交流電組卷(共13頁)

1、答案第 = page 2 2頁，總 = sectionpages 12 12頁 1在如右圖所示的電路(dinl)中，放在光滑金屬導(dǎo)軌上的ab導(dǎo)體向右移動(ydng)，這可能發(fā)生在A閉合(b h)S的瞬間 B斷開S的瞬間C閉合S后，減小電阻R時 D閉合S后，增大電阻R時2如圖所示，MN、PQ是兩條在水平面內(nèi)、平行放置的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的右端接理想變壓器的原線圈，變壓器的副線圈與阻值為R的電阻組成閉合回路，變壓器的原副線圈匝數(shù)之比n1n2 =k，導(dǎo)軌寬度為L。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab垂直MN、PQ放在導(dǎo)軌上，在水平外力作用下，從t=0時刻開始往復(fù)運(yùn)動，其速度隨時間變化的規(guī)律是v=vmsin(t)，已

2、知垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒、導(dǎo)線和線圈的電阻均不計，電流表為理想交流電表，導(dǎo)體棒始終在磁場中運(yùn)動。則下列說法中正確的是A在t=時刻電流表的示數(shù)為B導(dǎo)體棒兩端的最大電壓為BLvmC電阻R上消耗的功率為D從t=0至t=的時間內(nèi)水平外力所做的功為TR1R23如圖，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是10:1，原線圈輸入交變電壓u=120sin100tV，O為副線圈中心抽出的線頭，電路中兩個電阻R1=1，R2=2。下列關(guān)于電路的分析正確的是A開關(guān)S斷開時，電流表示數(shù)為0.4AB開關(guān)S斷開時，兩電阻總的電功率為96WC開關(guān)S閉合時，電流表示數(shù)為0.45AD開關(guān)S閉合時，兩電阻總的電

3、功率為54W5如圖所示為一自耦變壓器，保持電阻R和輸入電壓不變，以下說法正確的是（ ）A滑鍵P向b方向移動，滑鍵Q不動，電流表示數(shù)減小B滑鍵P不動，滑鍵 Q上移，電流表示數(shù)不變C滑鍵P向b方向移動、滑鍵Q不動，電壓表示數(shù)減小D滑鍵P不動，滑鍵Q上移，電壓表示數(shù)增大6（1998年上海）如圖17413所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為n1n221，原線圈接200 V交流電源，副線圈接額定功率為20 W的燈泡L，燈泡正常發(fā)光當(dāng)電源電壓降為180 V時，燈泡實(shí)際消耗功率與其額定功率之比為_，此時燈泡中的電流為_A（設(shè)燈泡電阻恒定）7（2000年北京、安徽春季(chnj)）如圖17412所示，理想變壓器

4、的原、副線圈匝數(shù)之比為n1n241，原線圈回路(hul)中的電阻A與副線圈回路(hul)中的負(fù)載電阻B的阻值相等a、b端加一定交流電壓后，兩電阻消耗的電功率之比PAPB_，兩電阻兩端電壓之比UAUB_8（15分）如圖所示，勻強(qiáng)磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0電阻為R、邊長為L的正方形線框水平放置， OO為過ad、bc兩邊中點(diǎn)的直線，線框全部位于磁場中現(xiàn)將線框右半部固定不動，而將線框左半部以角速度繞OO為軸向上勻速轉(zhuǎn)動，如圖中虛線所示，要求：abOdcO（1）寫出轉(zhuǎn)動過程中線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的表達(dá)式；（2）若線框左半部分繞OO向上轉(zhuǎn)動90，求此過程中線框中產(chǎn)生的焦耳熱；（3）若線框左

5、半部分轉(zhuǎn)動60后固定不動，此時磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間按變化，k為常量，寫出磁場對線框邊的作用力隨時間變化的關(guān)系式11（9分）圖18為一個小型交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈的面積為S，共有n匝，線圈總電阻為r，可繞與磁場方向垂直的固定對稱軸OO轉(zhuǎn)動；線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)K和電刷L保持與外電路電阻R的連接。在外力作用下線圈以恒定的角速度繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動。（不計轉(zhuǎn)動軸及滑環(huán)與電刷的摩擦）（1）推導(dǎo)發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢最大值的表達(dá)式Em=nBS； （2）求線圈勻速轉(zhuǎn)動過程中電流表的示數(shù)； （3）求線圈速度轉(zhuǎn)動N周過程中發(fā)電機(jī)線圈電阻r產(chǎn)生的焦耳熱。12（12分）如

