2019-2020年人教版高二物理选修3-2 第五章交变电流单元练习(Word版)(有答案)

2020—2021学年物理人教选修3—2第5章：交变电流含答案人教选修3—2第5章：交变电流1、如图所示，一单匝矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为()A．0.5Bl1l2ωsin ωt B．0.5Bl1l2ωcos ωtC．Bl1l2ωsin ωt D．Bl1l2ωcos ωt2、(多选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电动势为e＝10sin 20πt 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．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大D．t＝0.4 s时，e达到峰值10 V3、如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等于直流电压2倍的正弦交流电源上，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．1: 24、（双选）在图甲所示电路中,流过二极管D的电流i D如图乙所示,该电流可以看作是一个恒定电流和一个交变电流的叠加,流过电感和电容的电流分别为i L、i C.下列关于i L、i C随时间t变化的图象中,可能正确的是( )A. B. C. D.5、图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与阻值R=10Ω的电阻连接,与电阻并联的交流电压表为理想电压表,示数是10V.图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像.下列说法正确的是( )A.电阻R上消耗的电功率为20WB.t=0.02s时电阻R两端的电压瞬时值为零C.电阻R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πt(V)D.通过电阻R的电流i随时间t变化的规律是i=1.41cos50πt(A)6、（双选）某电厂要将电能输送到较远的用户,输送的总功率为100kW,电厂输出电压仅为200V,为减少输送功率损失,先用一理想升压变压器将电压升高再输出,到达目的地后用理想降压变压器降压。

2019-2020学年高中物理选修3-2《5.1交变电流》测试卷一．选择题（共8小题）1．如图所示各图象中不表示交变电流的是（）A．B．C．D．2．关于家用照明用的220V交流电，下列说法中不正确的是（）A．该交流电的频率为50HZB．该交流电的周期是0.02sC．该交流电1秒内方向改变50次D．该交流电的电压有效值是220V3．如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中电流表有示数的位置是（）A．甲、丙B．乙、丁C．甲、乙D．丙、丁4．如图是一正弦式交变电流的电流i随时间t变化关系的图象。

由图象可知，电流的最大值和周期分别为（）A．2A，0.02s B．2A，0.01s C．4A，0.02s D．4A，0.01s5．图是一正弦式交变电流的电流图象（）A．最大值为10A，频率为50HZB．最大值为10A，频率为100HzC．最大值为10A，周期为0.02sD．最大值为10A，周期为0.01s6．一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，产生的感应电流如图所示。

由图可得出的正确判断是（）A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B．t＝0.01s时刻，磁通量最小C．该交流电流瞬时值表达式为i＝10sin100πtD．该线圈转动角速度为100πrad/s7．交流发电机在工作时的电动势为E＝E0sinωt，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为（）A．E0sin2ωt B．2E0sin2ωt C．E0sin D．2E0sin8．一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所示，则下列说法中正确的是（）A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直。

第五章交变电流(本卷满分100分，考试用时90分钟)一、单项选择题(本题共9小题，每小题4分，共36分)1．如图1所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′沿顺时针方向转动，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和N相连。

M和N又通过固定的电刷P和Q与电阻R相连。

在线圈转动过程中，通过电阻R的电流图1A．大小和方向都随时间做周期性变化B．大小和方向都不随时间做周期性变化C．大小不断变化，方向总是P→R→QD．大小不断变化，方向总是Q→R→P解析在图示位置时产生感应电动势，由右手定则可知，ab边的感应电动势方向由b→a，cd边感应电动势的方向由d→c，通过电刷将电流引出，在外电路中的电流方向为P→R→Q，转过180°后，ab、cd边位置交换，但电流方向仍为P→R→Q，故选项C正确。

答案 C2．中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程，假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P。

在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为A.P4B.P2C．2P D．4P解析 在超高压输电中，设输送电功率为P ′，输电电压为U ，输电线总电阻为R ，则输电线上损耗的电功率为P ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P ′U 2R ，当输电电压升为原来的2倍时，输电线上损耗的电功率变为原来的14，故选A 。

答案 A3．一交流发电机，当转速为n 1时，其交变电动势e ＝220sin (100πt )V ，现有如下的说法，其中正确的是A ．在t ＝0时，线圈中的磁通量为0B ．该交流发电机线圈的转速为50 r/sC ．若加在标有“220 V 100 W”的灯泡的两端，灯泡能正常发光D ．若线圈的转速加倍，则交变电压的最大值、有效值增大一倍而频率不变解析 因为交变电流的瞬时值表达式为e ＝E m sin ωt ，其中E m ＝nBSω表示最大值，ω＝2πf 当转速用r/s 作为单位时，转速与频率的数值相等。

姓名，年级：时间：第五章综合检测（A卷)对应学生用书P33 本试卷分第Ⅰ卷（选择题)和第Ⅱ卷（非选择题)两部分,满分110分，考试时间90分钟.第Ⅰ卷（选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。

1~8小题只有一个选项正确，9～12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分,有选错的不得分）1．一个阻值为 2 Ω的线圈在匀强磁场中转动,产生的电动势为e＝10错误! sin20πt(V),当该线圈与一阻值为8 Ω 的电阻组成闭合回路时，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，穿过线圈的磁通量为0C．电阻的热功率为16 WD．用电压表测路端电压时读数为11。

3 V答案A解析由产生的电动势的表达式可知,t＝0时,电动势为零，线圈平面位于中性面，磁通量最大，故A正确,B错误；电动势的有效值E＝10 V,电阻两端的电压U＝错误!R＝8 V，D错误；由P＝U2R得P＝8 W,C错误。

2．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示,已知发电机线圈内阻为5。

0 Ω，现外接一只电阻为95。

0 Ω的灯泡,如图乙所示，则下列说法正确的是（)A．该交流电的周期为0.01 sB．电路中的电压表的示数为220 VC．电动势的瞬时值表达式为e＝2202sin（100πt) VD．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为20 J答案C解析由甲图可知该交流电的周期T＝0。

02 s,故A错误；由甲图可知交流电的电动势的最大值为E m＝220错误! V，故有效值E＝220 V,电压表示数U＝错误!·E＝209 V，故B错误；角速度ω＝错误!＝100π rad/s，故该交流电的电动势的瞬时值表达式为e＝2202sin（100πt） V，故C正确;发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q＝E－U2rt＝错误!×1 J＝24。

