选修3-2第五章第一节交变电流
1．(2011年龙岩高二检测)甲、乙两电路中电流与时间关系如图5－1－12所示，属于交变电流的是( )
图5－1－12
A ．甲、乙都是
B ．甲是乙不是
C ．乙是甲不是
D ．甲、乙都不是
解析：选B.甲图电流大小不变、方向变化，是交流电，乙图大小变化、方向不变，是直流电，故选B.
2．在图5－1－13中，不能产生交变电流的是( )
图5－1－13
解析：选A.矩形线圈绕着垂直于磁场方向的转轴做匀速圆周运动就产生交流电，而A 图中的转轴与磁场方向平行，线圈中无电流产生，所以选A. 3．交流发电机在工作时的电动势e ＝E m sin ωt .若将线圈匝数、线圈面积都提高到原来的两倍，其他条件不变，则电动势变为( ) A ．e ＝2E m sin ωt B ．e ＝4E m sin ωt
C ．e ＝12E m sin ωt
D ．e ＝1
4
E m sin ωt
解析：选B.由电动势最大值表达式E m ＝NBSω，N 、S 变为原来的两倍，则最大值变为4E m ，故B 正确．
4.矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图5－1－14所示．下列结论正确的是( )
图5－1－14
A ．在t ＝0.1 s 和t ＝0.3 s 时，电动势最大
B ．在t ＝0.2 s 和t ＝0.4 s 时，电动势改变方向
C ．电动势的最大值是157 V
D ．在t ＝0.4 s 时，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s
解析：选CD.在t ＝0.1 s 和t ＝0.3 s 时，矩形线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，电动势为0，此时电动势改变方向．故A 、B 错误．由图象可知，周期为0.4 s ，故角速度ω＝2π
T ＝5π，而最大电动势为E m ＝nBSω＝157 V ，C 正确．在t ＝0.4 s 时，磁通量为0，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s.故D 正确．
5. (2009年高考天津卷)如图5－1－15所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R .线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角
速度ω匀速转动，线框从中性面开始转过π
2
的过程中，求通过导线横截面的电荷量q .
图5－1－15
解析：q ＝I Δt ＝E
R Δt ＝ΔΦR ＝BS
R .
答案：BS R
一、选择题
1．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法中不正确的是( ) A ．在中性面时，通过线圈的磁通量最大 B ．在中性面时，感应电动势为零
C ．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零
D ．线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次 解析：选C.由中性面的特点可知，应选为C.
2．线圈在匀强磁场中转动产生电动势e ＝10sin20πt V ，则下列说法正确的是( ) A ．t ＝0时，线圈平面位于中性面 B ．t ＝0时，穿过线圈的磁通量最大
C D ．t ＝0.4 s 时，e 有最大值10 2 V
解析：选AB.由电动势的瞬时值表达式，计时从线圈位于中性面时开始，所以t ＝0时，线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速率为零，A 、B 正确，C 错误．当t ＝0.4 s 时，e ＝10sin20πt ＝10×sin(20π×0.4) V ＝0，D 错误．
3. (2011年雅安高二检测)一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动．线圈中的感应电动势e 随时间t 的变化如图5－1－16所示．下面说法中正确的是( )
图5－1－16
A 1
B ．t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C ．t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D ．每当e 变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大
解析：选D.t 1、t 3时刻感应电动势为零，线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，A 、C 错误；t 2时刻感应电动势最大，线圈位于中性面的垂面位置，穿过线圈的磁通量为零，B 错误；由于线圈每过一次中性面时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，e 变换方向，所以D 正确．
4．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦式交变电流i ＝I m sin ωt .若保持其他条件不变，使线圈的匝数和转速各增加1倍，则电流的变化规律为( ) A ．i ′＝I m sin ωt B ．i ′＝I m sin 2ωt C ．i ′＝2I m sin ωt D ．i ′＝2I m sin 2ωt
解析：选D.由电动势的最大值知，最大电动势与角速度成正比，与匝数成正比，所以电动势最大值为4E m ，匝数加倍后，其电阻也应该加倍，此时线圈的电阻为2R ，根据欧姆定律
可得电流的最大值为I m ′＝4E m
2R
＝2I m ，因此，电流的变化规律为i ′＝2I m sin 2ωt .
5.如图5－1－17所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知( )
图5－1－17
A ．此感应电动势的瞬时表达式为e ＝2 00sin0.02t
B ．此感应电动势的瞬时表达式为e ＝200sin100πt
C ．t ＝0.01 s 时，穿过线圈的磁通量为零
D ．t ＝0.02 s 时，穿过线圈的磁通量的变化率最大 答案：B
6.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图5－1－18所示．则下列说法中正确的是( )
图5－1－18
A ．t ＝0时刻，线圈平面与中性面垂直
B ．t ＝0.01 s 时刻，Φ的变化率最大
C ．t ＝0.02 s 时刻，感应电动势达到最大
D ．该线圈转动的角速度为50π rad/s
解析：选BD.由图象可知t ＝0、0.02 s 、0.04 s 时刻线圈平面是中性面位置，Φ最大.ΔΦ
Δt
＝0，
故E ＝0.t ＝0.01 s 、0.03 s 、0.05 s 时刻线圈平面与磁感线平行，Φ最小，ΔΦ
Δt
最大，故E 最
大，从图象可知，交变电流变化的周期T ＝0.04 s ，则ω＝2π
T ＝50π rad/s.所以B 和D 正确． 7.(2011年包头高二检测)如图5－1－19所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO ′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动(ab 向纸外，cd 向纸内)．若从图所示位置开始计时，并规定电流方向沿a →b →c →d →a 为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是图中的( )
图5－1－19
图5－1－20
解析：选A.由题意知线圈总有一半在磁场中做切割磁感线的匀速转动，所以产生的仍然是正弦交变电流，只是最大值为全部线圈在磁场中匀速转动情况下产生的感应电动势最大值的一半，所以选项B 、C 错误．再由右手螺旋定则可以判断出A 选项符合题意．
8.如图5－1－21所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P 1和P 2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )
图5－1－21
A ．线圈绕P 1转动时的电流等于绕P 2转动时的电流
B ．线圈绕P 1转动时的电动势小于绕P 2转动时的电动势
C ．线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同，都是a →b →c →d
D ．线圈绕P 1转动时dc 边受到的安培力大于绕P 2转动时dc 边受到的安培力
解析：选A.如图所示，设ab ＝l 1，ad ＝l 2，O 1a ＝r 1，O 1d ＝r 2.线圈绕P 1轴转动时，产生的感应电动势e 1＝Bl 1v ＝Bl 1l 2ω.线圈绕P 2轴转动时，产生的感应电动势e 2＝Bl 1r 1ω＋Bl 1r 2ω，即e 1＝e 2，所以i 1＝i 2，故选项A 对B 错．由右手螺旋定则可知，线圈绕P 1和P 2转动时电流的方向相同，均是a →d →c →b 方向，故选项C 错，再根据安培力公式可知F 安＝BIl 1，即安培力相同，D 错．
9．如图5－1－22甲所示，a 、b 为两个并排放置的共轴线圈，a 中通有如图乙所示的交变电流，则下列判断错误的是( )
图5－1－22
A ．在t 1到t 2时间内，a 、b 相吸
B ．在t 2到t 3时间内，a 、b 相斥
C ．t 1时刻两线圈间作用力为零
D ．t 2时刻两线圈间吸引力最大
解析：选D.t 1到t 2时间内，a 中电流减小，a 中的磁场穿过b 且减小，因此b 中产生与a 同向的磁场，故a 、b 相吸，A 选项正确．同理B 选项正确．t 1时刻a 中电流最大，但变化率为零，b 中无感应电流，故两线圈的作用力为零，故C 选项正确，t 2时刻a 中电流为零，但此时电流的变化率最大，b 中的感应电流最大，但相互作用力为零，故D 选项错误．因此，错误的应是D. 二、非选择题 10．发电机的转子是匝数为100，边长为20 cm 的正方形线圈，将它置于磁感应强度B ＝0.05 T 的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100π rad/s 的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时．线圈和外电路的总电阻R ＝10 Ω.线圈从计时开始，到转过60°过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？ 解析：E ＝n ΔΦΔt
又I ＝E R 且I ＝q
t ，Δt ＝t .
所以，通过线圈某一截面的电荷量
q ＝I t ＝n ΔΦΔtR
Δt ＝n ΔΦ
R
从中性面计时，转过60°，如图所示
ΔΦ＝B ΔS ＝BS (1－cos 60°)＝1
2
BS
q ＝nBS 2R ＝100×0.05×0.2×0.220
C ＝1×10－2C.
答案：1×10－2
C
11.如图5－1－23所示，匀强磁场B ＝0.1 T ，矩形线圈的匝数N ＝100，边长ab ＝0.2 m ，bc ＝0.5 m ，以角速度ω＝100π rad/s 绕OO ′轴匀速转动．当线圈通过中性面时开始计时，试求：线圈中感应电动势的表达式．
图5－1－23
解析：法一：线圈经过时间t 转过的角度θ＝ωt ，这时bc 和da 边不切割磁感线，ab 和cd 边切割磁感线产生感应电动势e ab ＝e cd ＝NBab ]v sin ωt 其中v ＝ω
ad 2＝ω
bc 2
所以e ＝e ab ＋e cd ＝2e ab ＝2NBωab
ad
2
sin ωt ＝NBSωsin ωt E m ＝NBSω＝100×0.1×0.1×100π V ＝314 V e ＝314sin100πt V .
