.1 mab副線圈兩端電壓為4400 v，副線圈中的電流為10.0 maci1i2di1i29

30、( 多選 ) 為了監(jiān)測變電站向外輸電的情況，要在變電站安裝互感器，其接線如圖l5-4-8 所示，兩變壓器匝數(shù)分別為n1、n2和 n3、n4，a 和 b 是交流電表，則( ) 圖l5-4-8an1n2bn3n4ca 為交流電流表，b 為交流電壓表da 為交流電壓表，b 為交流電流表10如圖l5-4-9 所示，理想變壓器的原線圈接入u11 000 2sin100t(v) 的交變電壓，副線圈通過電阻r 6 的導線對“ 220 v880 w”的用電器rl供電，該用電器正常工作由此可知( ) 圖l5-4-9a原、副線圈的匝數(shù)比為501b交變電壓的頻率為100 hzc副線圈中電流的有效值為4 ad變壓器的

31、輸入功率為880 w11如圖l5-4-10所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n241，原線圈兩端連接光滑導軌， 副線圈與電阻r相連組成閉合回路當直導線 ab在勻強磁場中沿導軌勻速向右做切割磁感線運動時，電流表a1的讀數(shù)為 12 ma，那么電流表a2的讀數(shù)為 ( ) 圖l5-4-10a0 b3 mac48 ma d與 r大小有關12( 多選 )如圖l5-4-11所示，在某交流電路中，有一正在工作的理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)分別為n1600 匝， n2120 匝，電源電壓u1220 v，原線圈中串聯(lián)一個0.2 a的保險絲，為保證保險絲不被燒毀，則( ) 圖l5-4-11a負載功率不能超過44

32、 wb副線圈電流最大值不能超過1 ac副線圈電流有效值不能超過1 ad副線圈電流有效值不能超過0.2 a13一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n1n2115. 原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時間變化的圖像如圖l5-4-12 所示副線圈僅接入一個10 的電阻則 ( ) 圖l5-4-12a流過電阻的電流是20 ab與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 2 vc經(jīng)過 1 min電阻產(chǎn)生的熱量是6103jd變壓器的輸入功率是1103w14(多選 ) 如圖l5-4-13 甲所示，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為31，l1、l2、l3、l4為四只規(guī)格均為“ 9 v6 w”的相同燈泡，各電表均為理想交流電表，輸入

33、端交變電壓的u-t圖像如圖乙所示則以下說法中正確的是( ) 圖l5-4-13a電壓表的示數(shù)為36 vb電流表的示數(shù)為2 ac四個燈泡均能正常發(fā)光d變壓器副線圈兩端交變電流的頻率為50 hz5 電能的輸送知識點一降低輸電損耗的兩個途徑1超導是當今高科技研究的熱點，利用超導材料可實現(xiàn)無損耗輸電現(xiàn)有一直流電路，輸電線的總電阻為0.4 ，它提供給用電器的電功率為40 kw，電壓為800 v若用臨界溫度以下的超導電纜代替原來的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為( ) a1 kwb1.6 103kwc1.6 kwd10 kw2( 多選 ) 某發(fā)電廠原來用電壓為u1的交流電輸電， 后

34、改用變壓比為150 的升壓變壓器將電壓升高為 u2后輸電， 輸送的電功率保持不變?nèi)糨旊娋€路的電阻為r線，則下列說法中正確的是( ) a由公式i pu2可知，提高電壓后輸電線上的電流降為原來的150b由公式i u2r線可知，提高電壓后輸電線上的電流增為原來的50 倍c由公式pi2r線可知，提高電壓后輸電線上的功率損耗減為原來的12500d由公式pu22r線可知，提高電壓后輸電線上的功率損耗增大為原來的2500 倍3( 多選 )2014 年 2 月初的低溫雨雪天氣造成我國東部部分地區(qū)停電，為消除高壓輸電線上的凌冰，有人設計了這樣的融冰思路：利用電流的熱效應除冰若在正常供電時，高壓線上輸電電壓為 u