6、圖所示，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，矩形線圈的匝數(shù)N=100，邊長Lab=0.20m，Lbc=0.10m，以300r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，從線圈平面通過中性面時開始計時，試求：（1）交變電動勢的瞬時值表達(dá)式；（2）若線圈總電阻為2，線圈外接電阻為8，求出電流的瞬時值和電壓表讀數(shù)；（3）線圈(xinqun)由圖示位置轉(zhuǎn)過/2的過程中，交變電動勢的平均值。13如圖所示，矩形(jxng)線圈邊長為ab20 cm，bc10 cm，匝數(shù)N100匝，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.01 T當(dāng)線圈(xinqun)以n50 r/s的轉(zhuǎn)速從圖示位置開始逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，求：(1)線圈中交變電動勢瞬時值表達(dá)式；(2)從線圈開始

7、轉(zhuǎn)起動，經(jīng)0.01 s時感應(yīng)電動勢的瞬時值14如圖甲所示，長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動。線框的兩個末端分別與兩個彼此絕緣的銅環(huán)C、D（集流環(huán)）焊接在一起，并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中B0、B1和t1均為已知。在0t1的時間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場垂直；t1時刻后線框在外力的驅(qū)動下開始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，求：（1）0t1時間內(nèi)通過電阻R的電流大?。唬?）線框勻速轉(zhuǎn)動后，在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量

8、；（3）線框勻速轉(zhuǎn)動后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，通過電阻R的電荷量。15如圖（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10 ，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R=90 ，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。 在t0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量隨時間t按圖17（乙）所示正弦規(guī)律變化。 求：-2.002.03.146.289.42/10-2Wbt /10-2sOdORBabcV（甲）（乙）（1）交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢的最大值；（2）寫出感應(yīng)電流瞬時函數(shù)表達(dá)式；（3）交流電壓表的示

9、數(shù)；（4）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動90過程中通過電阻R的電量。（5）1min時間內(nèi)外力對線框所做的功。16如圖所示為一輸電系統(tǒng)，A地有一臺升壓變壓器，B地有一臺匝數(shù)比為10:1的降壓變壓器，降壓變壓器副線圈上的電流為100A，輸出功率是12kW,A、B兩地輸電線的電阻是20，求： （1）升壓(shn y)變壓器輸出端的電壓； （2）若不用變壓器，要在B地得到同樣大小的電流(dinli)和電功率，那么在A地要用多大的電壓將電能輸出？ （3）兩情況下輸電線上損失功率(gngl)之比是多少？17一個直流電動機(jī)的內(nèi)電阻，與R=10的電阻串聯(lián)接在線圈上，線圈從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動，已知線圈面積S =m2，共1

10、0匝，線圈的電阻不計，勻強(qiáng)磁場T，轉(zhuǎn)速n =60r/s，閉合開關(guān)S后電動機(jī)正常工作，電壓表的示數(shù)為100V，VMR O S(1) 求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動的電動勢的瞬時表達(dá)式 （2）電動機(jī)輸出的機(jī)械功率5.如圖所示的理想變壓器,兩個副線圈陌數(shù)分別為n1和n2.,當(dāng)把電熱器接在ab,使cd空載時,電流表的示數(shù)為I1；當(dāng)把電熱器接在cd,而使曲空載時,電流表的示數(shù)為I2,則I1：I2等于(A)n1n2(B)n21n22(C)n2n1(D)n22n1214.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,兩燈有可能同時正常發(fā)光(B)L2正常

11、工作時,L1比L2暗(C)L2正常T作時,L1可能已燒毀(D)L1正常T作時,如可能已燒毀20.在對稱的鐵芯上繞有兩個(lin )線圈.如圖所示.當(dāng)線圈1接入交流電時,線圈(xinqun)2上電壓(diny)U2=13.2V；當(dāng)線圈2接入同一交流電時,線圈1上電壓u1=120V.求兩個線圈的匝數(shù)比. 12面積為S的兩個電阻相同的線圈，分別放在如圖10所示的磁場中，圖甲中是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場，線圈在磁場中以周期T繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動，圖乙中磁場變化規(guī)律為BB0coseq f(2t,T)，從圖示位置開始計時，則 A兩線圈的磁通量變化規(guī)律相同B兩線圈中感應(yīng)電動勢達(dá)到最大值的時刻不同C經(jīng)相同的時間