法二：感应电动势的瞬时值e ＝NBSωsin ωt ，由题可知： S ＝
E m 12.m 2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R
＝300 r/min 的转速匀速旋转时，求：
图5－1－24
(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．
(2)线圈转了1
30
s 时电动势的瞬时值多大？
(3)电路中流过电阻R 的电流的峰值是多少？ 解析：(1)角速度ω＝10π rad/s
E m ＝NBSω＝100×1
π
×0.05×10π V ＝50 V
感应电动势的瞬时值e ＝E m sin ωt ＝50sin10πt V .
(2)当t ＝1/30 s 时，e ＝50sin(10π×
1
30
)V ＝25 3 V (3)电流峰值I m ＝E m /(R ＋r )＝50
(9＋1)
A ＝5 A.
答案：(1)e ＝50sin10πt V (2)25 3 V (3)5 A
二节描述交变电流的物理量
1．下列各个量，其中所指为有效值的是( ) A ．交流电压表的示数 B ．保险丝的熔断电流 C ．电容器的击穿电压
D ．家庭用的220 V 交流电压 答案：ABD
2．关于交变电流的有效值U 和最大值U m A ．任何形式的交流电压的有效值都是U ＝U m B ．正弦式交变电流具有U ＝U m /2的关系
C ．照明电压220 V 和动力电压380 V
D 解析：选BC.电压、所以A 是错误的，B 效值，C 3.(2010年高考广东理综卷)如图5－2－8压的( )
图5－2－8
A B C D 电压最大值U m ＝311 V ，所以有效值U ＝
U m
2
＝t (V)，故选项B 、C 正确，A 、D 错误． 4.大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速，现在的调光灯和调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的．如图5－2－9所示为经一双向可控硅调节后加在电灯上的电压，
即在正弦式交变电流的每个二分之一周期内，前1
4
周期被截去，调节台灯上旋钮可以控制截
去的多少，从而改变电灯两端的电压，那么现在电灯两端的电压为( )
图5－2－9
A ．U m /2
B ．U m / 2
C ．U m /(22)
D.2U m
解析：选A.每个二分之一周期被截去1
4
周期，原电流为正弦交流电，一个周期可以看成只剩
半个周期的电压，利用有效值的定义，得(U m 2
)2×1R ×12T ＝U 2R ×T ，所以U ＝U m
2，故A 正确．
5．有两支交流电：e 1＝311sin(100πt ＋π4)V 和e 2＝220sin(50πt ＋π
2
) V ，它们的峰值、有效值
分别是多少？它们的频率各是多少？t ＝0时它们的相位差是多少？
解析：两交流电的峰值分别是311 V 、220 V ；有效值分别是220 V 和156 V ；频率分别为
50 Hz 、25 Hz ，t ＝0时它们的相位差为π
4
.
答案：311 V 、220 V 220 V 、156 V 50 Hz 、25 Hz π
4
一、选择题
1．一个照明电灯标有“220 V 60 W ”字样，现在把它接入最大值为311 V 的正弦式交流电路中，则( )
A ．灯的实际功率大小为60 W
B ．灯丝将烧断
C ．只能暗淡发光
D ．能正常发光 答案：AD
2．下列说法中正确的是( )
A ．交变电流在一个周期内电流方向改变两次
B ．交变电流的有效值总是最大值的1
2
C ．因为有效值表示交变电流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同
D ．若正弦交变电流的最大值是10 A ，则它的最小值是－10 A
解析：选A.线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一个周期内线圈平面有两
次经过中性面．对于正弦式交变电流有效值是最大值的1
2
，而对于其他的交变电流不一定
有这样的关系．交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，与平均值不同．交变电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，正弦交变电流的最小值为零． 3.交流电源电压u ＝20 sin(100πt ) V ，电路中电阻R ＝10 Ω.则如图5－2－10电路中电流表和电压表的读数分别为( )
图5－2－10
A ．1.41 A,14.1 V
B ．1.41 A,20 V
C ．2 A,20 V
D ．2 A,14.1 V 解析：选A.电流表和电压表测量的是交变电流的有效值，由u ＝20 sin(100πt )V 知U m ＝20 V ，
故U ＝U m 2
＝10 2 V ＝14.1 V ，电流的读数I ＝U
R ＝1.41 A ，故A 正确．
4．(2011年通州高二检测)如图5－2－11所示是一交变电流的i －t 图象，则该交变电流的有效值为( )
图5－2－11
A ．4 A
B ．2 2 A C.8
3
A D.2303
A
解析：选D.设该交变电流的有效值为I ，由有效值的定义得(I m 2
)2Rt 1＋I 2
m Rt 2＝I 2Rt .而t ＝t 1＋t 2，代入数据解得：I ＝
230
3
A ，故D 正确． 5．两个完全相同的电热器分别通过如图5－2－变电流和正弦式电流，则这两个电热器功率P a
图5－2－12
A ．1∶1 C ．1∶2
解析：选B.m a m
2
P a ∶P b ＝2∶1.
6.I 0＝2 A 的保险丝，R 是可变电阻，S 是交流电e ＝2202sin314t V ．为了不使)
－2－13
A B ．110 Ω C D ．220 2 Ω
解析：选B.U ＝220 V ，R min ＝U I 0＝220
2
Ω＝110 Ω.
7．(2011年包头高二检测)把一只电热器接在100 V 的直流电源上，在t 时间内产生的热量为Q ，若将它分别接到u 1＝100sin ωt V 和u 2＝50sin2ωt V 的交流电源上，仍要产生Q 的热量，则所需时间分别是( ) A ．t,2t B ．2t,8t C ．2t,2t D ．t,4t
解析：选B.由Q ＝U 2R t 得，接直流电时Q ＝1002
R t ，接u 1时Q ＝(1002)2R t 1，所以t 1＝2t ，同理t 2＝8t ，所以选B.
8．一电热器接在10 V 的直流电源上，产生的热功率为P .把它改接到另一正弦交变电路中，
要使产生的热功率为原来的一半，如果忽略电阻值随温度的变化，则该交变电流电压的最大(峰)值应等于( ) A ．5 V B ．14 V C ．7.1 V D ．10 V 解析：选D.以U 直和U 交分别表示直流电的电压和交流电压的有效值，以R 表示电热器的电
阻值，则依题意在两种情况下的电功率分别为P ＝U 2直R ，P 2＝U 2交
R
由以上两式有：U 交＝1
2
U 直
因此交变电流电压的最大值为U m ＝2U 交＝10 V .
9.电阻R 1、R 2与交流电源按照图5－2－14方式连接，R 1＝10 Ω，R 2＝20 Ω.合上开关S 后，通过电阻R 2的正弦式交变电流i 随时间t 变化的情况如图5－2－15所示．则( )
图5－2－14
图5－2－15
A B ．C D 0.6 2 A ，电流有效值为：I ＝
I m
2
＝R 2两端电压最大值为U m ＝I m R 2＝0.62×20 V ＝10.N ＝100，0.4 m ，磁感应强度B ＝0.5 T ，电阻R ＝311 Ω，
图5－2－16
(1)感应电动势的最大值；
(2)t ＝0时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式； (3)此电压表的示数是多少． 解析：(1)电动势的最大值为：
E m ＝NBωS ＝NB ·(2πn 转)·(ab ·bc )＝314 V .
(2)电动势瞬时值的表达式：e ＝E m sin ωt ＝314sin10πt V .
(3)U v ＝R R ＋r
×(2
2E m )＝220 V .
答案：(1)314 V (2)e ＝314sin10πt V (3)220 V
11.如图5－2－17所示，矩形线圈面积为S ，匝数为n ，内阻为r ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO ′轴以角速度ω做匀速转动．当它从图中位置转过90°的过程中，求：
图5－2－17
(1)通过电阻R 的电荷量是多少？ (2)外力做的功是多大？
解析：(1)线圈从图中位置转过90°过程中，通过R 的电流是逐渐增大的，计算通过电阻R 的电荷量，应该用电流的平均值．
I ＝E R ＋r ＝n ΔΦΔt R ＋r ＝n ΔΦ(R ＋r )Δt ＝nBS
(R ＋r )Δt
所以q ＝I Δt ＝nBS (R ＋r )Δt ·Δt ＝nBS
R ＋r
.
(2)外力所做的功等于电路中电流所做的功，而计算电功应该用交变电流的有效值．由于E m
＝nBSω，所以有效值E ＝E m 2＝nBSω2
，对于纯电阻电路W 电＝E 2R ＋r t ，而t ＝π
2ω，
所以W 外＝W 电＝n 2B 2S 2ω22(R ＋r )·π2ω＝n 2B 2S 2ωπ
4(R ＋r )
.