2 J，故D错误.3．如图所示为一电流随时间变化的i。

人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》单元检测试题第五章《交变电流》单元检测题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．下列关于电感线圈和电容器的说法中，正确的是（）A．电感线圈对交变电流的阻碍作用是由线圈电阻产生的B．电压相同的交变电流若周期不同，通过电容器受到的阻碍作用不同，周期越大阻碍越小C．电容器的电容越大，电流频率越大，容抗越小D．交变电流能够通过电容器，电容器对交变电流无阻碍作用2．某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻R的阻值不随温度变化．与R并联的是一个理想的交流电压表，D是理想二极管（它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大）．在A、B间加一交流电压，瞬时值的表达式为u=20sin100πt （V），则交流电压表示数为（）A．10V B．20V C．15V D．14.1 V3．如图所示的电路中，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A的示数增大，可行的办法是（）A．使发电机F的转速增大B．使发电机F的转速减小C．在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质D．使电容器两极板间的距离增大4．远距离输电都采用高压输电，采用高压输电的优点是（）A．可节省输电线的长度 B．输电电流大，输送功率大C．可减少输电线上能量的损耗 D．可加快输电的速度5．如图所示的交流电压u=220sin100πt V，接在阻值R=220Ω的电阻两端，则（）1 / 9A ．该交流电的频率为100HzB ．电压表的读数为311VC ．电流表读数为1AD ．2s 内电阻的焦耳热是880J6．输出导线的电阻为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 2B ．U 12∶U 22C ．U 22∶U 12D ．U 2∶7．如图所示，理想变压器原线圈接有正弦式交流电，R 为滑动变阻器，C 为平行板电容器，A 为交流电流表．下列措施能使A 示数增大的是( )A ．仅减小交流电的频率B ．仅将滑片P 向上移动C ．仅减小C 两板间距离D ．仅增大原线圈的匝数8．如图所示，理想变压器的原线圈接入()u t V π=的交变电压，副线圈通过电阻r=6Ω的导线对“220V/880W”的电阻R L 供电，该电器正常工作。

