專(zhuān)題11交流電路的分析與計(jì)算試題1

1、專(zhuān)題11交流電路的分析與計(jì)算一、選擇題。下列各小題中至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但選不全的得 2分，選錯(cuò)或不選的得0分。1、關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，下列說(shuō)法中正確的是（）A.變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)向外傳播，形成電磁波B.電磁場(chǎng)是一種物質(zhì)，不能在真空中傳播C.電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)中，傳播速度變小，頻率不變D.電磁波的傳播過(guò)程就是能量傳播的過(guò)程2、如圖甲所示電路，電阻 R的阻值為卜面說(shuō)法中錯(cuò)誤.的是（）A.交流電壓的有效值為100VB.電流表示數(shù)為2AC.產(chǎn)生該交流電的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為3.14rad/sD.如果產(chǎn)生該交流電的線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，則電流表的示數(shù)也增大一倍50

2、C,在ab間加上圖乙所示的正弦交流電，則a、b兩點(diǎn)間逐3、在交流電路中，如果電源電動(dòng)勢(shì)的最大值不變，頻率可以改變，在如圖所示電路的次將圖中的電路元件（1）、（2）、（3）單獨(dú)接入，當(dāng)使交流電源的頻率增大時(shí)，可以觀察到下列論述的哪種情況（）A. A1的讀數(shù)不變,B. A1的讀數(shù)增大,C. A1的讀數(shù)減小,A2的讀數(shù)增大, A的讀數(shù)不變, A2的讀數(shù)增大,A3的讀數(shù)減小A的讀數(shù)減小A3的讀數(shù)不變D. A1、%、A3的讀數(shù)均不變(2)(3)4、過(guò)量的電磁輻射對(duì)人體是有害的，按照規(guī)定，工作場(chǎng)所受到的電磁輻射強(qiáng)度（單位時(shí)間垂直單位面積的電磁輻射能量）不得超過(guò)某一臨界值W。已知某一種手機(jī)的電磁輻射功率為P

3、,若手機(jī)的電磁輻射在各個(gè)方向上是均勻的，則符合規(guī)定的安全區(qū)域到手機(jī)的距離B.D .，,4 二 W05、如圖所示，燈泡L1和L2的規(guī)格完全相同，原線圈匝數(shù)比副線圈匝數(shù)多，下列判斷中正確的是（）A.變壓器工作時(shí)，兩燈有可能同時(shí)正常發(fā)光B. L2正常工作時(shí)，L1比L2暗C. L2正常工作時(shí)，L1可能已燒毀D. L1正常工作時(shí)，L2可能已燒毀6、給額定功率為 60W、額定電壓為 220V的白熾燈泡加上如圖所示的電壓，恰使燈泡正常發(fā)光，則所加電壓 Uo的大小最接近于（A. 450VB. 350VC.310VD. 220V7、理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為4: 1。原線圈接在一個(gè)交流電源上，交變電壓隨時(shí)

4、間變化的變化規(guī)律如圖所示。副線圈所接的負(fù)載電阻是11 Q o則下列說(shuō)法中不正確 的是A.原線圈交變電流的頻率為50HzB.變壓器輸入、輸出功率之比為4:C.副線圈輸出電壓為D.流過(guò)副線圈的電流是31E055V5A8、日常生活中，我們常用微波爐來(lái)加熱食品。它是利用微波來(lái)工作的。接通電源后,220V的交流電經(jīng)過(guò)變壓器后，在次級(jí)產(chǎn)生2000V高壓交流電，加到磁控管兩極之間，使磁控管產(chǎn)生微波。下列說(shuō)法中不正確的是（）A.微波爐的變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為11:100B.微波還廣泛用于電視、雷達(dá)C.微波能產(chǎn)生反射，但不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D.微波是一種波長(zhǎng)很短的電磁波，它可以在真空中傳播9、如圖，有一理想變壓

5、器，原副線圈的匝數(shù)比為n,原線圈接正弦交流電壓U,輸出端接有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I ,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升。下列判斷正確的是（）A.電動(dòng)機(jī)兩端電壓為IRB.電動(dòng)機(jī)消耗的功率為I2RC.原線圈中的電流為nID.變壓器的輸入功率為UI10、一個(gè)矩形圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),1 丁周期為t。從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)tq2T時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2V,則此交變電動(dòng)熱的有效值為A. 2 2VB. 2VC. 2VD. 2V211、長(zhǎng)為a、寬為b的矩形線框有n匝，每匝線圈電阻為 R。如圖所示，對(duì)稱(chēng)軸 MN的左側(cè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，