答案：(1)nBS R ＋r (2)n 2B 2S 2ωπ
4(R ＋r )
12．有一交流电压的变化规律为u ＝2202sin314t V ，若将辉光电压为220 V 的氖管接上此交流电压，则1 s 内氖管的发光时间为多少？(提示：电压u ≥220 V 时，氖管才发光)
解析：由u ＝2202sin314t V ，T ＝2πω＝2π
314
＝0.02(s)．
当u ＝±220 V 时，代入±220＝220 2sin314t ，得
t 1＝1400 s ＝T 8，t 2＝3400 s ＝38T ，t 3＝180 s ＝5
8 T ，
t 4＝7 s ＝7 T
故在一个周期内氖管发光的时间段为 T 8～38T 及58T ～78
T ， 即有一半的时间发光，故1 s 内的发光时间为 t ＝1T ×T
2
＝0.5(s)．
答案：0.5 s
三节电感和电容对交变电流的影响
1．对电容器能通交变电流的原因，下列说法正确的是( )
A ．当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流
B ．当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流
C ．在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动
D ．在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器
解析：选BD.电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的，并无电荷流过电容器． 2．关于电感对交变电流的影响，以下说法中正确的是( ) A ．电感对交变电流有阻碍作用
B ．电感对交变电流阻碍作用越大，感抗就越小
C ．电感具有“通交流、阻直流，通高频、阻低频”的性质
D ．线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大
解析：选AD.电感对交流电有阻碍作用，阻碍作用越大，感抗越大，感抗与自感系数、交流电频率成正比，本题选项A 、D 正确．
3．如图5－3－7所示，交流电源的电压有效值跟直流的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P 1，而将双刀双掷开关接到交流电源上时，灯泡的实际功率为P 2，则( )
图5－3－7
A ．P 1＝P 2
B ．P 1>P 2
C ．P 1
D ．不能比较
解析：选B.接在直流电源上，线圈对直流没有阻碍作用，电压全部降落在小灯泡两端．而当双刀双掷开关接在交流电源上时，线圈对电流有阻碍作用，因此小灯泡两端的电压小于
电源电压，由P ＝U 2
R
知：P 1>P 2，故B 对．
4.在图5－3－8所示电路中，u 是有效值为220 V 的交流电源，C 是电容器，R 是电阻，关于交流电压表的示数，下列说法正确的是( )
图5－3－8
A ．等于220 V
B ．大于220 V
C ．小于220 V
D ．等于零
解析：选C.虽然交变电流能通过电容器，但对交流有阻碍作用，电容器与电阻串联，根据串联分压原理可知电阻的两端电压应小于电源电压，而电压表测的是电阻两端的电压，故选项C 正确．
5．如图5－3－9所示，把电阻R 、电感线圈L 、电容器C 并联，三个支路中分别接有一灯泡．接入交流电源后，三盏灯亮度相同．若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是( )
图5－3－9
A．L1灯比原来亮B．L2灯比原来亮
C．L3灯和原来一样亮D．L3灯比原来亮
解析：选BC.电容的容抗与交流电的频率有关，频率高，容抗小，即对高频交流电的阻碍作用小，所以B项对．线圈L对交流电的阻碍作用随频率升高而增加，所以A项错．电阻R 中电流只与交流电有效值及R值有关，所以C项正确．
一、选择题
1．关于电阻、电感、电容对电流作用的说法正确的是()
A．电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同
B．电感对直流电和交流电均有阻碍作用
C．电容器两极板间是绝缘的，故电容支路上没有电流通过
D．交变电流的频率增加时，电阻、电感、电容的变化情况相同
解析：选A.电阻的阻值对直流电和交流电相同，A正确；电感对直流电没有阻碍作用，对交流电有阻碍作用，B错误；由于电容器不断地充放电，电路中存在充电电流和放电电流，C错误；电阻的阻值与交流电的频率无关，感抗随交流电频率的增大而增大，容抗随交流电频率的增大而减小，D错误．
2．电感和电容对交变电流的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关，还跟交流电的频率有关，下列说法正确的是()
A．电感是通直流、阻交流，通高频、阻低频
B．电容是通直流、阻交流，通高频、阻低频
C．电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频
D．电容是通交流、隔直流，通低频、阻高频
答案：C
3．交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为I′，则()
A．I′>I B．I′ C．I′＝I D．无法比较 答案：B 4．如图5－3－10所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是() 图5－3－10 A．等于220 V B．大于220 V C．小于220 V D．等于零 解析：选C.电感对交变电流有阻碍作用，线圈与灯泡串联，其电压之和等于电源电压，即U L＋U R＝U，故交流电压表的示数小于220 V，C正确． 5．(2011年聊城高二检测)如图5－3－11甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是() 图5－3－11 A．图甲中R得到的是交流成分 B．图甲中R得到的是直流成分 C．图乙中R得到的是低频成分 D．图乙中R得到的是高频成分 解析：选AC.当交变电流加在电容器上时，有“通交流、隔直流，通高频、阻低频”的特性，甲图中电容器隔直流，R得到的是交流成分．A正确、B错误；乙图中电容器通过交流高频成分，阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确、D错误． 6．如图5－3－12所示，图甲、乙中电源为交流电源，图丙中电源为直流电源，各电路中线圈自感系数相同且直流电阻不计，各电压表示数都相同，下列说法正确的是() 图5－3－12 A．灯L1比灯L2亮B．灯L3比灯L1亮 C．灯L2与L3一样亮D．灯L1与灯L3一样亮 解析：选BC.图甲中电源电压U＝U1＋U L1，线圈对交流有阻碍作用，U1≠ 0，灯泡两端电压U L1＜U；图乙中线圈与灯泡并联，灯泡电压U L2＝U；图丙中，线圈对直流电没有阻碍作用，灯泡电压U L3＝U，故U L1＜U L2＝U L3.即L2与L3一样亮且都比L1亮，B、C正确， A、D错误． 7.如图5－3－13所示，电键S与直流恒定电源接通时，L1、L2两灯泡的亮度相同，若将S 与交流电源接通() 图5－3－13 A．L1和L2两灯泡亮度仍相同 B．L1比L2更亮些 C．L1比L2更暗些 D．若交流电源电压的有效值与直流电压相同，两灯与原来一样亮 答案：B 8.如图5－3－14所示电路，L1、L2为两个相同的灯泡，电键S接通恒定直流电源时，灯泡L1发光，L2不亮，后将S接在有效值和直流电压相同的交流电源上，这时() 图5－3－14 A．L2比L1更亮些 B．L2比L1更暗些 C．L2仍然不亮 D．L2可能和L1一样亮 答案：D 9. (2011年哈师大附中高二检测)如图5－3－15所示，在电路两端加上正弦交流电，保持电压有效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗情况是：灯1变亮，灯2变暗，灯3不变，则M、N、L中所接元件可能是() 图5－3－15 A．M为电阻，N为电容器，L为电感线圈 B．M为电感线圈，N为电容器，L为电阻 C．M为电容器，N为电感线圈，L为电阻 D．M为电阻，N为电感线圈，L为电容器 解析：选C.当交变电流的频率增大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，由灯1变亮，灯2变暗可知M为电容器，N为电感线圈，而电阻与交变电流的频率无关，故L为电阻，C正确． 10．“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器．音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．图5－3－16为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则() 图5－3－16 A．甲扬声器是高音扬声器 B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器 C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器 D．L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流 解析：选BD.由于L1会“阻高、通低”，C1又“通高、阻低”，因此低频成分通过甲扬声器，故A错，C2的作用是“通高、阻低”，故B对，L2的作用是“通低、阻高”，故C错而D对． 二、非选择题 11.在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图5－3－17装置电路，其中代号a、b应选择的元件是________、________. 图5－3－17 解析：电容器具有通高频、阻低频作用，这样的电容器电容应较小，故a处放电容较小的电容器．电感线圈在该电路中要求“通低频、阻高频”，所以b处应接一个高频扼流线圈．答案：电容较小的电容器高频扼流线圈 12. (2011年聊城高二检测)如图5－3－18所示，某电子电路的输入端输入的电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分，若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，试说明元件L、C1、C2在电路中的作用． 图5－3－18 解析：该电路只把交流的低频成分输送到下一级，C 1能通交流，隔直流；L 通直流，阻交流是低频扼流圈；C 2通高频、阻低频，是高频旁路电容． 五节电能输送 1．(2009年高考广东卷)如图5－5－4为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是( ) 图5－5－4 A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B ．高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗 C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小 D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 解析：选ABD.根据P ＝I 2R 可知，在电流I 一定的情况下，减小电阻R 可以减少电路上的 电能损失，而R ＝ρL S ，所以增大输电线横截面积S 可减小电阻R ，A 正确；由输送电功率P ＝UI ，得输电线损失电功率P 线＝I 2 R ＝P 2U 2R ，可见减小输电电流可减小电路发热损耗，在输 送电压一定时，输送的电功率P 越大，电能损失越大，B 正确，C 错误；高压输电并不一定是电压越高越好，电压过高时，会带来技术和设备上的困难，所以D 正确． 2．关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是( ) A ．由功率P ＝U 2/R ，应降低输电电压，增大导线电阻 B ．由P ＝IU ，应低电压小电流输电 C ．由P ＝I 2R ，应减小导线电阻或减小输电电流 D ．上述说法均不对 解析：选C.输电时导线上损失的电压ΔU ＝IR ，它不同于输电电压，P ＝U 2 R 或P ＝IU 中的U 应为导线上损失的电压，故A 、B 错，导线上功率的损失为发热损失，即P ＝I 2R ，故C 正确． 