物理選修3-2第五章習題

1、1 / 8人教版物理選修3-2第五章交變電流測試題、選擇題1、欲增大交流發(fā)電機的感應電動勢而不改變頻率，下面措施中不能采用的是（）A. 增大轉(zhuǎn)速B.增大磁感應強度C.增加線圈匝數(shù) D.增大線圈的包圍面積2. 一個矩形線圈在勻強磁場中勻角速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電動勢的瞬時表達式為e =10 .2 sin4 t ,則()A. 該交變電動勢的頻率為 2HzB. 零時刻線圈平面與磁場垂直C. t = 0.25s時，e達到最大值D. 在1s時間，線圈中電流方向改變 100次)B. u= 311 sin 314 t V3. 我國家庭照明電路電壓瞬時值可表示為（A. u = 380 sin 3.14 t VC.

2、u = 220 sin 314 t V4.一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 HzC. 該交變電流的有效值為10.2AD.該交變電流瞬時值為D.u = 36 sin 0.02 t Vi = 10、2 sin628 t5.如圖2所示，正弦交流電壓 U的最大值為311V，負載電阻為100Q，若不考慮電表阻對電路的影響，則交流電流表和電壓表的讀數(shù)分別為（）A. 2.2A311VB. 3.1A311VC. 2.2A220VD . 3.1A220VP。若接到u= 36sin wtV交流電源兩極間，電熱器的電阻不變，則它的功率為

3、（)P2廠c. !pA.B.2 P226.某電熱器接在36V直流電源上正常工作，功率為D. - P47.在電工和電子技術中使用的扼流圈有兩種：低頻扼流圈和咼頻扼流圈。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&變壓器原線圈1400匝，副線圈700匝并接有電阻 R,當變壓器工作時原、副線圈中（ ）A. 電流頻率之比為 2 : 1B.輸入和輸出功率之比為2 ：1C.電流之比為2 ： 1D.輸入端和輸出端電壓之比為2 ：19.

4、一理想變壓器的原、畐U線圈匝數(shù)之比為4： 1,若在原線圈上加u= 1410sin100tV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（）A. 250VB. 352.5VC. 203.8VD. 327.5V10. 一理想變壓器變壓比為20： 1，原線圈接入 220V電壓時，將副線圈拆去 18匝，輸出電壓為8V,則該變壓器原線圈的匝數(shù)應為（）A. 495 匝 B. 1320 匝 C. 2640 匝 D. 990 匝11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，副線圈接有兩個圖3燈泡L1、L2和一個電阻R。開始時，開關 S是斷開的。現(xiàn)將 S閉合，則（）A. 副線圈兩端的輸出

5、電壓減小B. L1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220V和1100V的電壓輸電，輸送電功率相同， 導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，則所用導線的截面積之比是（）A. 25 : 1B. 5 : 1C. 1 : 5D. 1 : 2513. 如圖4所示電路中，L為電感線圈，R為燈泡，電流表阻為零，電壓表阻無限大,以t。交流電源 u= 220 .2 sin 100下說確的是（）A. 電流表示數(shù)增大B. 電流表示數(shù)不變C. 燈泡變暗D. 燈泡亮度不變圖514. 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),

6、再將三者并聯(lián)，接在 220V, 50Hz的交變電壓兩端，三只燈泡亮度相同。若只將交變電壓的 頻率改為60Hz,則（ ）A. 三只燈泡亮度不變B. 三只燈泡都將變亮a亮度不變，b變亮，c變暗4 / 8D. a亮度不變，b變暗，c變亮15如圖6所示，理想變壓器的原、畐U線圈匝數(shù)比為1 : 5,原線圈兩端的交變電壓為 u =20 2 sin 100 t，氖泡在兩端電壓達到100V時開始發(fā)光，以下說法中正確的有（）5 / 8# / 8aA. 開關接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100HzB. 開關接通后，電壓表的示數(shù)為100 VC. 開關斷開后，電壓表的示數(shù)變大D. 開關斷開后，變壓器的輸出功率不變、填空題1