6、第一次將線框從磁場(chǎng)中以速度 v勻速拉出；第二次讓線框以 切=的角速度轉(zhuǎn)過(guò)90°角。那么（）A.通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電量中：q2=1 : nB.通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電量qi： q2=1 : 1C.線框發(fā)熱功率 Pi : P2=2n : 1D.線框發(fā)熱功率 P1 : P2=2 : 112、如圖所示，MN和PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，垂直導(dǎo)軌放置的金屬棒 ab與導(dǎo)軌接觸良好，在水平金屬導(dǎo)軌之間加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌的N Q端接理想變壓器的初級(jí)線圈，理想變壓器的輸出端有三組次級(jí)線圈，分別接有電阻元件R電感元件L和電容元件 C。若用Ir、II、Ic分別表示通過(guò) R、L和C的電流

7、，不考慮電容器的瞬間充放電，則下列判斷中正確的是（）A.若ab棒勻速運(yùn)動(dòng)，則|R OR |L。0、Ic=0B.若ab棒勻加速運(yùn)動(dòng)，則Ir。、Il。、Ic=0C.若ab棒做加速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，則Ir =0、Il=0、Ic=0D.若ab棒在某一中心位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則 Ir。0、Il。0、Ic。0二、填空題。第13題6分，第14題10分，共16分。13、如圖所示的LC振蕩回路中振蕩電流的周期為2X10 2so自振蕩電流沿逆時(shí)針?lè)较蜻_(dá)最大值時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)t=3.4 X1。-2s時(shí)，電容器正處于 狀態(tài)（填充電、放電、充電完畢或放電完畢）。這時(shí)電容器的上極板 （填帶正電、帶負(fù)電或不帶電）。14、理想

8、變壓器是指在變壓器變壓的過(guò)程中，線圈和鐵心不損耗能量、磁場(chǎng)被束縛在鐵心內(nèi)不外漏的變壓器?，F(xiàn)有一個(gè)理想變壓器有一個(gè)原線圈（匝數(shù)為m）和兩副線圈（匝數(shù)分別為小、山）。甲、乙、丙同學(xué)想探究這個(gè)理想變壓器的原、副線圈兩端的電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系。；甲同學(xué)的猜想是 Ui：U2：U3=ri1：n 2：n3；乙同學(xué)的猜想是 Ui：U2：U3=ri3：n 2：n 1；丙同學(xué)的猜想是 Un產(chǎn)U2n2+Un3. 你認(rèn)為猜想合理的同學(xué)是 ，你做出上述判斷所依據(jù)的物理規(guī)律是 。為了驗(yàn)證理論推導(dǎo)的正確性，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究。為保證實(shí)驗(yàn)安全、有效地進(jìn)行，應(yīng)選用而源。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，若采用多用電表進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)先將選擇開(kāi)關(guān)置于 檔，

9、并選用量程進(jìn)行測(cè)試，大致確定被測(cè)數(shù)據(jù)后，再選用適當(dāng)?shù)牧砍踢M(jìn)行測(cè)量。 三、計(jì)算題。15、（10分）如圖所示，矩形線圈邊長(zhǎng)為 ab=20cm ad=10cm匝數(shù)N=100匝，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度 B=0.01T。當(dāng)線圈以50r/s的轉(zhuǎn)速?gòu)膱D示位置開(kāi)始逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求：（1）線圈中交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式;(2)從線圈開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)起，經(jīng) 0.01s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值。16、(16分)交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。一小型發(fā)電機(jī)的線圈共220匝，線圈面積S=0.05m2,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為 50Hz,線圈內(nèi)阻不計(jì)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=R2T 。如果用此發(fā)電機(jī)帶動(dòng)

10、兩個(gè)標(biāo)有“220V 11kW勺Ji電機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端a、b與電機(jī)之間接一個(gè)理想變壓強(qiáng)，電路如圖，求：(1)發(fā)電機(jī)的輸出電壓為多少？(2)變壓器原副線圈的匝數(shù)比為多少？(3)與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為多少?17、(13分)如圖是一種自行車(chē)上照明用的車(chē)頭燈發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示 意圖，轉(zhuǎn)軸的一端裝有一對(duì)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的磁極，另一端裝有摩擦小輪。電 樞線圈繞在固定的 U形鐵芯上，自行車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)摩擦小輪帶動(dòng) 磁極轉(zhuǎn)動(dòng)，使線圈中產(chǎn)生正弦交流電，給車(chē)頭燈供電。已知自行車(chē)車(chē)輪半徑 r=35cm ,摩擦小輪半徑 r0=1.00cm,線圈有n=800 匝，線圈橫截面積s=20cm2,總電阻R