3．照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时( ) A ．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低 B ．总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小 C ．总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大 D ．供电线路上电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小 解析：选C.照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器越多，总电阻越小，供电线路上的电流越大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，C 正确． 4．远距离输电，原来用电压U 0输电，在输电线上损失的电功率为P 0，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的1/10，则输电电压应为( ) A ．100 U 0 B.10 U 0 C ．U 0/10 D ．U 0/100 解析：选B.设线路电阻为r ，损失功率为P 损＝I 2 r ，线路电流为I ＝P /U 0 解得P 损＝P 2r /U 20 则P 损′∝1 U 0′2 当P 损为原来的1 10 时，U 0′＝10U 0 选项B 正确． 5．通过相同材料的导线向同一用户输送10 kW 的电功率，如在输送电压为110 V 和220 V 两种情况下导线上损失的电能相同，那么这两种情况下输电线的截面积之比为多少？ 解析：P 损＝I 2 R 线＝(P U )2R 线＝P 2U 2ρl S ，所以S ＝P 2ρl U 2，由于输送的电功率和地距离不变即l 相同，材料也相同，所以S 1∶S 2答案：4∶1 一、选择题 1．发电厂发电机的输出电压为U 1的电流为I ，输电线末端的电压为U 2A.U 21 R C ．I 2R 解析：选BCD.输电线上损耗的功率P 损＝I 2R ＝、D 正确． 2，若以1100 V 送电，则线路损失为10 kW ，) A B ．1.1 kW C D ．11 kW ＝P 2U 2R ，所以当输送电压增大为原来3倍时，线 3． 图5－5－5 A ．升压变压器的输出电压增大 B ．降压变压器的输出电压增大 C ．输电线上损耗的功率增大 D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 解析：选CD.对升压(或降压)变压器而言，由变压器电压比U 1∶U 2＝n 1∶n 2知，输入电压不变，匝数不变，输出电压不变，故A 选项不正确；由P ＝UI 知，U 不变，P 增大，故I 增 大，使得输电线上的电压损耗ΔU ＝I 2R 线增大，功率损耗ΔP ＝I 2 2R 线增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B 不正确，C 正确；因为输电线上损耗的功率占 总功率的比例为ΔP P 1＝I 22R 线 P 1＝( P 1U 1·n 1n 2)2 R 线P 1＝P 1n 21R 线 U 21n 22 ∝P 1，所以随发电厂输出功率变大，该值变 大，D 正确． 4．输电导线的电阻为R ，输送电功率为P .现分别用U 1和U 2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( ) A ．U 1∶U 2 B ．U 21∶U 22 C ．U 22∶U 21 D ．U 2∶U 1 解析：选C.由P ＝UI 得输电线中的电流I ＝P U ，输电线上损失的功率P 损＝I 2 R ＝(P U )2R ＝P 2R U 2. 即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比，所以P 损1∶P 损2＝U 22∶U 21. 5．(2009年高考山东卷)某小型水电站的电能输送示意图如图5－5－6所示，发电机的输出电压为200 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2，降压变压器原副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( ) 图5－5－6 A.n 2n 1>n 3 n 4 B.n 2n 1 C D ＝n 3 n 4 ，因为U 1＝200 V ＜U 4＝220 V ，U 2＞U 3 ＝6I ，热耗功率为P ；除冰时，输电线上的热)( ) A B ．输电电流为9 I C D ．输电电压为1 3 U P 变为9 P ，则电流I 变为3 I ， 选项A 正确．输电功率P 不变，由P ＝UI ，电流变为3 I ，输电电压为1 3 U ，选项D 正确． 7．在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为L ，输电线损失的电功率为P ′，用户得到的电功率为P 用，则P ′、P 用的关系式正确的是( ) A ．P ′＝U 2S ρL B ．P ′＝P 2ρL U 2S C ．P 用＝P －U 2S ρL D ．P 用＝P (1－PρL U 2S ) 解析：选BD.输电线电阻R ＝ρL S 输电电流I ＝P U 故输电线上损失的电功率为 P ′＝I 2 R ＝(P U )2ρL S ＝P 2ρL U 2S 用户得到的电功率为 P 用＝P －P ′＝P (1－PρL U 2S )． 8．远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n 倍，关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是( ) A ．输电线上的电功率损失是原来的1/n ； B ．输电线上的电功率损失是原来的1/n 2； C ．输电线上的电压损失是原来的1/n ； D ．输电线上的电压损失是原来的n 倍 解析：选BC.由P ＝UI 知，当输送的功率P I ′＝P /U ′＝P /(nU )＝1n I .又P 线＝I 2R 线，损， 即B 正确，A 错误．输电线上的电压损失U 损 9．(2009年高考海南卷)T 1升压后向远方输电．输电线路总电阻R ＝常发光的灯泡(220 V ,60 W)．T 1和T 2A ．T 1原、副线圈电流分别为103 A 和20 A B ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105 V 和 C ．T 1和T 2的变压比分别为1∶50和40∶1 D 4＝1×103 A ，输电线上损失的功率为 P 损A 对；T 1 的变压比为n 1n 2＝I 2I 1＝20103＝1 50；T 1U 3＝U 2－I 2R ＝2×105 V －副线圈的变压比为n 3n 4＝U 3U 4＝1.8×105220＝9×103 11 ， 6×104(盏)，选项D 对． 1023 kV ，副线圈220 V ，求供电导线上损耗的功率． 解析：设原线圈上所加电压为U 1，匝数为n 1，副线圈上两端电压为U 2，匝数为n 2，有 U 1 U 2 ＝n 1n 2 ① 副线圈两端通过导线向用户供电，设用户电压为U 3，导线上的电压为U 4，有U 2＝U 3＋U 4② 导线上损失功率为P ＝U 24 R ③ 由①②③式得 P ＝(n 2 n 1 U 1－U 3)2/R ＝(1 100×2.3×104－220)22 W ＝50 W. 答案：50 W 11．(2011年开封高二检测)一座小型发电站的输出功率是20 kW ，输电线路总电阻是5 Ω. (1)若输电电压是400 V ，输电线路损耗的功率是多少？ (2)若改用5000 V 高压输电，用户端利用n 1∶n 2＝22∶1的变压器降压，用户得到的电压是多少？ 解析：(1)输电线上的电流强度为 I ＝P U ＝20×103 400 A ＝50 A ， 输电线路损耗的功率为 P 损＝I 2R ＝502×5 W ＝12500 W ＝12.5 kW. (2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为 I ′＝P U ′ ＝20×1035000A ＝4 A ， 用户端在变压器降压前获得的电压 U 1＝U ′－I ′R ＝(5000－4×5)V ＝4980 V ， 根据U 1U 2＝n 1 n 2可知，用户得到的电压为 U 2＝n 2n 1U 1＝1 22 ×4980 V ＝226.4 V . 答案：(1)12.5 kW (2)226.4 V 12．小型水利发电站的发电机输出功率为24.5 kW ，输出电压为350 V ，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V ，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图5－5－7所示，求： 图5－5－7 (1)输电线上的电流． (2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比． (3)降压变压器的原、副线圈的匝数之比． 解析：(1)输电线上功率损失： ΔP ＝5%P 1＝5%×24.5 kW ＝1225 W ， 又因为ΔP ＝I 22R 线，所以，输电线上的电流为： I 2＝ΔP R 线 ＝1225 4A ＝17.5 A. (2)升压变压器原线圈上的电流 I 1＝P 1/U 1＝24.5 kW/(350 V)＝70 A ， 升压变压器原、副线圈的匝数之比为 n 1∶n 2＝I 2∶I 1＝17.5∶70＝1∶4. (3)输电线上电压损失：ΔU ＝I 2R 线＝U 2－U 3， 降压变压器输入电压： U 3＝U 2－ΔU ＝n 2 n 1 U 1－I 2R 线 ＝(4×350－17.5×4)V ＝1330 V . 降压变压器原、副线圈的匝数之比为 n 3∶n 4＝U 3∶U 用＝1330∶220＝133∶22. 答案：(1)17.5 A (2)1∶4 (3)133∶22 第四节变压器 1．(2011年济南高二检测)理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，以下说法中正确的是( ) A ．穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1 B ．穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等 C ．原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1 D ．正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1 解析：选BD.对理想变压器，B 选项认为无磁通量损漏，因而穿过两个线圈的磁通量相同，磁通量变化率相同，因而每匝线圈产生的感应电动势相等，才导致电压与匝数成正比；D 选项可以认为忽略热损耗，故输入功率等于输出功率． 2．(2011年包头高二检测)理想变压器正常工作时，若增加接在副线圈两端的负载，则( ) A ．副线圈中电流增大 B ．副线圈输出的电功率减小 C ．原线圈中电流不变 D ．原线圈输入的电功率增大 解析：选AD.由于U 1、U 2不变，负载增加，用电器的总电阻减小，由I 2＝U 2 R 知I 2增大，A 对C 错．由P ＝UI 解得P 2＝U 2I 2，所以P 2增大，P 1增大，B 错D 对． 3．如图5－4－9所示为理想变压器．原线圈的匝数为1000匝，两个副线圈n 2＝50匝，n 3＝100 匝，L 1是“6 V 2 W”的小灯泡．L 2是“12 V 4 W”的小灯泡，当n 1接上交变电压时，L 、L 2都正常发光，那么原线圈中的电流为( ) 图5－4－9 A.1 60 A B.130 A C.1 20 A D.110 A 解析：选C.P 出＝2 W ＋4 W ＝6 W ，由P 入＝P 出，得I 1U 1＝6 W ，又 U 1U 2＝n 1n 2，所以U 1＝n 1 n 2 U 2＝100050×6 V ＝120 V ，所以I 1＝6120 A ＝1 20 A ．