7、6. 一閉合線圈在勻強磁場中做勻角速轉(zhuǎn)動，角速度為240rad/min ，當線圈平面轉(zhuǎn)動至與磁場平行時，線圈的電動勢為2.0V。設線圈從垂直磁場瞬時開始計時，則該線圈電動勢的瞬時表達式為 ;電動勢在 s末的瞬時值為 。2417. 如下圖，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 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,從而進入保溫狀態(tài)。若電熱絲的電阻保持不變，此時圖甲流電壓表讀出交流電的有效值是# / 8# / 818. 將U= 110 2 sin100 n t的交變電壓接到“ 220V, 100W的燈泡兩端，設燈絲的電阻

8、不隨溫度變化，流過燈泡電流的最大值為 A;燈泡消耗的實際功率為 W19. 圖8為一個交變電流隨時間變化的圖象，則此交變電流的電流有效值是A。# / 8# / 8二、計算題20. 如圖9所示，今有一個長 20 cm、寬10 cm,共有500匝 的矩形線圈，在外力作用下在B= 0.10T勻強磁場中，以恒定的角速度 =100 rad/s繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動，O圖9發(fā)電機線圈兩端與 R= 100Q的電阻構(gòu)成閉合回路。求：(1) 線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生感應電動勢的最大值；(2) 從線圈平面通過中性面時開始，線圈轉(zhuǎn)過90。角的過程過電阻 R橫截面的電荷量;(3) 線圈勻速轉(zhuǎn)動10s,電流通過電阻

9、R產(chǎn)生的焦耳熱。21. 發(fā)電廠的交流發(fā)電機輸出電壓恒為500V,輸出功率為100kW要將電能輸送到遠處的工廠。設計輸電線上的功率損失為2%輸電線總電阻為20Q,用戶得到的電壓220V。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u= 311sin314 t，如果某個氖管，它的兩端電壓等于或大于220V時就會產(chǎn)生輝光， 而小于220V則不會產(chǎn)生輝光， 給這只氖管兩端加上述電壓，則在1s氖管發(fā)光的時間是多少？23. 用均勻的金屬絲繞成的長方形線框abed, ad= bc= 3l , ab= cd= l,線框可以繞ad

10、、be邊上的MN軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，MN左側(cè)空間無磁場，右側(cè)空間中分布有磁感應強度為B的勻強磁場，方向垂直紙面向里，MN恰在磁場邊界上，aMh bN= 21，回路總電阻為 R初始時，線框平面垂直于磁場，如圖10所示。求：他0? V 乂如圖10(1) 以電流方向沿 abeda時為正，在i-t坐標系中作出電流隨時間變化的圖像(兩個 周期)，并注明必要的坐標值(峰值、周期等)與其計算過程。(2) 此電流的有效值I等于多少？參考答案、選擇題1. A解析：轉(zhuǎn)速提高后，交流電的頻率會發(fā)生變化。2. AB解析：頻率為2 Hz , 1 s線圈中電流方向改變 4次。3. B4. ABD5. C6. C解析：功率

11、要用有效值計算。7. A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。8. D9. A解析：交變電壓表測得的電壓是有效值。10. B解析：原來 E = 2°，將副線圈拆去18匝后，= 22°，兩式聯(lián)立得出結(jié)果。n21n 2-18811. BCD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，與開關通斷無關，所以A錯誤。開關閉合后，畐U線圈右側(cè)回路中的電阻減小，電流|2增加，P2增加，Pa= P1= UI1,所以交變電源的輸出功率變大

12、，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。12. A解析：輸電線上損失的功率為P損=12R= ( )2丄，輸送電功率P相同，導線材料US1和送電距離都相同時，導線橫截面積S與電壓U2成反比。13. C解析：由交流電壓的瞬時值表達式可知電源頻率開始為50H z,當變?yōu)?00 Hz時，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。14. D解析：當電壓的頻率增高時， 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了，因此，b會變暗；電容性電路對高頻交流電的阻礙作用減小，因此，c燈會變