35、，電流為i ，熱耗功率為p；除冰時，輸電線上的熱耗功率需要變?yōu)?p，則除冰時 (認為輸電功率和輸電線電阻不變)( ) a輸電電流為3i b輸電電流為9i c輸電電壓為3u d輸電電壓為13u 知識點二遠距離輸電電路中的各種關系4遠距離輸電線路的示意圖如圖l5-5-1所示若發(fā)電機的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是 ( ) 圖l5-5-1a升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設備消耗的功率無關b輸電線中的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定c當用戶用電器的總電阻減小時，輸電線上損失的功率增大d升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓5( 多選 ) 發(fā)電廠發(fā)電機的輸出電壓為u1，發(fā)電廠至學

36、校的輸電線總電阻為r線，通過導線的電流為 i，學校輸入電壓為u2，下列計算輸電線功率損耗的式子中，正確的是( ) a.u21r線b.（u1 u2）2r線ci2r線di(u1 u2) 6( 多選 ) 小型水力發(fā)電站的發(fā)電機有穩(wěn)定的輸出電壓，它發(fā)出的電先通過電站附近的升壓變壓器升壓，然后通過輸電線路把電能輸送到遠處用戶附近的降壓變壓器，經(jīng)降壓變壓器后再輸送到各用戶設變壓器都是理想變壓器，那么在用電高峰期，隨著用電器電功率的增加，將導致( ) a升壓變壓器原線圈中的電流變小b升壓變壓器副線圈兩端的電壓變小c高壓輸電線路的電壓損失變大d降壓變壓器原線圈兩端的電壓和副線圈兩端的電壓均變小7中國已投產(chǎn)運行

37、的1000 kv特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程假設甲、乙兩地原采用500 kv的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為p.在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1000 kv特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)? ) a.p4b.p2c2p d4p 8( 多選 ) 在如圖l5-5-2所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有( ) 圖l5-5-2a升壓變壓器的輸出電壓增大b降壓變壓器的輸入電壓增大c輸電線上損耗的功率增大d輸電線上損耗的功率占總功

38、率的比例增大9.( 多選 ) 一臺發(fā)電機輸出電壓為4000 v，最大輸出功率為4000 kw，經(jīng)變壓器t1升壓后向遠方輸電，輸電線路總電阻r1 k，到目的地經(jīng)變壓器t2降壓， 負載為多個正常發(fā)光的燈泡(220 v60 w) 若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10% ，變壓器t1和 t2均為理想變壓器，發(fā)電機處于滿負荷工作狀態(tài)，則( ) at1原、副線圈電流分別為103a和 20 abt2原、副線圈電壓分別為1.8 105v和 220 vct1和 t2原、副線圈的變壓比分別為150 和 401d有 6104盞燈泡 (220 v60 w) 正常發(fā)光10某水電站發(fā)電機輸出的電功率為100 k

39、w，輸出電壓250 v，現(xiàn)準備向遠處輸電，所用輸電線的總電阻為8 ，要求輸電時在輸電線上損失的電功率為輸送電功率的5%.用戶獲得220 v電壓，應選用原、副線圈匝數(shù)比多大的升壓變壓器和降壓變壓器？11如圖l5-5-3 所示，某發(fā)電站通過燃燒煤來發(fā)電發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電線和降壓變壓器把電能輸送給用戶，發(fā)電機輸出功率是120 kw，輸出電壓是240 v，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為125，輸電線的總電阻為10 ，用戶需要的電壓為220 v. (1) 輸電線上損失的電功率為多少？(2) 降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？圖l5-5-312某小型水電站中，水以3 m/s的速度流入水輪機，而