第五章交变电流一、单选题1.如图甲所示, Ⅰ、Ⅱ两个并排放置的共轴线圈,Ⅰ中通有如图乙所示的交变电流,则下列判断错误的是()A．在t1到t2时间内,Ⅰ、Ⅱ相吸B．在t2到t3时间内,Ⅰ、Ⅱ相斥C．t1时刻两线圈间作用力为零D．t2时刻两线圈间吸引力最大2.如图所示,某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V,输出的电功率为50 kW,用电阻为3 Ω的输电线向远处送电,要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)．对整个送电过程,下列说法正确的是()A．输电线上的损失功率为300 WB．升压变压器的匝数比为1∶100C．输电线上的电流为100 AD．降压变压器的输入电压为4 700 V3.如图所示,把电阻R、电感线圈L、电容器C并联接到一交流电源上,三个灯泡的亮度相同,若保持电源电压大小不变,而将频率增大,则关于三个灯的亮度变化说法正确的是()A． A灯亮度不变,B灯变暗,C灯变亮B． A灯亮度不变,B灯变亮,C灯变暗C． A灯变暗,B灯亮度不变,C灯变亮D． A灯变亮,B灯变暗,C灯亮度不变4.如图所示,好多同学家里都有调光电灯、调速电风扇,是用可控硅电子元件来实现的,为经一双向可控硅调节后加在电灯上的电压,即在正弦交流电的每个二分之一周期内,前周期被截去,调节台灯上旋钮可以控制截去的多少,从而改变电灯上的电压,那么现在电灯上的电压为()A．B． 2U mC．D．U m5.关于线圈在匀强磁场中转动产生的正弦交变电流,下列说法正确的是()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．线圈转动一周,感应电流的方向一定改变一次C．线圈平面每经过中性面一次, 感应电流和感应电动势方向都改变一次D．线圈转动一周, 感应电流和感应电动势方向一定都改变一次6.如图所示,甲、乙两个交流电路中,电源的输出电压、输出电流均相等．若理想变压器原、副线圈的匝数为n1、n2,则负载电阻R1与R2的比值为()A．n1∶n2B．n2∶n1C．n∶nD．n∶n7.一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图所示．由图可知()A．该交流电的电流瞬时值的表达式为i＝2sin (100πt)AB．该交流电的频率是50 HzC．该交流电的电流有效值为2AD．若该交流电流通过R＝10 Ω的电阻,则电阻消耗的功率是20 W8.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0.2 A,周期为0.01 sD．电流大小变化,方向不变,不是直流电,是交流电9.在如图甲所示电路的MN间加如图乙所示正弦交流电,负载电阻为200 Ω,若不考虑电表内阻对电路的影响,则交流电压表和交流电流表的读数分别为()A． 311 V,1.10 AB． 220 V,1.10 AC． 220 V,3.11 AD． 311 V,3.11 A10.如图所示,一单匝矩形线圈ab边的长为l1,ad边的长为l2,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动．从线圈处于图示位置开始计时(t＝0),则在t＝t0时线圈中的感应电动势为()A．Bl1l2ωsinωt0B．Bl1l2ωcosωt0C．Bl1l2ωsinωt0D．Bl1l2ωcosωt0二、多选题11.(多选)从某一装置输出的交流常常即有高频成分,又有低频成分．如果只需要把低频成分输送到下一级装置,可采用的电路是图中的()A．B．C．D．12.(多选)如图所示,边长为L＝0.2 m的正方形线圈abcd,其匝数为n＝10,总电阻为r＝2 Ω,外电路的最阻为R＝8 Ω,ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度B＝1 T．若线圈从图示位置开始,以角速度ω＝2 rad/s绕OO′轴匀速转动,则以下判断中正确的是()A．在t＝时刻,磁场穿过线圈的磁通量为零,但此时磁通量随时间变化最快B．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e＝0.8sin 2t VC．从t＝0时刻到t＝时刻,电阻R上产生的热量为Q＝3.2π×10－4JD．从t＝0时刻到t＝时刻,通过R的电荷量q＝0.02 C13.(多选)如图所示,平行板电容器与灯泡串联,接在交流电源上,灯泡正常发光,则()A．把电介质插入电容器,灯泡一定变亮B．把电容器两极板间距离增大,灯泡一定变亮C．把电容器两极板间距离减小,灯泡一定变亮D．使交流电频率增大,灯泡变暗三、实验题14.有一个教学用的可拆变压器,如图甲所示,它有两个外观基本相同的线圈A、B,线圈外部还可以绕线．(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值,指针分别对应图乙中的A、B 位置,由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．(2)如果把它看成理想变压器,现要测定A线圈的匝数,提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源,请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量,并用字母表示)________A线圈的匝数为nA＝________.(用所测物理量符号表示)四、计算题15.发电机的端电压为220 V,输出功率44 kW,输电导线的电阻为0.2 Ω,如果用初、次级线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压,经输电线后,再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户．(1)画出全过程的线路示意图;(2)求用户得到的电压和功率;(3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的电压和功率．16.某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示．在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π,磁场均沿半径方向,匝数为N的矩形线圈．abcd的边长ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动、bc和ad边同时进入磁场,在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B,方向始终与两条边的运动方向垂直,线圈的总电阻为r,外接电阻为R.求：(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小E m;(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F;(3)外接电阻上电流的有效值I.17.一台发电机的功率是44 kW,用电阻为0.2 Ω的导线输送到用户,(1)若用220 V的电压输电,输电线上的电流多大？输电线发热损失的功率是多少？(2)若用22 kV的电压输电,输电线上电流多大？输电线发热损失的功率又是多少？五、填空题18.如图所示,一交流发电机线圈共50匝,ab＝0.1 m,bd＝0.2 m,总电阻为10 Ω,在B＝0.5 T的匀强磁场中从磁通量最大位置开始以100 r/s的转速匀速转动,外电路中接有R为40 Ω的电阻,当线圈转过周期时,电流表的读数为________;电压表读数为________;这段时间内通过外电阻R的电荷量为________．19.正弦交流电是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的．线圈中感应电动势随时间变化的规律如图所示,则此感应电动势的有效值为________V.20.下图是交流发电机的示意图．为了清楚,老师只画出了一匝线圈(实际共有N匝)．线圈AB边(长l1)连在金属环K上,CD边(长也为l1)连在滑环L上;导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接．假定线圈沿逆时针方向以角速度ω0匀速转动,如图甲至丁．(左边为N极,右边为S极;外面是K环,里面是L环)那么：(1)线圈转到上述图示的________位置时,线圈中电流最大;(2)线圈由丙转到丁的过程中,AB边中电流的方向____________;(3)当AD边和BC边长均为l2,磁场可视为磁感应强度B的匀强磁场,整个电路总电阻设为R,以丙图位置计时t＝0,则线圈中电流随时间变化的规律为i＝____________.21.