故正确答案为C. 4.如图5－4－10所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R .开始时，开关S 断开．当S 接通时，以下说法中正确的是( ) 图5－4－10 第2章烃和卤代烃一．各类烃的结构特点及物理性质 含有 键 CH===CH 1甲烷(烷烃通式：C n H2n+2) （1）氧化反应 甲烷的燃烧：CH4+2O2点燃CO2+2H2O 甲烷不可使酸性高锰酸钾溶液及溴水褪色。 （2）取代反应 CH4+Cl光照3Cl(一氯甲烷)+HCl CH3Cl+Cl光照2Cl2(二氯甲烷)+HCl CH2Cl2+Cl光照3(三氯甲烷)+HCl（CHCl3又叫氯仿）CHCl3+Cl光照4(四氯化碳)+HCl 取代1 mol氢原子，消耗1 mol氯分子。 （3）分解反应 图乙烯的制取 甲烷分解：CH高温2 2. 乙烯(烯烃通式：C n H2n) ＝CH2↑+H2O(消去反应) 乙烯的制取：CH3CH2浓硫酸 170℃2 （1）氧化反应 乙烯的燃烧：CH2＝CH2+3O点燃2+2H2O 乙烯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生氧化反应。 （2）加成反应 与溴水加成：CH2＝CH2+Br2Br—CH2Br 与氢气加成：CH2＝CH2+H2催化剂CH3CH3 与氯化氢加成：CH2＝CH2+HCl催化剂CH3CH2Cl 与水加成：CH2＝CH2+H2O催化剂CH3CH2OH 马氏规则：当不对称烯烃与卤化氢加成时，通常氢加到含氢最多的不饱和碳原子一侧。 （3）聚合反应 乙烯加聚，生成聚乙烯：n CH2＝CH2催化剂[CH2—CH2 ] n （4）1,3-丁二烯 与溴完全加成：CH2＝CH－CH＝CH2+2Br CH2Br－CHBr－CHBr－CH2Br 与溴1,2-加成：CH2＝CH－CH＝CH2+Br CH2Br－CHBr－CH＝CH2 与溴1,4-加成：CH2＝CH－CH＝CH2+Br CH2Br－CH＝CH－CH2Br （5）烯烃的顺反异构 （a）并不是所有的烯烃都存在顺反异构，只有当双键两端的同一碳原子上连接不同的原子或原子团时烯烃才存在顺反异构。 (b)判断烯烃是否存在顺反异构的方法：①分子中有碳碳双键；②双键两端的同一碳原子上不能连接相同的基团。如果用a、b、c表示双键碳原子上的原子或原子团，因双键所引起的顺反异构可以表示如下：其中前两种为顺式，后两种为反式。 3. 乙炔(炔烃通式：C n H2n-2) 乙炔的制取：CaC2+2H2 CH↑+Ca(OH)2 （1）氧化反应 乙炔的燃烧：HC≡CH+5O点燃2+2H2O 图乙炔的制取 第十章交变电流传感器章末质量检测 一、单项选择题（此题共7小题，每题5分，共35分） 1.如图1所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为S额定功率均为P,变 压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，那么变压器的匝数比//I : 和电源电压5分不为 th KJ I A. 1 ：2 2U B. 1 ：2 4U C. 2 ：1 4U D. 2 ：1 2U 解析：设灯泡正常发光时,额定电流为儿.由题图可知，原线圈中电流1^ = 10，副线 圈中两灯并联，副线圈中电流I副二2I0 .U Wi = U.依照理想变压器的差不多规律:I原 Ih二/ BJ/22得血："2二2 ：1 ； U 副二山加2得u原二2U ,因此s二4U.C顷正确?答案：C 2.（2018-江苏离冷）2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰 他们发觉 ''巨磁电阻效应”.基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用.在以下有关其他电阻应用的讲法中，错误的选项 是 （） A.热敏电阻可应用于温度测控装置中 B.光敏电阻是一种光电传感器 C.电阻丝可应用于电热设备中 D.电阻在电路中要紧起到通过直流、阻碍交流的作用 解析：热敏电阻对温度专门敏锐，光敏电阻对光照专门敏锐，电阻丝可用于电加热, 这专门常见，因此A、B、C三个讲法均正确：交流电、直流电均可通过电阴，电阴对它们均可产生阴碍作用，因此D错误. 答案：D 3.如图2所示，乩为定值电阻，&为负温度系数的热敏电阻（负温度系数热敏电阻是指阻 值随温度的升高而减小的热敏电阻），L为小灯泡，当温度降低时 （） A.乩两端的电压増大 图2 B.电流表的示数增大 C.小灯泡的亮度变强 D.小灯泡的亮度变弱 一、交变电流变化规律练习题 一、选择题 1．下面哪些因素影响交流发电机产生的电动势的最大值【】 A．磁感强度B．线圈匝数 C．线圈面积D．线圈转速 E．线圈初始位置 2．甲、乙两电路中电流与时间关系如图1，属于交变电流的是【】 A．甲乙都是B．甲是乙不是 C．乙是甲不是D．甲乙都不是 3．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图2，则在时刻【】 A．t1，t3线圈通过中性面 B．t2，t4线圈中磁通量最大 C．t1，t3线圈中磁通量变化率最大 D．t2，t4线圈平面与中性面垂直 4．如图3，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，当转到图示位置时，线圈的【】 A．磁通变化率为零 B．感应电流为零 C．磁力矩为零 D．感应电流最大 5．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是【】 A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变 B．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次 C．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次 D．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次 6．下列说法正确的是【】 A．使用交流的设备所标的电压和电流都是最大值 B．交流电流表和电压表测定的是有效值 C．在相同时间内通过同一电阻，跟直流电有相同热效应的交变电流值是交流的有效值 D．给定的交变电流值在没有特别说明的情况下都是指有效值 7．四个接220V交流的用电器，通电时间相同，则消耗电能最多的是【】 A．正常发光的额定功率为100W的灯泡 B．电流最大值为0.6A的电熨斗 C．每秒发热40cal的电热器 D．额定电流I=0.5A的电烙铁 8．如图4所示的交流为u=311sin（314t+π/6）V，接在阻值220Ω的电阻两端，则【】 A．电压表的读数为311V B．电流表读数为1.41A C．电流表读数是1A D．2s内电阻的电热是440J 二、填空题 为______，频率为______，接上R=10Ω电阻后，一周期内产生的热量为______，在图5中作出电流与时间关系图i-t． 10．正弦交变电流图象如图6所示，其感应电动势的最大值为 _____产生交变电动势的有效值为______V．周期为______． 11．如图6所示，在第一个周期时间内，线圈转到中性面的时刻为______末，此时穿过线圈的磁通量______（填最大，最小或零．下同），流过线圈的电流为______．在0.02s末时刻，线圈在磁场中的位置是_____________． 三、计算题 12．边长为a的正方形线圈在磁感强度为B的匀强磁场中，以一条边为轴匀速转动，角速度为ω，转动轴与磁场方向垂直，若线圈电阻为R，则从图7所示线圈平面与磁场方向平行的位置转过90°角的过程中，在线圈中产生的热量是多少？ 人教版化学选修五第二章知识点 1、烷烃、烯烃和炔烃 （1）代表物的结构特点 注意：碳碳双键不能旋转，由于碳碳双键不能旋转而导致分子中原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象，成为烯烃的顺反异构。 顺反异构：两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧称为顺式异构，两个相同的原子或原 子团排列在双键的两侧称为反式异构，即“同顺异反”。如2-丁烯：顺反异构的化学性质基本相同，物理性质不同。 （2）物理性质烷烃、烯烃和炔烃的物理性质都是随着分子中碳原子数的递增，呈现规律性的变化，沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大，常温下的存在状态，也由气态逐渐过渡到液态、固态。 注意： a) 烷烃、烯烃和炔烃都是分子晶体，随着相对分子质量的增大，熔沸点逐渐升高。同分异构体之间，支链 越多，沸点越低。 b) 碳原子数小于等于4 的烃在常温下通常为气态，但是由于新戊烷具有支链比较多，所以在常温下也是 气态。 c) 烷烃、烯烃和炔烃的相对密度都小于1，不溶于水。 3)烷烃的化学性质 烷烃的通式为C n H2n+2，其的化学性质类似于甲烷。 a) 化学性质相当稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂(如KMnO 4)等一般不起反应。点燃 b) 氧化反应：烷烃能够燃烧，化学方程式为C n H2n+2+(3n+1)/2O2→ nCO2+(n+1)H2O c) 取代反应(烷烃的特征反应) ：烷烃能够和卤素单质发生取代反应，一取代的化学方程光照 式为C n H 2n+2+Cl 2→ C n H2n+1Cl+HCl 高温 d) 分解反应：烷烃在高温下能够发生裂解。如C4H10→ CH2=CH2+CH3CH3，或者高温 C4H10→ CH2=CH-CH3+CH4 (4)烯烃的化学性质 烯烃的通式为C n H2n，n≥2(但C n H2n 不一定是烯烃，有可能是环烷烃)烯烃的化学性质类似于乙烯。由于烯烃具有碳碳双键官能团，所以化学性质比较活泼。 a) 氧化反应：烯烃的氧化反应包括被氧气氧化和被强氧化剂(酸性KMnO4 溶液)氧化 点燃 1) 被氧气氧化——燃烧反应：C n H2n+3n/2O2→ nCO2+nH2O，火焰明亮，伴有黑烟。 2) 被强氧化剂氧化——烯烃能够被酸性KMnO 4溶液氧化，使KMnO 4溶液褪色。(可 鉴别烯烃和烷烃) b) 加成反应——烯烃的特征反应：烯烃能够和卤素单质、卤化氢、水、氢气等物质加成，烯烃能使 溴水褪色。以乙烯为例，乙烯与卤素单质X2 加成的化学方程式为CH2＝CH2 第5章 交变电流 本章综合（人教版选修3-2） (时间：90分钟，满分：100分) 一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．根据交变电流瞬时表达式i ＝5sin500t (A)可知，从开始计时起，第一次出现电流峰值所需要的时间是( ) A ．2 ms B ．1 ms C ．6.28 ms D ．3.14 ms 解析：选D.法一：由已知条件有2π T ＝ω＝500 rad/s ，则T ＝2π/500.从中性面开始计 时，第一次出现电流峰值需Δt ＝T /4＝2π/500×14 s ＝π1000 s ＝3.14×10－3 s. 法二：由交流电瞬时值表达式，令i 为最大值时有sin(ωt )＝1，即(500t )＝π/2，则 t ＝π/1000＝3.14×10－3(s)．选D. 2．(2011年海淀高二检测)边长为L 的正方形闭合线圈共n 匝，在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω绕垂直于磁感线并在线圈平面内的轴匀速转动，要使线圈中的感应电流增大1倍，下列措施可采用的是( ) A ．只将角速度ω增大1倍 B ．只将线圈边长L 增大至2L C ．只将线圈匝数增加至2n D ．只将磁感应强度增至2B 解析：选ABD.由公式I ＝U R ＝ U m 2R ＝ nBSω 2R 可推得A 、D 正确．边长为2L 时，S ′＝4S ，R ′ ＝2R ，故B 正确，若匝数n ′＝2n ，则R ′＝2R ，I 不变，故C 项错误． 3．一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e ＝2202sin100πt V ，则( ) A ．交流电的频率是100π Hz B ．