40、以1 m/s的速度流出，流出水位比流入水位低1.6 m，水流量為2 m3/s. 水流能量的75% 供給發(fā)電機(1) 若發(fā)電機效率為80% ，則發(fā)電機的輸出功率為多大？(2) 發(fā)電機的輸出電壓為240 v，輸電線路的電阻為19.2 ，許可損耗功率為2% ，用戶所需電壓為 220 v，則所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)的比各是多少？參考答案第五章交變電流1 交變電流1ac 解析 當線圈平面與中性面重合時，磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應電動勢為零，電流將改變方向故選a、c. 2ad 解析 線圈在圖示位置時，線圈平面與磁場平行，感應電流最大，因為2t4，在 02時間內(nèi)線圈轉過四分之一個

41、周期，感應電流從最大減小為零，磁通量逐漸增大3c 解析 本題考查交變電壓的瞬時值表達式eemsint ，而 em nb s，當 加倍而 s減半時， em不變，故正確答案為c. 4(1)314 v(2)e 314sin 100 t (v) (3)157 v 解析 (1)由題可知：sabbc0.2 0.5 m2 0.1 m2，感應電動勢的峰值em nbs 1000.1 0.1 100 v100v314 v. (2) 感應電動勢的瞬時值eemsint 314sin 100 t (v) (3) 線圈從線圈平面平行于磁感線時開始計時，感應電動勢的瞬時值表達式為eemcost ，代入數(shù)值得e314cos

42、100 t (v) 當 t t6時， e314cos3v157 v. 5d解析 當線圈在勻強磁場中轉到位于中性面時，磁通量最大，感應電動勢為零，感應電流為零， b、d兩時刻線圈位于中性面，a，b錯誤當線圈平面與磁感線平行時，磁通量為零，磁通量的變化率最大，感應電動勢最大，感應電流最大，a、c 時刻線圈平面與磁感線平行，d正確在a到 d時刻線圈轉過的角度為32弧度，c錯誤6d 解析 在初始位置ad 和 bc 切割磁感線，產(chǎn)生感應電流，由楞次定律可知電流的方向為adcba，是負值，選項a、b錯誤當再轉過4時，線圈處在中性面位置，感應電流為零，則選項c錯誤，選項d正確7b 解析 由題圖甲可知t 0

43、時刻，線圈的磁通量最大，線圈處于中性面，t 0.01 s時刻，磁通量為零，但磁通量的變化率最大，所以a項錯誤，b項正確 t 0.02 s時，電動勢應為零，c、d項均錯誤8a 解析 線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉動，且從中性面開始計時，產(chǎn)生的電動勢 e bs sint ，由此判斷，只有a選項符合9cd 解析 由 -t圖像可知maxbs 0.2 wb， t0.4 s，又因為n50 匝，所以emaxnbs nmax2t157 v，c正確； t 0.1 s和 0.3 s時， 最大， e0，電動勢改變方向；t0.2 s和 0.4 s時， 0，e emax最大，故a、b錯誤，根據(jù)線圈在磁場中轉動時

44、產(chǎn)生感應電動勢的特點知，當t 0.4 s時，t最大，t3.14 wb/s，d正確10u 9cos 40 t (v) 解析 角速度 2n2120060r/s 40rad/s，最大值 emnbs 1000.5 5010440v10v，線圈中感應電動勢eemcost 10cos 40 t (v) ，由閉合電路歐姆定律，有i erre182e20a，故電阻兩端電壓uri1812010cos 40 t (v) 9cos 40 t (v) 11(1)e 10 2cos 100 t (v) (2) 如圖所示 解析 (1)開始計時的位置為線圈平面與磁感線平行的位置，在t 時刻線框轉過的角度為 t ，此時刻，

45、e bl1l2cost ，即 ebscost. 其中 b5 2t，s0.1 0.2 m20.02 m2，2n2 50 rad/s100rad/s，故 e5 20.02100 cos 100 t (v) 10 2cos 100 t (v) (2) 線框中感應電動勢隨時間變化的圖像如圖所示2 描述交變電流的物理量1cd 解析 從中性面開始計時，交變電動勢的表達式為eemsint ，因e 50sin100t(v) ，所以最大值em 50 v，a錯誤；由2f 100rad/s得 f 50 hz，b錯誤；有效值 eem225 2 v，c正確； t1f0.02 s，d正確2c 解析 由 e-t 圖像可知，