如图所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的匀强磁场中,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,线框中感应电流的有效值I＝________.线框从中性面开始转过的过程中,通过导线横截面的电荷量q＝________.22.如图为一用理想变压器供电的电路示意图,其中交流电源的内阻忽略不计,L1为与原线圈串联的灯泡,灯泡L2、L3为副线圈的负载,开始时开关S断开,现在闭合开关S,不考虑温度变化对灯丝电阻的影响,则L1________,L2________(填“变亮”“变暗”或“亮度不变”)答案解析1.【答案】D【解析】t1到t2时间内,Ⅰ中电流减小,Ⅰ中的磁场穿过Ⅱ的磁通量逐渐减少,因此Ⅱ产生与Ⅰ同向的磁场,故Ⅰ、Ⅱ相吸,所以选项A正确,同理选项B正确;t1时刻Ⅰ中电流最大,但变化率为零,Ⅱ中无感应电流,故两线圈的作用力为零,C正确;t2时刻Ⅰ中电流为零,但此时电流的变化率最大,Ⅱ中的感应电流最大,但相互作用力为零,D错误．故选D.2.【答案】A【解析】输电线上的损失功率为0.6%×50 kW＝300 W,选项A正确．由I2R＝300 W可得输电线上电流I＝10 A,升压变压器副线圈电压为5 000 V,升压变压器的匝数比为1∶10,选项B、C错误．输电线损失电压为IR＝30 V,降压变压器的输入电压为4 970 V,选项D错误．3.【答案】A【解析】4.【答案】A【解析】此图象所示电压与正弦半波电压等效,由2·＝T,得：U＝.5.【答案】C【解析】当线圈在匀强磁场中转动产生交变电流时,线圈平面每经过中性面一次,感应电流与感应电动势方向均改变一次,转动一周,感应电流方向改变两次．故选C.6.【答案】C【解析】设电源的电压为U1,则R1消耗的功率P1＝,根据电压与匝数成正比得U2＝U1,则R2消耗的功率P2＝,因为P1＝P2,所以＝,故选C.7.【答案】D【解析】由图象可知,交流电的最大值为 2 A,电流的周期为0.04 s,交流电的角速度ω＝＝rad/s＝50π rad/s,所以交流电的电流瞬时值的表达式为i＝2sin (50πt)(A),所以A错误;交流电的频率为f＝＝Hz＝25 Hz,所以B错误;交流电的电流有效值为A＝A,所以C错误;交流电的电流有效值为A,所以电阻消耗的功率P＝I2R＝()2×10 W＝20 W,所以D正确．8.【答案】A【解析】由图象可知：电流的大小变化,方向始终不发生变化,所以是直流电,电流最大值为0.2 A,周期为0.02 s,A正确,B、C、D错误．9.【答案】B【解析】交流电源电压的有效值U＝V≈220 V;由欧姆定律可知,电路中电流I＝＝A＝1.1A.10.【答案】D【解析】因为开始时刻线圈平面与磁感线平行,即从垂直中性面开始运动,所以开始时刻中感应电动势最大,且E m＝Bl1l2ω,感应电动势的表达式应为余弦形式,因此在t＝t0时刻线圈中的感应电动势为Bl1l2ωcosωt0,选项D正确．11.【答案】AD【解析】由于只需将低频成分输送到下一级装置,可将高频成分分流,但低频成分不能通过,即需要高频旁路电容器,选项A正确．也可以直接阻碍高频成分通过,即阻高频、通低频,可以采用高频扼流圈,选项D正确．12.【答案】AD【解析】线圈在磁场中转动,E m＝nBSω＝0.4 V,B项错;当线圈平面与磁场平行时磁通量变化最快,A 正确;QR＝I2Rt＝[]2Rt＝1.6 π×10－3J,C错;q＝n＝0.02 C,D正确．13.【答案】AC【解析】在电容器中插入电介质或把电容器两极板间距离减小,电容C增大,容抗减小,电流增大,灯泡变亮;当频率增大时,容抗减小,灯泡也变亮;把电容器两板间的距离增大,将使电容器C减小,容抗增加,灯泡将变暗．14.【答案】(1)A(2)①用长导线绕一个n匝线圈,作为副线圈替代A线圈;②把低压交流电源接B 线圈,测得线圈的输出电压为U;③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA n【解析】(1)A由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值,由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的．(2)①用长导线绕一个n匝线圈,作为副线圈替代A线圈;②把低压交流电源接B线圈,测得线圈的输出电压为U;③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA.则nA＝n.15.【答案】(1)(2)219.6 V 4.392×104W(3)180 V 3.6×104W【解析】(1)示意图如下图所示．(2)由图可知,升压变压器次级的输出电压U2＝U1＝2 200 V．据理想变压器P入＝P出,则升压变压器次级的输出电流I2＝＝A＝20 A,输电线上的功率损失和电压损失分别为P损＝I R线＝202×0.2 W＝80 W.U损＝ΔU＝IR线＝20×0.2 V＝4 V.所以降压变压器初级上的输入电压和电流为U3＝U2－U损＝2 200 V－4 V＝2 196 V,I3＝I2＝20 A.降压变压器次级的输出电压和电流为U4＝U3＝×2 196 V＝219.6 V,I4＝I3＝10×20 A＝200 A.用户得到的功率为P4＝U4·I4＝219.6×200 W＝4.392×104W.(3)若直接用220 V低压供电,电路如图所示,则输电电流I＝＝A＝200 A.输电线路上的电压损失ΔU＝IR线＝200×0.2 V＝40 V.所以用户得到的电压U2＝U1－ΔU＝220 V－40 V＝180 V,用户得到的功率为P＝U2I＝180×200 W＝3.6×104W.16.【答案】(1)2NBl2ω(2)(3)【解析】(1)bc,ad边的运动速度v＝ω,感应电动势E m＝4NBlv,解得E m＝2NBl2ω.(2)电流I m＝,安培力F＝2NBI m l,解得F＝.(3)一个周期内,通电时间t＝T,R上消耗的电能W＝I Rt,且W＝I2RT解得I＝.17.【答案】(1)200 A 8×103W(2)2 A0.8 W【解析】(1)P＝UI,44×103W＝220×I,I＝200 AP损＝I2R P损＝8×103W(2)P＝U′I′44×103W＝22 000×I′I′＝2 A P′损＝I′2RP′损＝0.8 W18.【答案】40ππ0.01【解析】根据公式E m＝NBSω可得过程中产生的最大电动势为：E m＝NBSω＝50×0.5×0.1×0.2×100×2π＝100π,路程电压为：U＝·＝40π V,即电压表的示数为40π V,电流表的示数为：I＝＝π,q＝It＝N t＝N＝0.01 C.19.【答案】220【解析】由有效值的定义式得：××2＝T,得：U＝220 V.20.【答案】(1)乙和丁(2)A→B(3) ±sinω0t【解析】(1)当磁通量为零时电流最大(2)由楞次定律可判断电流方向为逆时针方向(3)峰值为NBSω,瞬时值为i＝I m sinω0t＝sinω0t21.【答案】【解析】电动势最大值E m＝BSω.有效值E＝＝BSω.由闭合电路欧姆定律可得I＝＝,电荷量q＝I·Δt＝·Δt＝＝.22.【答案】变亮变暗【解析】常规分析方法：(1)假定变压器副线圈的输出电压不变,闭合开关S造成副线圈的负载电阻减小,使副线圈中的电流增大,从而造成原线圈中的电流增大,进而增大了灯泡L1的分压,因电源电压恒定,导致原线圈两端的电压减小,致使副线圈的输出电压减小,这个结果与前面讨论副线圈中的电流变化情况时假定副线圈的输出电压不变矛盾;(2)若认定副线圈的输出电压减小,闭合开关S后,副线圈的负载电阻减小,这样分析副线圈中的电流变化就很困难……问题很难说清楚．等效电阻法上述定性讨论的失败提示我们要从定量的角度处理,因这里的三个灯泡不在一个闭合电路中,需要把变压器和灯泡L2、L3进行等效处理,设变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2,副线圈的负载电阻为R,根据前面推导出的公式,变压器及其副线圈的负载可等效为R′＝R.这样这个问题的电路图就等效为下图,当闭合开关S后,副线圈的负载电阻R减小,电路图中的等效电阻R′也因此减小,电路中的电流I增大,即原线圈中的电流I1增大,灯泡L1的亮度(P L1＝I R L)一定增大,即L1变亮;根据串联分压规律可知原线圈两端的电压U1一定减小,所以L2的亮度(P L2＝)一定减小,即L2变暗．。