t ＝0时，线圈位于中性面 C ．交流电的周期是0.02 s D ．t ＝0.05 s 时，e 有最大值 解析：选BC.由瞬时值表达式可知：角速度ω＝100π rad/s.感应电动势是按正弦规律变化的，所以t ＝0时，线圈平面位于中性面． 因ω＝2πf ，所以f ＝ω2π＝100π 2π Hz ＝50 Hz 一. 教学内容： 专题一交变电流 ［教学过程］ 一. 交流电： 1. 交流电：大小和方向随时间作周期性变化的电流。 如： ￥ 2. 正弦交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场轴匀速转动。 （1）电动势的产生： , ③任意时刻t，线圈从中性面转过角度θ=ω·t 说明：①交流电的峰值与线圈转轴位置和线圈形状都无关。 ②交流电瞬时表达式是正弦或余弦，取决于计时零点线圈所处位置。 - （2）外电路闭合，R外，r （3）线圈转动一圈，交流电变化一个周期，电流方向变化两次。（每经过中性面时，e=0，i=0，电流方向将发生改变） ~ 3. 描述交流电变化规律： 4. 描述交流电物理量： . （5）有效值：根据交流电热效应利用等效原理规定：让交流电和恒定电流通过同样阻值的电阻，在相等时间内产生的热量Q相等，则恒定电流的值为交流电有效值。 式交流电，依据定义Q交=Q直求有效值。 … （2）通常所说交流电值均指交流电的有效值。 秒电流方向改变100次） 交流电器的铭牌上标明U额、I额是有效值，交流电表（电压表、电流表）读数也是有效值。 （3）计算通过电量，用平均值，计算交流产生热量，电功率用有效值。Q=I2Rt，P=I2R 二. 变压器 1. 主要构造：输入线圈（原、初级）、输出线圈（副、次级）、闭合铁芯 、 符号： 2. 工作原理：原线圈输入交流电U1，在铁芯中产生变化的磁通量，这样原线圈产生自感，副线圈产生电磁感应，反过来，副线圈在铁芯中产生变化的磁通量，引起原线圈的电磁感 3. （1）理想变压器：传输交流电能时，自身不消耗电能。P2=P1。 ①原、副线圈没有电阻，不产生焦耳热，不计铜损。 ③不计铁芯内电磁感应，即不计铁损。 ? 交变电流练习题 高二班姓名 一、单选题 1.对于图所示的电流ｉ随时间t做周期性变化的图象,下列描 述正确的是( ） A.电流的大小变化,方向也变化，是交变电流 Ｂ．电流的大小变化,方向不变，不是交变电流 C.电流的大小不变，方向不变,是直流电 D.电流的大小不变,方向变化，是交变电流 ２.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间变化如图所示,下面说法正确的是（) A.ｔ1时刻通过线圈的磁通量为零 B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D．每当e改变方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 3.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，如 果其他条件不变,使线圈的转速加倍,则交流电动势的最大值 和周期分别为( ) A.400V,0.02s B.200V，0.02s Ｃ.400V，０.08sD.２00V,0.０８s 4.一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率为P，当接到电压U＝10sinωt(V)的交流电源上，它的发热功率是( ） A.０.25PＢ.0.５ＰＣ．PＤ．２P 5.在如图所示电路中，已知交流电源电压U=200siｎ(10０πt)V， 电阻R=10０Ω。则电流表和电压表的读数分别为( ) A.１．41A，2００V B.1．41Ａ,14１V C.2A，2０0Ｖ D.２A,14１V ６.一个接在某直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1,若把它接到电压最大值与直流电压相等的交流电源上,该电热器所消耗的电功率为P2，则P1：P2为( ) A.2:1 B.１：2 C.1：1 D.12 7.右图表示一交变电流随时间而变化的图象,此交流电流 的有效值是( ) A.５2A B.5A C.2AＤ.3．5A 8.如图所示的交流电路中，如果电源电动势的最大值不变, 交流电的频率增大时，可以观察到三盏电灯亮度的变化情 况是( ) A.L１、Ｌ２、Ｌ３亮度都不变 B.L2变暗,Ｌ２不变、L3变亮 Ｃ.L1变暗、L2变亮、Ｌ3不变 高中化学选修5第二章检测题 一、选择题： 1.下列有关烃的系统命名正确的有（） A.2,3-二甲基-3,3-二乙基戊烷 B.2-甲基-3,甲2基丁烷 C.2,2-二甲基-1-丁醇 D.2,3-二甲基-1-丁醇 2.下列说法不正确的是（） A．分子式为C3H8与C6H14的两种有机物一定互为同系物 B．具有相同通式的有机物不一定互为同系物 C．两个相邻同系物的相对分子质量数值一定相差14 D．分子组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物必定互为同系物 3.能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的一组物质是（） A．乙烯、乙炔 B．苯、己烷 C．苯、甲苯 D．己烷、环己烷 4.下面有关丙烷.丙烯.丙炔说法中正确的有（） A.丙烷.丙烯.丙炔的结构简式分别为 B.相同物质的量的三种物质完全燃烧， 生成的气体在标准状态下，体积比3:2:1 C.丙烷.丙烯.丙炔三种物质的熔沸点逐渐升高，相对密度不断增大 D.丙烷的碳原子空间结构是锯齿型的，不是简单的线性排列 5.化学反应中，条件的有无对有些反应来说非常重要。例如，氯仿在正常情况下是一种良好的有机溶剂。能与乙醇、乙醚等多种有机溶剂互溶。但在高温、与明火或红热物体接触时，产生剧毒的光气.氯化氢等气体。光照在某些反应中也是极其重要的。在下列反应中，光照对反应几乎没有影响的是：（） A.氯气与氢气的反应 B.氯气与甲烷的反应 C.氟气与氢气的反应 D.次氯酸的分解 6.下列事实无法用凯库勒式说明的试验现象 A.苯环中不含有单双键交替的形式，苯环中实际含有一个π键 B.苯不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色 C.苯的化学性质没显示出极不饱和的性质，苯的化学性质与烯烃有很大的差别 —CH3 —COOH D.苯在氧气存在的情况下可以发生如下反应[O] 7.丁腈橡胶[CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH]n具有优良的耐油、耐高温性能，合成丁腈橡胶 CN 的原料是 交变电流章末总结 要点一 交变电流的有效值 交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果让它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值． (1)只有正弦式交变电流的有效值才一定是最大值的2 2 倍． (2)通常所说的交变电流的电流、电压；交流电表的读数；交流电器的额定电压、额定电流；保险丝的熔断电流等都指有效值． 要点二 交变电流的“四值”的区别与联系 正弦式交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值．以电动势为例：最大值用E m 表示，有效值用E 表示，瞬时值用e 表示，平均值用E 表示，它们之间的关系是E ＝E m 2 ，e ＝E m sin ωt ，平均值不常用，必要时可用电磁感应定律直接求E ＝n ΔΦ Δt .特别要注意，有 效值和平均值是不同的两个物理量，在研究交变电流做功、电功率以及产生的热量时，只能用有效值；另外，各种交流电表指示的电压、电流和交流电器上标注的额定电压、额定电流，指的都是有效值，与热效应有关的计算，如保险丝的熔断电流等必须用有效值，在研究交变电流通过导体横截面的电荷量时，只能用平均值，千万不可混淆． 要点三 理想变压器 理想变压器的两个基本公式是：(1)U 1U 2＝n 1 n 2 ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数 成正比．(2)输入功率等于输出功率．无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有 输出功率之和．需要引起注意的是：①只有变压器是一个副线圈时，才满足I 1I 2＝n 2 n 1 ，但是变压关 系总满足U 1U 2＝n 1 n 2 .②变压器的输入功率是由输出功率决定的． 要点四 远距离输电 1．在求解远距离输电问题时，一定要先画出远距离输电的示意图来，包括发电机、两台变压器，输电线等效电阻和负载电阻，并依次写出各部分的符号以便备用．一般设两个变压器的初次级线圈的匝数分别为n 1、n 1′、n 2、n 2′，相应的电压、电流、功率也应采用相应的符号来表示． 2．远距离输电的功率损失 在远距离输送电能计算线路功率损耗时常用关系式P 损＝I 2线R 线计算． 其原因是I 线较易由公式I 线＝P 输U 输求出，P 损＝U 线I 线或P 损＝U 2 线 R 线 ，则不常用，其原因是在一般情况下，U 线不易求出，且易把U 线和U 输相混淆而造成错误．远距离输电中的功率关系： P 输＝P 线损＋P 用户． 一、交变电流的产生规律 【例1】 如图所示，线圈的面积是0.5 m 2，共100匝；线圈电阻为1 Ω，外 接电阻为R ＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为B ＝1 π T ，当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时，求： (1)若线圈从中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式． (2)线圈转过1/30 s 时电动势的瞬时值多大？ (3)电路中交流电压表和电流表的示数各是多大？ 二、交变电流图象的考查 【例2】 一个面积为S 的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e 与时间t 的关系如图所示，感应电动势的最大值和周期可由图中读出，则磁场的磁感应强度B 为多大？在t ＝T /12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角为多大？ 三、理想变压器的考查 【例3】 有两个输出电压相同的交变电源，第一个电源外接电阻为R 1；第二个电源外接一个理想变压器，变压器原线圈的匝数为n 1，副线圈的匝数为n 2，变压器的负载为一个阻值为R 2的电阻．今测得两个电源的输出功率相等，则两电阻的大小之比R 1∶R 2为( ) A ．n 1∶n 2 B ．n 21∶n 2 2 C ．n 2∶n 1 D ．n 22∶n 2 1 交变电流 1.处在匀强磁场中的矩形线圈abed,以恒定的角速度绕ab边转动，方向 平行于纸面并与ab垂直。在t=0时刻，线圈平面与纸面重合（如图）线圈的 ed边离开纸面向外运动。若规定由e^d^a方向的感应电 正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是 （V）的电源插座上。电热毯被加热到一定程度后，由于装置P的作用，使加在电热丝ab两端的电压变为如图乙所示的波形，从而进入保温状态。若电热丝电阻保持不变，此时图甲中交流电压表读出交流电的有效值是（ A. 156V B . 220V HI 0 0 C 2. 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电 动势e随时间t的变化规律如图所示，下列说法中正确的是（ 11时刻通过线圈的磁通量为零 A. B. 2时刻通过线圈的磁通量绝对值最大 C. t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D. 每当e转换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 如图甲为电热毯的电路示意图。电热毯接在u=311sin100 n t 3. 4.