11、=40Q,旋轉(zhuǎn)磁極的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B = 0.010T,車(chē)頭燈電阻 &=10白。當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度 co=8rad/s時(shí)。求：(1)發(fā)電機(jī)磁極轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。(2)車(chē)頭燈中電流的有效值。答案卷、選擇題:123456789101112二、填空題：13、14、 (1) (2) (3)三、計(jì)算題：15、16、18、（17分）速調(diào)管是用于甚高頻信號(hào)放大的一種裝置（如圖 15所示），其核心部件是由兩個(gè)相距為 的腔組成，其中輸入腔由一對(duì)相距為l的平行正對(duì)金屬板構(gòu)成（圖中虛線框內(nèi)的部分）。已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,為計(jì)算方便，在以下的討論中電子之間的相互作用力及其重力均忽略不計(jì)。（1）若輸入腔中的

12、電場(chǎng)保持不變，電子以一定的初速度V0從A板上的小孔沿垂直 A板的方向進(jìn)入輸入腔，而由B板射出輸入腔時(shí)速度減為 v0/2,求輸入腔中的電場(chǎng)強(qiáng)度 E的大小及電子通過(guò)輸入腔電場(chǎng)區(qū)域所用的時(shí)間t;（2）現(xiàn)B板接地（圖中未畫(huà)出），在輸入腔的兩極板間加上如圖16所示周期為T(mén)的高頻方波交變電壓，在t=0時(shí)A板電勢(shì)為Uo,與此同時(shí)電子以速度 vo連續(xù)從A板上的小孔沿 垂直A板的方向射入輸入腔中，并能從B板上的小孔射出，射向輸出腔的C孔。若在nT（n+ 1）T的時(shí)間內(nèi)（n = 0, 1, 2, 3,），前半周期經(jīng)B板射出的電子速度為 V1 （未知），后半周期經(jīng)B板射出的電子速度為 V2 （未知），求V1和V2的

13、比值；（由于輸入腔內(nèi)極板間距離很小，且電子的速度很大，因此電子通過(guò)輸入腔的時(shí)間忽略不計(jì)）（3）在上述速度分別為 V1和V2的電子中，若t時(shí)刻經(jīng)過(guò)B板射出的速度為v1的電子總能與t十T時(shí)刻經(jīng)B板射出的速度為V2的電子同時(shí)進(jìn)入輸出腔，則可通過(guò)相移器的控制將電2子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為輸出腔中的電場(chǎng)能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)甚高頻信號(hào)進(jìn)行放大的作用。為實(shí)現(xiàn)上述過(guò)圖16程，輸出腔的C孔到輸入腔的右極板 B的距離s應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？圖15參考答案、選擇題:123456789101112ACDCBDBABCDABDBD二、填空題：13、充電；帶正電。14、甲，電磁感應(yīng)定律。低壓（一般低于12V）、交流。交流電壓，較大（或最大）。

14、三、計(jì)算題：15、解：（1）欲寫(xiě)出交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值，先求出3、&m、中0三個(gè)要素。線圈旋轉(zhuǎn)角速度為0 =2nf =100nrad /s ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為8m = NSeB =6.28V ,剛開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)線圈平面與中性?shī)A角中0 =二rad 。于是線圈中交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為 6.H 八e = 6.28sin 100可 + V 。6 分I 6 J（2）把t=0.01s代入上式，可量，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值f冗八e' = 6.28sin 兀 + V = -3.14V 。4 分16）(1)Em = NBS =1100 人4'UiEm12=1100V4'16、

15、n1Uin2二_1100 _ 520014'-4'ppj 22000 =20aUiU1110017、（1）磁極與摩擦小輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等，由于自行車(chē)車(chē)輪與摩擦小輪與摩擦小輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，故有80 丁0 =8r0r0.350 =8： rad / s = 280rad /sr00.01（2）摩擦小輪帶動(dòng)磁極轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em =NBSe0 =800X0.010 父280M20M10"V = 4.48V3 Ee 4 48感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值 E = 一尸=-lV = 3.2V3分2、2通過(guò)電流的有效值I =一ER, R24 103 2A = 64mA18、(1)設(shè)電子在輸入腔中做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有2解得a=3v0 8l根據(jù)牛頓第二定律有eE = ma3mv0解得 E = -08el,一v0 -v0/2 4l,電子通過(guò)輸入腔的時(shí)間 t一0一 二 1分a3v0(2)在nT(n + 1)T的時(shí)間內(nèi)，前半周期電子減速通過(guò)輸入腔，設(shè)射出的速度為v1，則1cle根據(jù)動(dòng)能th理有 一eU0 = mv1 - 一mv0 2分22解得 v1 = Jv2 -2eU 1分 m后半周期電