46、交變電流的周期為0.25 s，故頻率為4 hz，選項a、b錯誤；根據(jù)歐姆定律可知交變電流的最大值為2 a，故有效值為2 a，選項c正確，d錯誤3b 解析 根據(jù)電流的熱效應先計算電流的有效值由(0.1)2r0.4 2 (0.2)2r0.1 2i2r12，可得流過電阻的電流的有效值i 1025a，電阻兩端電壓的有效值為u ir410 v，可得b正確4bc 解析 由題圖可知， 兩個交變電壓最大值均為2 v，周期均為0.4 s， 可知b、c正確 題圖甲中電壓有效值u甲um2，題圖乙中電壓有效值u乙um，a錯誤55 a 解析 設該交變電流的有效值為i ，直流電的電流為i ，讓該交變電流和直流電分別通過同

47、一電阻 ( 阻值為 r)， 在一個周期 (t0.2 s) 內(nèi)，該電阻產(chǎn)生的熱量q i21rt1i22rt2(4 2)2r0.1( 3 2)2r0.1 5r；在一個周期內(nèi)直流電通過該電阻產(chǎn)生的熱量qi2rt0.2i2r. 由 qq 得， 0.2i2r5r ，解得 i 5 a，即此交變電流的有效值i i 5 a. 6.2bs 2rbsr 解析 線框中電動勢的最大值em bs ，電動勢的有效值eem2，電流的有效值i er2bs2r，qi t ert r tt rbsr. 7c 解析 電容器擊穿電壓指電容器兩端允許加的電壓的最大值8d 解析 由發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢瞬時值表達式e10 2sin 10

48、 t(v) 可知，該交流電為正弦式交變電流，其感應電動勢的瞬時值基本表達式為eemsint，由兩式對照可知，em10 2 v，10rad/s，又由于2f，解得f 5 hz，故選項a錯誤；根據(jù)正弦式交變電流有效值與峰值的關系可知，該電動勢的有效值為eem210 v，故選項b錯誤；理想交流電流表測量的是電路中總電流的有效值，根據(jù)閉合電路歐姆定律有i err 1 a，外接電阻r所消耗的功率為 p i2r9 w，故選項c錯誤，選項d正確9cd 解析 圖甲、乙都表示交流電，圖甲中有效值u3112v，而圖乙中的有效值與峰值不滿足 uum2，所以它們的有效值不相同由圖甲看出t2102s，2t100rad/s

49、，所以u311sin 100 t (v) 由圖像可知兩種電壓的周期都是210 2s. 10b 解析 r1與 r2串聯(lián)， r1與 r2中的電流變化情況應相同，電流有效值i1 i20.6 a，電流最大值i1m i2m352 a，電壓有效值u1i1r16 v，u2i2r212 v，電壓最大值u1m2u16 2 v，u2m2u212 2 v綜上所述，b項正確11ac 解析 由題圖乙可知電流的最大值是im10 2 a，交流電的周期t0.02 s，電流表的示數(shù)為交流電的有效值即i im210 a， 選項a正確； 線圈轉動的角速度2t100rad/s，選項b錯誤； 0.01 s時流過線圈的感應電流達到最大，

50、線圈中產(chǎn)生的感應電動勢最大，磁通量的變化率最大，則穿過線圈的磁通量為0，即線圈平面與磁場方向平行，選項c正確；由楞次定律可知0.02 s時流過電阻的電流方向自左向右，選項d錯誤12bd 解析 逐項分析如下：選項分析結論a線圈在圖示位置時磁通量 0，轉過 90后磁通量 bs ，該過程中磁通量的變化量為 bs ，與線圈匝數(shù)無關錯誤b該過程中所用時間t 2， 所以平均感應電動勢ent2nbs 正確c電路中的感應電流有效值i errnbs 2（rr ），所以電阻r所產(chǎn)生的熱量 qi2rt rn2b2s24（rr ）2錯誤d電路中的感應電流的平均值i err2nbs （rr ），所以通過電阻r的電荷量