12、t(tT)，兩線圈產(chǎn)生的熱量相同D從此時刻起，經(jīng)T/4時間，流過兩線圈橫截面的電荷量相同參考答案1AC【解析】試題分析：金屬桿向右運(yùn)動則說明金屬桿受到向右的作用力，由左手定則可知電流的方向；由楞次定律可知左側(cè)產(chǎn)生的磁通量的變化；則可知左側(cè)電流的變化情況金屬桿向右運(yùn)動說明金屬桿受到向右的安培力，由左手定則可知，金屬桿中的電流由a到b；右側(cè)線框中產(chǎn)生的磁通量向上；則由楞次定律可知，左側(cè)線框中的磁場可能向下減小，也可能向上增加；左側(cè)電流由上方進(jìn)入，由安培定則可知，內(nèi)部磁場方向向上；故產(chǎn)生以上現(xiàn)象只能是磁通量突然增加；故只能為A或C；故選AC考點(diǎn)：楞次定律；安培定則；左手定則點(diǎn)評(din pn)：減小

13、電阻(dinz)R的阻值時，電路中電阻減小，由歐姆定律可知電流將增大，則內(nèi)部磁通量將增大2ABC【解析】導(dǎo)體棒ab在水平外力作用下，從t=0時刻開始往復(fù)運(yùn)動，其速度(sd)隨時間變化的規(guī)律是v=vmsin(t)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=BLv=BLvmsin(t)，為正弦交變電流，導(dǎo)體棒兩端的最大電壓為BLvm，變壓器原線圈輸入電壓有效值為U1=BLvm/，由變壓公式可得副線圈輸出電壓有效值U2=BLvm/(k)，輸出功率為P=，電阻R上消耗的功率為，變壓器原線圈電流，即任意時刻電流表的示數(shù)為，選項ABC正確；由能量守恒定律，從t=0至t=的時間內(nèi)水平外力所做的功為W=PT/4+m=T+m，選項

14、D錯誤。3AD【解析】開關(guān)S斷開時，根據(jù)，可得副線圈電壓有效值為12V，則，又因?yàn)?所以電流表示數(shù)為0.4A，故A正確開關(guān)S斷開時，兩電阻總的電功率為，故B錯誤開關(guān)S閉合時，R1和R2兩端的電壓的有效值都是6V，則通過R1的電流，則通過R2的電流，根據(jù)，電流表的示數(shù)為有效值，所以可知電流表示數(shù)為，故C錯誤開關(guān)S閉合時，兩電阻總的電功率為，故D正確故選AD4BC【解析】A、副線圈匝數(shù)不斷增加(zngji)，輸出電壓不斷增加，故電流不斷增加，功率不斷增加，故輸入功率也增加，輸入電流也增加，故A錯誤；B、副線圈匝數(shù)不斷(bdun)增加，輸出電壓不斷增加，P沿副線圈勻速上滑，故輸出電壓與時間成正比，故

15、電流與時間增加，由于其伏安特性曲線(qxin)為曲線，故B正確；C、P沿副線圈勻速上滑，故輸出電壓與時間成正比，故C正確；D、輸出電壓與時間成正比，輸出功率為，故D錯誤；故選BC。5AC【解析】左側(cè)輸入一定電壓,在右側(cè)感應(yīng)到變化后的電壓.起變壓作用。pa是左側(cè)電路,輸入恒定電壓V1，ab是右側(cè)電路,輸出感應(yīng)電壓V2, V2=V1*(ab/pa)。根據(jù)能量守恒,左側(cè)電路和右側(cè)電路功率相同。pa增加,右側(cè)輸出電壓減小-右側(cè)電路功率降低-左側(cè)電路功率降低-左側(cè)是恒壓,只有電流降低。A正確。Q上移,右側(cè)電路電阻減小-右側(cè)電路功率增加-左側(cè)電路功率增加-左側(cè)是恒壓,只有電流增加。B錯。pa增加,右側(cè)輸出

16、電壓減小。C正確。右側(cè)電壓只和P的位置有關(guān),Q的位置不影響。D錯。故本題選AC。【答案】0.81，0.18【解析】接200 V時，U2200 V100 V，P額；接180 V時，U2U1180 V90 V，P；0.81P0.81P額0.8120 W16.2 WPIU2，IA0.18 A【答案】116，14【解析】令電阻B的電流為IB，由得：IA，又PI2R，故PAPBIA2RAIB2RBIA2IB2（IB）2IB2116因UIR，故UAUBIARAIBRBIAIB8(1) （2）（3）【解析(ji x)】試題(sht)分析：(1)線框在轉(zhuǎn)動(zhun dng)過程中，ab邊的線速度：（2分）產(chǎn)