第五章《交变电流》单元测试题、单选题（每小题只有一个正确答案 ）55 ：9,原线圈所接电源电压按如图所示规律变化，畐U 线圈接有负载•下列判断正确的是（ ）A .输出电压的最大值是 110 V B. 变压器输入功率约为 3.9 WC.变压器原、副线圈匝数比是 1 ：2D. 负载电流的函数表达式 i = 0.05sin （100 t +n ）A3•如图为理想变压器原线圈所接电源电压波形，原、畐U 线圈匝数比为电路中的电流表示数为 1 A ，下列说法正确的是（）1•某变压器原、副线圈匝数比为 A •输出电压的最大值为 36 V B •原、副线圈中电流之比为 55 ：9 C .变压器输入、输出功率之比为55 ：9D .交流电源有效值为 220 V ，频率为50 Hz2•用220 V 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 110 V ，通过负载的电流图象如图所示，则（n 1 : n 2= 10 ：1,串联在原线圈A .变压器输出端所接电压表的示数为20•厂VB .变压器输出功率为100 WC.变压器输出的交流电的频率为100 HzD •若n1= 100匝，则副线圈处穿过每匝线圈的磁通量变化率的最大值为2. Wb/s4•某水电站，用总电阻为 5 Q的输电线给940 km外的用户送电，其输出电功率是500 kV电压输电，则下列说法正确的是（）A •输电线上输送的电流大小为 1 X 10B•输电线上损失电压为30 kVC. 该输电系统的输电效率为95%D. 若改用10 kV电压输电，则输电线上损失的功率为 4.5 x lkW5•如图所示，L i和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n i : n2= 13 X 10<W.现用000 ：1, n3 ： n4= ( )A. 2.2 X 3W0B. 2.2 X 10WC. 2.2 X10D. 2.2 X106. 在远距离输电中，输电线电阻一定，输送电功率一定，如果将输电电压提高到原来的输电线上消耗的功率减小到原来的（）A.10 倍1B.一；.C.100倍1D.Tj10倍，则7. 在图中L为电感线圈，C为电容，A、B为两只相同的灯泡，将它们接在电压为两只灯泡的亮度一样.若保持电源电压不变，而将电源频率增大，下列说法中正确的是u的交流电源上,（）L* BJ，' y ■……■A .两灯泡的亮度不变B . A灯泡亮度不变，B灯泡变亮C. A灯泡变暗，B灯泡变亮D . A灯泡变亮，B灯泡变暗8•如图所示，在A、B间接入正弦交流电U i= 220 V，通过理想变压器和二极管D i、D2给阻值R= 20 Q的纯电阻负载供电，已知D i、D2为相同的理想二极管，正向电阻为0,反向电阻无穷大，变压器原线圈n i= 110匝，副线圈n2= 20匝，Q为副线圈正中央抽头，为保证安全，二极管的反向耐压值至少为U0,设电阻R上消耗热功率为P,则有（）A . U0= 40 J V , P= 80 WB . U0= 40 V , P= 80 WC. U0= 40 ・ V , P= 20 WD . U0= 40 V , P= 20 W9•一正弦交流电的电流随时间变化规律图象如图所示，由图可知（）A .用电流表测该电流其示数为14.1 AB .该交流电流的频率为100 HzC. 该交流电流通过10 0电阻时，电阻消耗的电功率为 1 000 WD. 该交流电流瞬时值表达式为i= 10" sin 628t（A）10. 一台发电机的结构示意图如图所示，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，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动•磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场•若从图示位置开始计时电动势为正值，下列图象中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是（）D.11. 随着社会经济的发展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要•某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为U i，输电导线总电阻为R,在某一时段用户需求的电功率为P o,用户的用电器正常工作的电压为U2,在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是（）A .输电线上损耗的功率为B .输电线上损耗的功率为C.若要减少输电线上损耗的功率，可以采用更高的电压输电D .采用更高的电压输电会降低输电的效率12. 某矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势为 e = E m si n®t若将线圈的转速增加 1 倍, 保持其他条件不变，则产生的感应电动势为（）A . e= E m sin 2 wtB. e= 2E m sin 2 wtC. e= 2E m sin 4wtD. e= 4E m si n 2 wtR和两个小灯泡L1、13. 如图所示，理想变压器原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻L2,最初电键S是断开的，现闭合电键S,则（）A .副线圈两端电压变大B. 灯泡L i变亮C. 电流表A i示数变大D .电阻R中的电流变小14. 如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时A .穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大B .磁通量变化率最大穿过线圈的磁通量最C .磁诵量变化率最小穿过线圈的磁通量最D .穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最小15. （多选）一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动，产生交变电动势的瞬时表达式为4 n v，则（）A .该交变电动势的频率为 2 HzB .零时刻线圈平面与磁场方向垂直C. t = 0.25 s时，e达到最大值D. 在1 s时间内，线圈中电流方向改变100次二、多选题16. （多选）如图所示，甲、乙两图中用交流电源，丙、丁两图中用直流电源，各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相同，则下列说法正确的是（）e= 10..sinA .灯L i比灯L2亮B .灯L3也能发光，但亮度最暗C.灯L2和L4亮度相同D .灯L4比灯L i亮17. （多选）如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U i不变，闭合开关S,下列说法正确的是（）A . P向下滑动时，灯L变亮B. P向下滑动时，变压器的输出电压不变C. P向上滑动时，变压器的输入电流变小D. P向上滑动时，变压器的输出功率变大18. （多选）如图所示，理想变压器原、畐U线圈的匝数比为11 ：2,原线圈两端的输入电压u= 220^5sin 100 t（V），电表均为理想电表，滑动变阻器R接入电路部分的阻值为10 0下列叙述中正确的是（）A .该交流电的频率为50HzB . 电压表的读数为42 ・一VC.电流表的读数为 4 Ai,—D .若滑动变阻器的滑片 P 向a 端移动，电流表的读数变大 19. （多选）线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流电动势 e = 10,盘sin 20 n （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. t = 0.1 s 时，交变电流将改变方向D. t = 0.4 s 时，e 有最大值10..：感V20. （多选）如图甲所示，理想变压器原、畐U 线圈的匝数比为电表，畐U 线圈输出电压的变化规律如图乙所示•下列说法正确的是（ ）A .输入电压的频率为 100 HzB .电压表的示数为 220 VC .电流表的示数为1 AD .电阻R 消耗的电功率是22 W 三、实验题21. 有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈 以绕线.10 ：1,电阻 R = 22 Q,各电表均为理想A 、B ，线圈外部还可⑴某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的A、B位置，由此可推断_________ 线圈的匝数较多（选填“ A或“ B”.）（2）如果把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤（写出要测的物理量，并用字母表示） _______A线圈的匝数为nA = __________ •（用所测物理量符号表示）四、计算题22. 如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R= 55 Q,两电表为理想电流表和电压表，变压器原、副线圈匝数比为n i : n2= 2 ：1,若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压•求（1）交流电压的函数表达式；⑵电流表的示数I.五、填空题23. 钳型电流表的工作原理如图所示•当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转•由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流•日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50 Hz和60 Hz•现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10 A ;若用同一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是_______ A•若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30 A;为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为____________ A.24. 如图所示电路，当在a, b两端加上直流电压时，L i 正常发光，L2不亮；当a, b两端加上同样电压的交变电流时，L i发光亮度变暗，而L2正常发光•则A, B分别为_______________ 和________ •（可选择：电阻、电容器、电感线圈）25. 某发电厂用 22 kV 的电压将电能输送到远处的用户，后改用 22 kV 的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率，前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为 电压升高到22 kV ，若变压器原线圈的匝数为 180匝，则副线圈匝数应该是 __________ 匝.26.（多选）如图所示，某变电站用10 kV 的高压向10 km 外的小区供电，输送的电功率为 200 kW •现选项Q型号Q 千米电A*3DYM0/CP 2 DTO50/CPDYDIOO/C^0.3^ aDYD15(TC ^0.2^27.有一正弦交流电源，如图所示，电压有效值 U = 120 V ，频率为f = 50 Hz ,向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为 Uo = 60 f V ，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间为六、简答题________ ，要将2.2 kV 的 要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的2%,下列不同规格的输电线中，符合要求的是_______ s.28. 