51、qi t nbsrr正確13.(1)e50sin 10 t (v) (2)25 3 v(3)22.5 2 v2.5 2 a(4)14c 解析 (1)e emsint nbs 2nsin 2 nt 10010.05230060sin(2 30060t)(v)50sin 10 t (v) (2) 當 t 130s時， e50sin(10 130) v25 3 v. (3) 電動勢的有效值為eem2502v25 2 v，電流表示數(shù)i err25 291a2.5 2 a，電壓表示數(shù)uir2.5 29 v22.5 2 v. (4)130s內(nèi)線圈轉過的角度 t 3006021303，該過程中 bs bsc

52、os12bs，所以由 i qt，ierr，ent，得 qnrrnbs2（rr ）10010.052（ 91）c14c. 習題課：交變電流的產(chǎn)生及描述1a 解析 標有“ 220 v0.5 f”字樣的電容器，電壓最大值不得超過220 v，由a、c中瞬時值表達式可見，最大值分別為220 v、 380 v，故a對，c錯；b、d中有效值為220 v、 380 v，最大值更大，故b、d錯2bd 解析 從圖中可知，交變電流周期t4102s，峰值電壓um100 v，故交變電流的頻率 f 1t25 hz，有效值uum2 50 2 v；r100 的電阻上的熱功率pu2r50 w；該交變電流的電壓瞬時值表達式uum

53、sint 100sin 50 t (v) ，正確選項為b、d. 3d 解析 由圖可知， 此交流電的周期t0.2 s，頻率 f 1t5 hz，a錯誤 eem222v，b錯誤 t 0.1 s時，電動勢為0，線圈平面與磁感線垂直，c錯誤因emnbs，其中 n10 匝，2t10rad/s，故 mbs 1100wb，d正確4.32im 解析 在前t2為正弦交流電，相應有效值為i1im2；在后t2為方波交流電，相應有效值為i2im. 取電阻為r，考慮一個周期內(nèi)的熱效應，設該交變電流的有效值為i ，根據(jù)有效值的定義有i2rti21rt2i22rt2，由此得ii21i22232im. 5(1)e 10 2co

54、s 100 t (v) (2)260c無關(3) 不能253w 解析 (1)線框轉動時產(chǎn)生感應電動勢的最大值em bs5 20.02100 v 10 2 v因線框轉動從平行于磁感線位置開始計時，則感應電動勢的瞬時值表達式e emcost 10 2cos 100 t (v)(2) 線框轉過90過程中， 產(chǎn)生的平均電動勢et2bs， 流過的電荷量qi 14tbsr r，燈泡電阻ru20p062123 ，故 qbsrr5 20.0233c260c，與線框轉動的快慢無關(3) 線框產(chǎn)生的電動勢的有效值eem2 10 v，燈泡兩端電壓uer rr5 v因 u6 v，故燈泡不能正常發(fā)光，其實際功率pu2r

55、523w253w. 6a 解析 風速增大，周期t 變小，感應電動勢的有效值e變大，感應電流的峰值im變大，選項a正確7c 解析 因電流方向不變，故不是交流電，a錯；其周期為0.02 s，b錯；由電流熱效應可知222rt2i2rt，解得 i 1 a，故c對；由 qi2rt 可知 q 11001 j100 j，d錯8d 解析 線框轉動的角速度為，進磁場的過程用時18周期，出磁場的過程用時18周期，進、出磁場時產(chǎn)生的感應電流大小都為i 12bl2r，則轉動一周產(chǎn)生的感應電流的有效值滿足i2rt12bl2r2r14t，解得 ibl24r.d正確9bc 解析 由題中圖像可知，t 0 時刻線圈中的感應電流