在交流电电路中， 的a、b两点间逐次将图中的电路元件甲、乙、丙单独接入，当使交流电频率增加时，可以 观察到下列论述的哪种情况（ A. A i读数不变， 如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在如图所示电路 A增大, B. A i读数减小， C. A i读数增大， D. A i, A , A读数均不变 A不 变， A3增大 C . 311V D . 110V 5?—矩形线圈，面积是0.05m2，共100匝，线圈电阻为2 Q,外接电阻为R=8Q，线圈在磁感应强度为B 1T的匀强磁场中以300r/min的转速绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示，若从中性面开始计时，求： (1 )线圈中感应电动势的瞬时值表达式。 (2)线圈从开始计时经1/30s时，线圈中电流的瞬时值。 (3)外电路电阻R两端电压的瞬时值表达式。 6. 边长为a的N匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈的电阻为Ro (1)求线圈从中性面开始转过90°角的过程中产生的热量。 (2)求线圈从中性面开始转过90°角的过程中，通过导线截面的电量。 7 ?一台降压变压器原副线圈匝数之比为4：1，供照明电路用电，原线圈所加交变电压 5 (1410sin100t )V,照明电路连接导线的总电阻F=1.0 Q,问能使多少盏“220V, 40V” 的电灯正常发光？ 8 ?为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站。三峡水利工程中某一水 电站发电机组设计为：水以V1=3m/s的速度流入水轮机后以V2=1m/s的速度流出，流出水位比流入的水位低10m,水流量为Q=10n T/s，水轮机效率为75%，发电机效率为80 %，求: (1)发电机组的输出电功率是多少？ (2)如果发电机输出电压为240V, 用户需电压220V,输电线路中能量损失为5%, 输电线电阻为50/3 Q,那么所需升降变压器的原副线圈匝数比分别是多少？ 9?如图甲所示，A、B表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板，板长为L,两板加电 压后板间电场可视为匀强电场，图乙表示一周期性的交流电压波形，在t=0时，将图乙的交 变电压加在A、B两板，此时恰有一质量为m电量为q的粒子在板间中央沿水平方向以速度V0射入电场，若此粒子在离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出，求 (1)A、B两板上所加交变电压的频率应满足的条件。 (2)该交变电压U0的取值范围(忽略粒子的重力)。 交变电流的产生和变化规律 一、选择题(每题5分，共50分) 11.A对于图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列描 述正确的是 A.电流的大小变化，方向也变化，是交变电流 B.电流的大小变化，方向不变，不是交变电流 C.电流的大小不变，方向不变，是直流电 D.电流的大小不变，方向变化，是交变电流 答案：B 2.A矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，经过中性面时，以下说确的是 A.线圈平面与磁感线方向垂直 B.线圈中感应电流的方向将发生改变 C.通过线圈平面的磁通量最大 D.通过线圈的感应电流最大 答案：ABC 3.A矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50V， 那么该线圈由图所示位置转过30°时，线圈的感应电动势大小为 A.50V B.253V C.25V D.10V 答案：B 4.A如图所示，线框在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动(由上向下看是逆时针 方向)，当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是 A.磁通量和感应电动势都在变大 B.磁通量和感应电动势都在变小 C.磁通量在变小，感应电动势在变大 D.磁通量在变大，感应电动势在变小 答案：D 5.B一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中 的感应电动势e随时间变化如图所示，下面说确的是 A.t1时刻通过线圈的磁通量为零 B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D.每当e改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 答案：D 6.B一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=2202sin100πt(V)，则 A.交流电的频率是100πHz B.t=0时线圈垂直于中性面 C.交流电的周期是0.02s 交变电流一章末检测 一、选择题（共8小题,每小题6分,共48分） 1.某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压,它发出的电先通过电站附近的升压变 压器升压,然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器,经降低电压后再输送至村寨中各用户.设变压器都是理想的,那么随着村寨中接入电路的用电器消耗的总功率的增加,则（） A.通过升压变压器初级线圈中的电流变大 B.升压变压器次级线圈两端的电压变小 C.高压输电线路上的电压损失变大 D.降压变压器次级线圈两端的电压变小 答案ACD 2.（2009·信阳模拟）如图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨, 垂直导轨放置金属棒ab与导轨接触良好,在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场.N、Q端接理想变压器的初级线圈,变压器的输出端有三组次级线圈,分别接有电阻元件R、电 感元件L和电容元件C.若用I R、I L、I C分别表示通过R、L和C的电流,则下列判断中不正 ．．确．的是（） A.在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后,I R≠0,I L≠0,I C=0 B.在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后,I R=0,I L=0,I C=0 C.若ab棒在某一中心位置附近做简谐运动,则I R≠0,I L≠0,I C≠0 D.若ab棒匀加速运动,则I R≠0,I L≠0,I C=0 答案A 3.过量的电磁辐射对人体是有害的,按照规定,工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间垂直 单位面积的电磁辐射能量)不得超过某一临界值W 0.已知某一种手机的电磁辐射功率为P , 若手机的电磁辐射在各个方向上是均匀的,则符合规定的安全区域到手机的距离至少为 ( ) A. P W π0 B. P W π40 C. πW P D. π4W p 答案 D 4.如图所示为一台发电机的结构示意图,其中N 、S 是永久磁铁的两个磁极,它们 的表面呈半圆柱面形状.M 是圆柱形铁芯,它与磁极的柱面共轴,铁芯上有一矩形 线框,可绕与铁芯M 共轴的固定转轴旋转.磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场.若从图示位置开始计时,当线框绕固定轴匀速转动时,下列说法正确的是 （ ） A .穿过线圈的磁通量始终为零 B .穿过线圈的磁通量的变化率不为零 C .线圈中将产生恒定电流 D .线圈中将产生交变电流,大小不变,方向每转一周改变两次 答案 BD 5.如图所示,理想变压器初级线圈的匝数为n 1,次级线圈的匝数为n 2,初级线圈的两端a 、b 接正弦交流电源,电压表V 的示数为220 V ,负载电阻R =44Ω,电流表A 1的示数为0.20 A . 下列判断中正确的是 （ ） A .初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1 B .初级线圈和次级线圈的匝数比为 5∶1 C .电流表A 2的示数为1.0 A D .电流表A 2的示数为0.4 A 答案 BC 6.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示.如果其他条件不变,仅使线圈的转速变为原来的一半,则交流电动势的最大值和周期分别变为 （ ） 第10章 交变电流 [考纲要求] [基础过关] 一、交变电流产生 1．交变电流 都随时间做周期性变化的电流。 方向和大小定义：)(1 (2)图象：如图(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流。其中按正弦规律变化的交变电流叫 正弦式交变电流，如图(a)所示。 2．正弦交变电流的产生和图象 方向的轴匀速转动。 垂直于磁场产生：在匀强磁场里，线圈绕(1) (2)图象：用以描述交变电流随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为 正弦曲线。如图(e)、(f)、(g)所示。 二、交变电流的描述 1．周期和频率 T ，公式(s)单位是秒所需的时间，)线圈转一周(变化一次周期性：交变电流完成)T (周期(1)＝ 2π ω 。 。 Hz)(。单位是赫兹次数内完成周期性变化的1 s ：交变电流在)f (频率(2) (3)周期和频率的关系：T ＝1f 或f ＝1T 。 2．正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时) 。 ωt __sin m E ＝e 随时间变化的规律：e 电动势(1) 。 ωt __sin m U ＝u 随时间变化的规律：u 负载两端的电压(2) 。 nBS ω＝m E ，角速度等于线圈转动的ω。其中ωt __sin m I ＝i 时间变化的规律：随i 电流(3) 3．交变电流的瞬时值、峰值、有效值 (1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。 (2)峰值：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值。 (3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。对正弦式交变 电流，其有效值和峰值的关系为：E U I 【过关演练】 1．阻值不计的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈两端的电压随时 间的变化规律如图所示。下列说法中，正确的是( ) A ．线圈两端电压的平均值为10 V B ．电压表连接在线圈两端时，其示数为20 V C ．在0.01 s 时，线圈平面与磁场垂直 D ．当接外电路时，线圈内的电流方向1 s 内改变50 次 解析 线圈两端电压平均值可看成E －t 图线与t 轴包围面积与时间的比值，故平均值应大于10 V ，A 项错误；由E －t 图象知，U m ＝20 V ，故有U 有＝102 V ＝14 V ，即电压表读数为14 V ，B 项错误；t ＝0.01 s 时，U ＝0，线圈位于中性面位置，故C 项正确；由T ＝0.02 s ，知f ＝50 Hz ，一个周期内电流方向改变两次，故线圈中电流方向每秒变化100次，D 项错误。 答案 C 2．(2016·浙江余杭期末)一个白炽灯泡上标有“220 V 40 W”，那么为了使它正常发光，所 使用的正弦交变电压是( ) A ．电压最大值为220 V ，电流最大值约为0.18 A B ．电压最大值为311 V ，电流最大值约为0.26 A C ．电压有效值为220 V ，电流有效值约为0.26 A D ．电压有效值为311 V ，电流有效值约为0.18 A 解析 白炽灯泡上标有“220 V 40 W”，灯泡额定电压为220 V ，是指有效值，所以电压有 第十七章交变电流 练习一交变电流的产生和变化规律 一、选择题(每题5分，共50分) 对于图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列描述正 确的是 A.