如图所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈（原线圈）通过开关可以连接到交流电源或直流电源的两端，另一个线圈（副线圈）连到小灯泡上•连接电路，接通电源，小灯泡能发光.(1) 两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？(2) 小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗?答案解析1. 【答案】D【解析】由黒=一得，输出电压的最大值为36 J V , A 选项错误；原、副线圈中电流之比丄=-=二，故B 选项错误；理想变压器输入功率与输出功率相等， C 错误；由图象易知 D 选项正确.2. 【答案】Bl 005【解析】输出电压的最大值是 110J V ，故A 错误；负载的功率 P = Ul = 110X W 3.9 W ，输入 功率等于输出功率，故 B 正确；变压器原、副线圈匝数比等于电压之比 220： 110= 2 ：1,故C 错误；负载电流的函数表达式 i = 0.05sin 100 tA ，故D 错误. 3.【答案】D【解析】由u — t 图象可知，变压器原线圈所加交变电压的有效值 U 1= 200 V ，将此值代入 —=石 血、^21 ni in和一=—，解得变压器输出端电压和电流分别为U 2 = — U 1= X 200 V = 20 V , l 2 = — l 1 = 一 X 1 A=10 A ，故变压器输出端所接电压表的示数为 20 V ，输出功率为P 2= U 2|2= 20 X 10 W= 200 W ，选 项A 、B 错误；由u —t 图象知交变电流的周期 T = 0.02 s ，故其频率Hz = 50 Hz ，选项C 错误；由法拉第电磁感应定律可得U 2=乖一，则副线圈处穿过每匝线圈的磁通量变化率的最大值为'「三=广X Wb/s = 2・「Wb/s ，选项D 正确. 4.【答案】B显然是错误的.5. 【答案】C【解析】由电流互感器知高压输电线中电流 1= 1 000 A ，由电压互感器知高压U = 220X 10V ，则高压输电线功率 P = UI = 2.2 X 10W. 6. 【答案】D【解析】IpX 1=一 .A = 6X 10A , A 选项错误；U 损=IR = 6X 1®X 5 V = 30 kV , B 选项正确；P 损=I 2R = 1.8 X 1W ,n= X 100%F 94%, C 选项错误; D 选项，损失的功率大于输出的功率,【解析】设电线上的电阻为r,则设变化前为：P= UI,电线上的消耗功率为A P= I2r输送电压提高1 1 21 2110倍，输送功率不变，所以电流变为I,则电线上消耗的功率变为A P = ([ I)2r = I2r= A P, 故选D.7. 【答案】C【解析】频率越大，电感线圈的感抗越大，电容器的容抗越小，所以，将电源的频率增大时，A灯变暗，B灯变亮.8. 【答案】C【解析】在A、B间接入正弦交流电U i= 220 V，有：一=一，得有效值U2= 40 V .而二极管的反向耐压值至少为U o,它是最大值，所以U o= 40j V , Q为副线圈正中央抽头，贝U R两端电压为20 V，所以R消耗的热功率为卩=墮=丝如=20 W，故选C.R 209. 【答案】C4【解析】电表测量的是有效值，故1=厂=10 A，故A错误；由图可知T= 0.02 s,故频率为f=1.=50 Hz，故B错误；消耗的功率为P= I2R= 102X 10 W= 1 000 W，故C正确；角速度为co==100n rad/s该交流电流瞬时值表达式为=10「sin 100 t(A)，故D错误.10. 【答案】D【解析】由于发电机内部相对两磁极为表面呈半圆柱面形状，磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的轴向磁场，所以距转轴距离相等的各点磁感应强度大小相等，根据法拉第电磁感应定律可知回路中产生大小恒定的感应电动势，故A、B错误；当线圈转到竖直位置时，回路中感应电动势反向，所以C错误，D正确.11. 【答案】CpZja【解析】设发电厂输出功率为P，则输电线上损耗的功率夕=P—P0，A P= I2R= "，A、B错误•在输送功率一定的情况下，采用更高的电压输电，可以减小输电线上的电流，故可以减少输电线上损耗的功率，C正确.在输送功率一定的情况下，采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率减少，故可提高输电的效率，D错误.12. 【答案】B【解析】根据公式E m = NBS w可得交流电的最大值变为原来的2倍，根据公式3= 2 n n可得角速度变为原来的2倍，故产生的感应电动势为： e = 2E m sin 2 3 t故选B.13. 【答案】C【解析】理想变压器原、畐U线圈电压比等于匝数比，即一=一，原线圈电源不变，原副线圈匝数不变，所以副线圈电压不变，选项A错•畐U线圈中，电键闭合后，总电阻变小，总电流变大，即通过电阻R中的电流变大，选项D错•即电流表A2示数变大，根据一=二知I1变大，选项 C 对•副线圈两端电压不变，而电阻两端电压变大，则L1两端电压变小，灯泡L1变暗，选项B错.14. 【答案】A【解析】由图可知线圈平面与磁感线平行，应处于垂直于中性面的位置，此时穿过线圈的磁通量 最小，磁通量的变化率最大，所以 A 正确.15. 【答案】AB【解析】由瞬时表达式为 e = 10辻垃sin 2 n V 得，交变电动势的频率为 2 Hz , A 正确；零时刻电动势为零，磁通量最大，线圈平面与磁场方向垂直，B 正确；t = 0.25 s 时，e 的瞬时值为零，C 错误;频率2 Hz,1 s 时间内，线圈中电流方向改变 4次，D 错误. 16. 【答案】CD【解析】电压表示数相同，说明交流电压的有效值相同•甲图中电容器与灯 流有阻碍作用；乙图中电容器与灯 L 2并联，交变电流全部流过灯 L 2；丙图中电容器与灯 L 3串联且是直流电源，电容器隔直通交，所以没有电流流过灯 电流全部流过灯 L 4.综合以上分析，C 、D 两项正确.17. 【答案】BD19. 【答案】ABC【解析】t = 0时刻，e = 0,所以此时磁通量变化率最小，磁通量最大，故位于中心面位置， A 、B正确，t = 0.1 s 时，e = 0,位于中心面位置，电流方向将发生变化， C 正确，t = 0.4 s 时，带入可得e = 0, D 错误，故选A 、B 、C. 20. 【答案】BD【解析】由u — t 图象知，电压的周期 T = 2X 102s ，则频率f == 50 Hz ,选项A 错误；副线圈电L 1串联，电容器对电L 3,灯L 3不亮；丁图中电容器与灯 L 4并联,【解析】由于理想变压器输入电压不变，则副线圈电压 U 2不变，滑片P 滑动时，对灯泡两端的电 压没有影响，故灯泡亮度不变，选项 A 错误；滑片 P 下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电 压决定，则副线圈电压不变，选项B 正确；滑片P上滑, 电阻减小，畐U 线圈输出电流 I 2增大，则原线圈输入电流I 1增大，选项C 错误；此时变压器输出功率 P 2= U 2I 2将变大，选项D 正确.18. 【答案】AC【解析】根据原线圈两端输入电压的表达式可知，交流电的频率f = = Hz = 50 Hz , A 正确;原线圈电压的有效值为 U 1= 220 V , 误；电流表的读数为 1=〒=4 A , 由 U 1 ： U 2= n 1 : n 2,得U 2 = 40 V ，电压表的读数为 40 V , B 错C 正确；若滑动变阻器的滑片P 向a 端移动，接入电路的电阻增大，而U 2不变，电流表示数变小,D 错误.压的有效值为22 V，故原线圈电压有效值为220 V，选项B正确；副线圈的电流有效值I2—= 1A，|1=—12= 0.1 A，选项C错误选项D正确.21. 【答案】(1)A (2)用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；：把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U;:用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA」n匕【解析】(1)A 由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的.⑵用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；：把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U;:用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA•则nA= •: n.L-22. 【答案】(1)u= 220-Jsin 100 tV% (2)2 A2n【解析】(1)由交流电规律可知u= Umsin^t «=y代入图中数据可得u= 220，.「sin 100 tV.(71 Hl EA(2)根据理想变压器特点和欧姆定律有：亠=一，1=，一，联立得：I = 2 A.23. 【答案】12 25【解析】当导线中电流的频率由50 Hz变为60 Hz时，若导线中电流大小相同，则它在铁芯中产生的磁场的变化率增大为原来的1.2倍，导线中为10 A电流时示数为12 A ;若电流表指针偏角相同，则线圈中的磁通量变化率相同，导线中电流应为原来的卩倍，故频率为50 Hz时，电流的量程为30 A，而频率为60 Hz时电流表的量程就成为25 A 了.24. 【答案】电感线圈电容器【解析】电感线圈的作用是通直流阻交流，电容的作用是通交流隔直流•由题意叙述A应为电感线圈、B为电容器.25. 【答案】100 ：1 1800【解析】由于前后两次输送的电功率相等，则有IU= I D；FF* jf |A J/ fljf所以_ = M = - - - = 100,由变压器的原理：仍曲十曰JiL 1 180—=一，可得—「所以n2 = 1800匝.26. 【答案】CDP人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》单元测试题（解析版）【解析】由P= UI解得输电电流1= = 20 A ,输电线路上损耗的功率不超过P线=200 kW/X 2% = 4 kW，由P线=I2R,解得R= 10 Q,由于输电线长度需要20 km,所以可以选择千米电阻0.5 Q /km 以下的型号DYD100/C或型号DYD150/C，符合要求的是选项C、D.27. 【答案】2 400【解析】由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得：Um = 120「V人教版高中物理选修 3-2第五章 《交变电流》单元测试题(解析版)设t = 0时交流电的瞬时电压 U = 0则交流电的瞬时表达式为U = 120j 〉sin 100 tV画出一个周期内交流电的 U -1图象如图所示，其中阴影部分对应的时间 t i 表示霓虹灯不能发光的 时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t i ,当U = U o = 60「V 时，由上式得t i = 〒s ,再由对称性求得一个周期内能发光的时间:1「S3600 L再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为： t = I X s = 2 400 s.50 7528. 【答案】（1）当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，在铁芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要产生感应电动势，右线圈作为电源给 小灯泡供电，小灯泡就会发光.Aitfi 都相同，若左边匝数为 n i ,贝U U i = E i = n — -=..;若忽略左边线圈的电阻则有U i = U 电源，只要n i 并12, 小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压就不相等.t = T - 4t i （2）左、右线圈中每一圈上磁通量的变化率 若右边、， A ^5。