17、生的感應(yīng)電動勢： (2分) (2) 在轉(zhuǎn)過90過程中產(chǎn)生的是正弦交流電，電動勢的最大值： (1分)電動勢的有效值 (2分)在轉(zhuǎn)過90過程中產(chǎn)生的焦耳熱： (2分)(3)若轉(zhuǎn)動后磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間按B=B0+kt變化，在線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小 (2分)在線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流： (2分)線框ab邊所受安培力的大小： (2分)考點(diǎn)：考查交變電流的形成點(diǎn)評：本題難度較大，熟記交變電流瞬時值的公式，峰值與有效值的關(guān)系，在求解焦耳熱時利用的是有效值，由于磁感強(qiáng)度的變化，對本題增大了難度，要能熟練掌握法拉第感應(yīng)定律才能順利求解此題9（1）（2）t2=2.0h（3）【解析】（1）太陽光照6小時，可給路燈供電

18、t1小時，則太陽能光電池產(chǎn)生的電能為 （3分） （2分）（2）8m/s的風(fēng)速(fn s)持續(xù)刮風(fēng)6小時(xiosh)，則風(fēng)能轉(zhuǎn)化的電能為E2，,可供路燈(ldng)正常工作t2小時 （4分） （1分）t2=2.0h （2分）（3）設(shè)經(jīng)3小時的光照和風(fēng)吹，光能轉(zhuǎn)化為電能為E3，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能為E4， （1分） （1分） （2分） 設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電的峰值電壓為Um （1分） （n為每秒的轉(zhuǎn)速） （1分）代入得（1分） （1分）10（1） （2） 【解析】：（1）電路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有效值 電阻兩端的電壓即為電路中伏特表的示數(shù)。（2）由能量守恒可得，外力在一個周期內(nèi)做的功就等于電的功：1

19、1（1）見解析(ji x) （2） （3）【解析(ji x)】（1）設(shè)線圈(xinqun)ab邊的邊長，bc邊的邊長。當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時，線圈中的感應(yīng)電動勢最大。 （1分）設(shè)此時ab邊的線速度為v，則單匝線圈時ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為n匝線圈產(chǎn)生的總感應(yīng)電動勢為 （1分）由于有 （1分）（2）線圈中的感應(yīng)電動勢有效值為： （1分）電路中電流的有效值 （2分）即電流表的示數(shù)為 （3）線圈轉(zhuǎn)動的周期 T=，線圈轉(zhuǎn)動N周的時間 （1分）依據(jù)焦耳定律，發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生的焦耳熱 （1分）解得 （1分）考點(diǎn)：交流電發(fā)電機(jī)12（1） （2）， （3）【解析】試題分析：（1）根據(jù)

20、公式，可得：，所以表達(dá)式為：（2）過程(guchng)中電流最大值為：，所以(suy)瞬時電流表達(dá)式為：，電壓表的讀數(shù)(dsh)為有效值，所以（3）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得：考點(diǎn)：本題考查了交流的峰值、有效值以及它們的關(guān)系、交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理。13(1)e6.28sin(100t/6)V (2) e3.14 V【解析】試題分析：(1)線圈的角速度為2n100 rad/s 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為EmNBSNBabbc6.28 V 又剛開始轉(zhuǎn)動時線圈平面與中性面夾角為30/6 故線圈中交變電動勢的瞬時值表達(dá)式為eEmsin(t/6)6.28sin(100t/6)V (2)把t

21、0.01 s代入上式，可得此時感應(yīng)電動勢的瞬時值：e3.14 V考點(diǎn)：正弦交流電的瞬時值及瞬時值表達(dá)式。14（1）（2）（3）【解析】試題分析：（1）0t1時間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電動勢為：根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過電阻R的電流為：（2）線框產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值：，感應(yīng)電動勢的有效值，通過電阻R的電流的有效值，線框轉(zhuǎn)動一周所需的時間，此過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量：（3）線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，平均(pngjn)感應(yīng)電動勢，平均(pngjn)感應(yīng)電流：，通過電阻(dinz)R的電荷量：考點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律及交流電的最大值、有效值、平均值等。15（2）【解析】試題分析： 故-2.002.03.146.289.42/10-2Wbt /10-2sOdORBabcV（甲）（乙）考點(diǎn)：正弦式電流的最大值和有效值、周期和頻率；交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理點(diǎn)評：