56、為0，感應電動勢為0，穿過線圈的磁通量的變化率為0，所以穿過線圈的磁通量最大，選項a錯誤；由圖像可得線圈先后兩次轉動的周期之比為0.4 0.6 23，則轉速之比為32，選項b正確；由圖像可得交流電a 的電流的最大值為10 a，有效值為102a5 2 a，矩形線圈的電阻為1 ，所以交流電a 的電動勢的有效值為 5 2 v，選項c正確；由 emnbs，2t可得電動勢峰值em與周期成反比，所以交流電b的電動勢的最大值為203v，選項d錯誤10(1)e 100sin 10 t(v) (2)5 2 a45 2 v(3)50 v(4)12c(5)100 j 解析 (1)emnbs ，2n，因為 n300

57、r/min 5 r/s，所以 2n2 5 rad/s10rad/s，所以 emnbs 10020.0510 v100 v從線圈轉到中性面開始計時，則e emsint ，所以 e100sin 10 t(v) (2) 由閉合電路歐姆定律有i errem2rr100210a5 2 a，故 urir5 29 v45 2 v. (3) 當線圈轉過160s時e100sin(10 160) v100sin6v50 v. (4) 線圈轉過t 130s的過程中，轉過的角度為 t 101303，通過電阻的電荷量為qi t errt n| |trrt n|rr，其中 | | | 21| |bs(cos31)| 12

58、bs，所以 qn|rr10012bs1012c. (5) 線圈勻速轉動一周，外力做功與電流做功相等故 wfe2rrt100221015j100 j. 3 電感和電容對交變電流的影響1b2cd 解析 線圈具有通直流阻交流的作用，l 的直流電阻與r 相同，對交流的阻礙作用要大于電阻r，多數(shù)交流成分通過r，故選c、d. 3bd 解析 電容器實質上是通過反復充、放電來實現(xiàn)“電流通過”的，并無電荷流過電容器4acd 解析 電容器的電容與相對介電常數(shù)成正比，與正對面積成正比，與兩板間距離成反比而容抗與電容成反比，與頻率成反比把介質插入電容器，電容變大，容抗減小，燈泡變亮，a正確；電容器兩板間距離增大，電容

59、減小，容抗增大，燈泡變暗，b錯誤；減小電容器兩極正對面積，電容減小，容抗增大，燈泡變暗，c正確；交流電的頻率減小，容抗增大，燈泡變暗，d正確5b 解析 由 a、b 接直流電源時的現(xiàn)象可知，元件 x“通直流”， 元件 y“隔直流”，由a、b 接交流電源時的現(xiàn)象可知，元件 x“阻交流”， 元件 y“通交流”， 根據(jù)電容器和電感線圈的特點，元件 x 是電感線圈，元件y 是電容器，選項b正確6d 解析 交變電流的頻率變大時，電阻r對交流的阻礙作用不變，電容c對交流的阻礙作用減小，電感l(wèi) 對交流的阻礙作用變大，故a、b、c說法正確，d說法錯誤7b解析 接在直流電源上，線圈對直流沒有阻礙作用，電能全部轉化

60、為小燈泡的內(nèi)能，而當接至交流電源上時，線圈對電流有阻礙作用，因此電能除轉化成燈泡的內(nèi)能外，還有一部分電能轉化為磁場能，故p1p2. 8ac 解析 l 是自感系數(shù)很小的高頻扼流圈，其作用是“通低頻，阻高頻”，c是電容很小的電容器，其作用是“通高頻，阻低頻”，也稱高頻旁路電容器，由于l 對高頻的阻礙作用和c 對高頻的旁路作用，使得r中電流的低頻成分遠遠大于高頻成分，故a、c正確9ac 解析 增加交流電源的頻率時，感抗增大，容抗減小，電阻對電流的阻礙作用不變，故a變亮、b變暗、c不變，a正確，b錯誤；改為直流電源時，電容斷路，a燈滅，電感l(wèi) 無感抗，b燈更亮，電阻對電流的阻礙作用不變，c燈亮度不變，