姓名，年级：时间：第五章第1节考点对应题号1。

交变电流的产生1、2、3、7、8、10 2。

正弦式交变电流瞬时值、峰值4、8、11、123.交变电流的图象4、5、6、9、11、121．（多选）如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0~错误!这段时间内( )A．线圈中的感应电流一直在减小B．线圈中的感应电流先增大后减小C．穿过线圈的磁通量一直在减小D．穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小AD解析在现在这个位置上，线圈平面与磁场方向平行,感应电流最大，在0～错误!时间内线圈转过四分之一个圆周，感应电流从最大减小为零，磁通量变化率从最大减小为零,磁通量逐渐增大，故选项A、D正确．2．(多选）如图所示,一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴旋转，切割磁感线的两边通过导体圆环外接电阻R，自图示位置开始以角速度ω匀速转动，则通过R的电流( ）A．大小和方向都不断变化B．方向不变,大小不断变化C．变化的规律i＝I m sin ωt D．变化的规律i＝I m cos ωtAD解析线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正弦（或余弦）交变电流，和电阻R构成闭合回路,电流的大小、方向均发生变化，故选项A正确，B错误；由于线圈开始时位于垂直于中性面的平面，所以i＝I m cos ωt,故选项D正确,C错误．3．(多选）如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,沿着OO′观察，线圈沿逆时针方向转动，已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为ω。

则当线圈转至图示位置时（）A．线圈中感应电流的方向为abcda B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈中的感应电流为错误!D．穿过线圈磁通量的变化率为零BC解析题中图示位置,线圈平面与磁场方向平行，所以穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，选项B正确,D错误；此时由右手定则可知电流方向为adcba，选项A错误；由峰值表达式E m＝nBSω可知I m＝错误!，题中图示位置的感应电流等于峰值，选项C正确．4．(多选）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所示，下列结论正确的是( )A．在t＝0。