电流的大小变化，方向也变化，是交变电流 B.电流的大小变化，方向不变，不是交变电流 C.电流的大小不变，方向不变，是直流电 D.电流的大小不变，方向变化，是交变电流 | 答案：B 矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，经过中性面时，以下说法正确的是 A.线圈平面与磁感线方向垂直 B.线圈中感应电流的方向将发生改变 C.通过线圈平面的磁通量最大 D.通过线圈的感应电流最大 答案：ABC 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50V，那 么该线圈由图所示位置转过30°时，线圈的感应电动势大小为 ~ 3 答案：B 如图所示，线框在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动(由上向下看是逆时针方 向)，当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是 A.磁通量和感应电动势都在变大 B.磁通量和感应电动势都在变小 C.磁通量在变小，感应电动势在变大 D.磁通量在变大，感应电动势在变小 答案：D & 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线 圈中的感应电动势e随时间变化如图所示，下面说法正确的是 时刻通过线圈的磁通量为零 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D.每当e改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大 答案：D 一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=2202sin100πt(V)，则 A.交流电的频率是100πHz 、 =0时线圈垂直于中性面 C.交流电的周期是 =时，e 有最大值 答案：BC 某交流电动势的瞬时值e=E m sinωt，若将转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势的瞬时值为 ωt ωt ω ωt 答案：D 如图所示，一闭合单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场 # 的轴匀速转动，除了转轴分别为OO'和ab 边外，其他条件均相同，则 这两种情况下，线圈所产生的电流 A.变化规律不同 B.最大值不同 C.瞬时值不同 D.一切均相同 答案：D 某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，如果 其他条件不变，使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和 周期分别为 ， ， ， ， 答案：B | 一个长直螺线管通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴射入管中，如不计粒子的重力和空气的阻力，粒子将在管中 A.做圆周运动 B.沿轴线来回运动 C.做匀加速直线运动 D.做匀速直线运动 答案：D 二、填空题(每空4分，共24分) 一闭合线圈在匀强磁场中做匀速转动，线圈的转速为240rad ／min ，当线圈平面转至与磁场方向平行时，线圈的电动势为2V ，设线圈从中性面开始转动，则线圈所产生的电动势瞬时值表达式为________V ，在48 1s 时的电动势为________V. 答案：D 一个面积为S 的单匝矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为转轴做 匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e 与时间t 的 关系如图所示，感应电动势的最大值和周期可由图中读出.则磁感 强度B=________；在t= 12 T 时刻线圈平面与磁感强度的夹角等于________. , 高中物理-交变电流章末检测 (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合要求,选对的得4分,选错或不答的得0分) 1．如图1甲为风速仪的结构示意图．在恒定风力作用下风杯带动与其固定在一起的永磁体转动,线圈产生的电流随时间变化的关系如图乙．若风速减小到原来的一半,则电流随时间变化的关系图可能是( ) 图1 答案 C 解析根据E m＝NBSω,若风速减小到原来的一半时,则最大感应电动势也变小,所以感应电流也变小；根据转速与周期成反比,可知,若风速减小到原来的一半时,则周期变大为原来两倍,故C正确,A、B、D错误． 2．图2甲、乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示的电压按正弦规律变化,图乙所示的电压是正弦函数的一部分,下列说法错误的是( ) 图2 A．图甲、图乙所示的电压的最大值不相等 B．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝20sin(50πt) V C．图乙所示电压的有效值为20 V D．图乙所示电压的有效值为10 V 答案 D 解析图甲、图乙所示电压的最大值都等于20 V,图甲所示电压的瞬时值表达式 为u＝20sin(100πt) V,选项A、B错误；由有效值定义,(102)2 R ×0.02＝0.04× U2 R , 解得题图乙所示电压的有效值为10 V,选项D正确,C错误． 3.用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是110V,通过负载的电流随时间变化的图像如图3所示,则( ) 图3 A.变压器输入功率约为3.9W B.输出电压的最大值是110V C.变压器原、副线圈的匝数比是1∶2 D.负载电流的函数表达式i＝0.05sin (100πt＋π 2 ) A 答案 A 解析变压器的输入功率等于输出功率,等于输出电压的有效值与输出电流的有 效值的乘积,所以P＝UI＝110V×0.05 2 A≈3.9W,A正确；输出电压的有效值是110V, 交变电流练习题 一、 选择题 １、 对于如图所示的电流i 随时间ｔ作周期性变化的图象，下列说法中正 确的是（ ） A 、电流大小变化，方向不变,是直流电 B 、电流大小、方向都变化，是交流电 C 、电流最大值为0.２A,周期为0.0１s Ｄ、电流大小变化，方向不变,不是直流电,是交流电 2、 面积为S 的矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，从中性面起以角速度ω匀速转动,在t 时刻线圈磁通量的瞬时值为( ) A 、BS B 、BScos ωｔＣ、B Ｓｓin ωｔD 、BS/sin ωt 3、 如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈在转动中 产生的感应电动势最大值为m E (V ），转动的角速度为ω(ra ｄ/s ）。若线圈转到图示位 置开始计时,那么下列四个式子中正确表达了该线圈上产生的电动势e 随时间变化的函数 式是 A 、e=m E si ｎωt(V)Ｂ、e ＝m E cos ωｔ(V) C 、ｅ＝m E s ｉn(ωt+90°)(V ）Ｄ、e ＝m E ｃos(ωt+９0°)（V) ４、两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电,它们电流的 最大值相等,如图所示,则两只电阻的热功率之比是 A 、1：４ B 、1：2 C 、１:2 D 、1：１ 5、 交流电源电压u=２０ｓin(１００ ω ｔ)V ，电路中电阻R=10Ω。则如右图电路 中电流表和电压表的读数分别为 A 、1.41A ，１4．1Ｖ B 、1.４1Ａ，20Ｖ C 、2A,20Ｖ D 、2Ａ,14.１Ｖ ６、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交流电的图象如图所示，由图可以知道: A 、０.01s 时刻线圈处于中性面位置 B 、0.０1ｓ时刻穿过线圈的磁通量为零 C 、该交流电流有效值为2A D 、该交流电流频率为５0Hz 7、从t ＝0时刻起,在两块平行金属板间分别加上如图所示的交变电压， 加其中哪种交变电压时，原来处于两板正中央的静止电子不可能在两板间 做振动？ A ． B ． C. D ． 8、一台内阻不计的交流发电机，其电动势的瞬时值ｅ=10ｓin50πｔV,发电机与阻值为R ＝１０Ω的负载电阻连接.若把发电机的转速增大一倍,其他条件都保持不变，则下列说法中正确的是 A ．负载电阻两端电压的有效值将变为２８.3Ｖ B ．该发电机发出的交变电流的频率将变为１00Hz C.负载消耗的电功率将是2０Ｗ O u O u O u O u t 2019-2020年高中物理第2章交变电流章末检测1教科版 一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分) 1．如图1是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( ) A ．周期是0.01sB ．最大值是311V C ．有效值是220V D ．表达式为u ＝220sin100πt V 2．有一交变电流如图2所示，则由此图象可知( ) A ．它的周期是0.8sB ．它的峰值是4A C ．它的有效值是22A D ．它的频率是0.8Hz 3．图3为某种交变电流的波形，每半个周期按各自的正弦规律变化，其有效值为( ) A ．7 AB ．5 AC ．3 2 A D ．4 2 A 图1 图2 图3 4．一电饭煲和一台洗衣机同时并入u ＝311sin314t V 的交流电源上，均正常工作，用电流表分别测得电饭煲的电流是5A ，洗衣机的电流是0.5A ．下列说法正确的是( ) A ．电饭煲的电阻是44Ω，洗衣机电动机线圈电阻是440Ω B ．电饭煲消耗的功率为1555W ，洗衣机电动机消耗的功率为155.5W C ．1min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104J ，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 J D ．电饭煲的发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 5．如图4甲所示为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台灯接220V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为( ) 图4 A ．220V B ．110VC.2202VD.110 2 V 6．图5甲所示电路中，A 1、A 2、A 3为相同的电流表，C 为电容器，电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同，线圈L 的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t 1～t 2时间内( ) 图5 A ．电流表A 1的示数比A 2的小 B ．电流表A 2的示数比A 3的小 C ．电流表A 1和A 2的示数相同 D ．电流表的示数都不为零 7.图6中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连，Q 为滑动头．现令Q 从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L 两端的电压等于其额定电压为止．用I 1表示流过原线圈的电流，I 2表示流过灯泡的电流，U 2表示灯泡两端的电压，P 2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值，电功率指平均值)．下列四个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( ) 图6高二化学选修5第二章知识点总结
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