13、亮15. AB解析：變壓器不改變交變電流的頻率，原線圈的頻率為50Hz,故副線圈中電流的頻率為50Hz。由于在一個周期的時間氖泡要發(fā)光兩次，故氖泡發(fā)光頻率為 100Hz。原線圈電壓的有效值為20V,根據(jù)變壓比知副線圈兩端的電壓有效值為100V,此即交流電壓表的示數(shù)。開關斷開后，電壓表永遠測的是線圈兩端電壓，保持不變。開關斷開，負載電阻增大電壓不變，故輸出功率減小。二、填空題16. e= 2.0 sin 4t ； e= 1 V解析：當線圈平面轉(zhuǎn)動至與磁場平行時，此時兩邊都垂直切割磁感線，線圈的電動勢為最大值，角頻率=240 rad/min = 4 rad/s , e= Em sint = 2.0

14、 sin4 t V。17. 156V解析：圖乙的交流電與正弦交流電相比，在一個周期產(chǎn)生的熱量減小了一半。峰值為311V的正弦交流電電壓的有效值是U' = Um = 311 = 220 V，此交變電流在一個周期T通42近過電阻R產(chǎn)生的熱量為Q =T，若有一電壓為 U的直流電也在T時間通過電阻 R則2產(chǎn)生的熱量為Q=U2T,根據(jù)有效值的定義有Q= Q,所以，此交變電流電流的有效值為9 / 8# / 8156V。18. 0.23 A ; 25 W解析：燈絲電阻為 484 Q,電壓的有效值為110 V , I戸冬2 = 0.23 A , P= UI= 25 W2219. 5A解析：設此交變電流

15、有效值為I，則在一個周期 T通過電阻R產(chǎn)生的熱量為Q=（4 . 2 ）2R- - + （3、2 ）2 R -2 2若有一電流為I的直流電也在 T時間通過電阻 R則產(chǎn)生的熱量為 Q = I2RT根據(jù)有效值的定義有 Q = Q所以，此交變電流電流的有效值為5A。三、計算題20解答（1）線圈中感應電動勢的最大值Em= nBS = 3.1 x 102 V(2)設從線圈平面通過中性面時開始，線圈轉(zhuǎn)過90o角所用時間為 t。線圈中的平均感應電動勢E = n =n更AtAt通過電阻R的平均電流= E =鰹RRAt在A t時間通過電阻橫截面的電荷量Q= I A t = Q=更B=1.0 X 102CR(3)

16、矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生正弦交變電流，電阻兩端電壓的有效值U=2 Em,2經(jīng)過t = 10s，電流通過電阻產(chǎn)生的焦耳熱0熱=tR解得 0熱=4.9 X 103J21 .解答：Pr = 2%Pl = 2000W由P = Ir2 r，得I r = 10A,即升壓變壓器次級線圈的電流I 1'和降壓變壓器初級線圈的電流12都是10A。升壓變壓器初級線圈的電流I 1=耳=200A,Ui因此 蟲=丄=丄；升壓變壓器次級線圈電壓U' = 10000V,輸電線上的電壓損失 U = Ir -r場 I120=200V,因此降壓變壓器初級線圈電壓為U= U' U = 9800V,因此

17、匹=生 =9800 =n2 U 2220490 O1122 解答：氖管的輝光電壓是220V,即電壓大于220V,氖管中的惰性氣體被擊穿，產(chǎn)生輝光放電。所以1s氖管發(fā)光的時間就是電壓大于220V的時間。由題可知：=314rad/s T= 2n = -2n s= s31450當 u = 311sin314 t V= 220V 時：可得在0匚(丄S)，有t 1=丄s, t2=丄S2100400400即在0T，氖管發(fā)光時間為2A t = t211=( ) s=丄 s400400200同理：在匸T,氖管發(fā)光時間仍為 丄s2 200所以，在1s氖管發(fā)光時間為t = 2 A t X丄=100 A t = 0.5s 。T解答：線圈有一部分在磁場中運動，另一部分在磁場外，而且轉(zhuǎn)軸不在中間，左右12 / 8不對稱，與那種典型的正弦交流發(fā)電機結(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原理出發(fā)進行分析求解。13 / 8# / 8(1)如下圖為俯視圖，從圖示位置開始計時，在0T的時間，線圈產(chǎn)生正弦交流電,4e= B 12sint ,2 2B 1 sin t，從o變?yōu)锽_L，電流方向為RRadcba。在I3T時間，線圈的aMNk部分進入磁場，切割磁感線產(chǎn)生電流，相當于