交流电流单元测试一、选择题1、交流发电机的线圈在匀强磁场中转动，当线圈平面通过中性面时，下列说法正确的是（）A.穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大B.穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大C.穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零D.穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零2、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流电动势如图5-1所示，下面说法正确的是（）图5-1A.交流电动势的最大值为20 VB.交流电动势的有效值为102VC.交流电动势的频率为50 HzD.交流电动势的周期为0.04 s3、一只“220 V 100 W”的灯泡接在u=311sin314t V的交变电源上，则下列判断正确的是（）A.灯泡能正常发光B.与灯泡串联的电流表的读数为0.45 AC.与灯泡并联的电压表的读数为220 VD.通过灯泡的电流表达式为i=0.64sin314t A4、如图5-2所示电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；L是一个25 mH的高频扼流圈，C是一个100 pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是（）图5-2A.L的作用是“通低频，阻高频”B.C的作用是“通交流，隔直流”C.C的作用是“通高频，阻低频”D.通过R的电流中，低频电流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比5、在交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在如图5-3所示的电路a、b两点间逐次将图中的电路元件（1）、（2）、（3）单独接入，当使交变电流频率增加时，可以观察到下列所述的哪一种情况（）图5-3A.A1示数不变，A2增大，A3减小B.A1示数减小，A2不变，A3增大C.A1示数增大，A2不变，A3减小D.A1、、A2、A3的示数均不变6、一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2，I1和I2，P1和P2，已知n1>n2，则（）A.U1>U2,P1<P2 B.P1=P2,I1<I2C.I1<I2,U1>U2D.P1>P2,I1>I27、理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶10，则正常工作时，变压器的输入功率与输出功率之比为（）A.1∶10B.10∶1C.1∶1D.1∶1008、某发电厂原来用11 kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220 kV输电，输送的电功率都是P.若输电线路的电阻为R，则下列说法正确的是（）A.据公式I=P/U，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20B.据公式I=U/R，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C.据公式P=I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400D.据公式P=U2/R，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍9、一个小水电站，输出的电功率为20 kW，输电线总电阻为0.5 Ω，如果先用400 V的电压输送，后又改用2 000 V的电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率变化情况是（）A.减少50 WB.减少1 200 WC.减少7.68×106 WD.增大7.68×106 W二、填空题10、如图5-4所示为一理想变压器，它的原线圈接在交流电源上，副线圈接有一个标有“12 V 100 W”字样的灯泡，已知变压器原、副线圈的匝数比为18∶1，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为__________ V，电流表的读数为__________ A.图5-411、闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240 r/min,若线圈平面转至与磁感线平行时的电动势为 2 V，则从中性面开始计时，所产生的感应电动势表达式为e=__________ V.从中性面起经1/48 s，感应电动势的大小为__________.12、一阻值恒定的电阻器，当两端加上10 V的直流电压时，测得它的功率为P；当两端加上某一正弦交流电压时，测得它的功率为P/2，由此可知该交流电压的有效值为__________ V，最大值为__________ V.13、远距离输电，原来用电压U0输送，输电线上损失的功率为P0，现要使输电线路上损失的功率减少到原来的1%，在保持输送功率不变的情况下，输电电压变为__________U0.三、综合题14、闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈的转速为240 r/min,已知这个线圈平面转到与磁场方向平行时的感应电动势为2 V，某时刻该线圈平面与中性面重合，从此时刻起的1/48 s内，线圈内的平均感应电动势是多少？在1/48 s时，线圈中的瞬时电流是多大?（已知线圈的总电阻为0.5 Ω）15、如图5-5所示，某发电厂的输出电压恒定，分别用甲、乙两种线路向同一用电器送电，用电器上的功率相同，甲线路中不用变压器，线路总电阻为0.9 Ω；乙线路中在用电器处装原、副线圈匝数比为9∶10的升压变压器，线路总电阻为1.8 Ω.求：图5-5（1）两种输电方式中线路损失的功率之比；（2）用电器的电阻.16、如图5-6所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈长度为a、宽度为b,共有n匝，总电阻为r,与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动，沿转轴OO′方向看去，线圈转动方向沿顺时针.求：图5-6（1）从图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向;（2）从图示位置（线圈平面平行于磁场方向）开始计时，经多长时间，通过电阻R 上的电流的瞬时值第一次为零;（3）与电阻并联的交流电压表的示数是多大.17.供电网中某一居民小区的用户变压器输入电压为U1=1×104 V，此变压器的匝数比为125∶3.原来小区各用户用电总功率为44 kW，由于用电功率随生活条件的改善而增加，现在小区各户居民用电总功率增加到88 kW，打算在不改变线路的情况下更换一台用户变压器.设新用户变压器的输入电压仍为U1=1×104 V不变，且用电器户正常工作电压为220 V.求：(1)居民小区输电线路的电阻R线；(2)新更换的用户变压器的原、副线圈匝数比.参考答案1、思路解析：题中“当线圈平面通过中性面时”，穿过线圈的磁通量最大，而此时磁通量的变化率为零，线圈中感应电动势为零（因此得名“中性面”），故C 选项正确. 答案:C2、思路解析：此题属于交变电流的图象类问题，由图象知E m =20 V ，T=0.04 s ，f=25 Hz,E=102 V ，故正确选项为ABD. 答案:ABD3、思路解析：由u=311sin314t V 知：U=23112m U V=220 V ，灯泡能正常发光，选项A 正确.I=U P =220100 A=0.45 A ，电流表和电压表的读数均为有效值，故选项BC 正确.I m =2I=2×0.45 A=0.64 A ，故D 正确，故该题正选项为ABCD. 答案:ABCD4、思路解析：L 是一个自感系数很小的高频扼流圈，其作用是“通低频，阻高频”，A 选项正确.C 是一个电容很小的电容器，在题图所示电路中，对高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用是“通高频，阻低频”，C 选项正确.因电路中无直流电源，故B 选项错误.由于L 对高频交流的阻碍作用和C 对高频交流的旁路作用，使得通过R 的电流中，低频交流所占的百分比远大于高频交流所占的百分比，D 选项正确，本题A 、C 、D 选项正确. 答案:ACD5、思路解析：在交流电路中，当频率增加时，容抗减小，感抗增大，而电阻是与频率无关的，在电路中电源的电动势最大值不变，即a 、b 间的电压不变，所以当频率增加时，A 1示数增大，A 2不变，A 3示数变小，因此，该题正确选项为C. 答案:C6、思路解析：因为变压器为理想变压器，故有21U U =21n n ,P 1=P 2,由题意知n 1>n 2,U 1>U 2,又因I 1U 1=I 2U 2，则I 1<I 2，故B 、C 选项正确. 答案:BC7、思路解析：不管理想变压器的原、副线圈匝数比如何，正常工作时，变压器的输入功率与输出功率相等（因为能量守恒），故比值为1∶1，选项C 正确. 答案:C8、思路解析：由I=P/U ，得I 1=UP1,I 2=2U P ，I 1∶I 2=U 2∶U 1=220 kV ∶11 kV=20∶1,I 2=I 1/20，A 正确，B 错.线路损耗P 损=I 2R ，所以P 损1=I 12R ，P 损2=I 22R ，所以P 损2∶P 损1=I 22∶I 12=(201I )2∶I 12=1∶400.所以C 正确，D 错.（考查功率损失与电流平方正比关系的应用） 答案:AC9、思路解析：用400 V 的电压送电：ΔP 1=I 2R=(1U P)2·R=(40010203⨯)2×0.5 W=1 250 W ；改用2 000 V 电压输电：ΔP 2=(2U P )2·R=(200010203⨯)2×0.5 W=50 W ，损失电功率减少了ΔP 1-ΔP 2=（1 250-50） W=1 200 W ，B 正确.（考查输电线路损失功率与电压、电流的关系的应用）答案:B10、思路解析：灯泡正常发光，则副线圈两端电压为U 2=12 V ，电流为I 2=2U P =12100 A=8.3 A. 由公式21U U =21n n 得U 1=21n n U 2=18×12 V=216 V ，所以电压表的读数为216 V. 由1221n n I I =，得I 1=12n n I 2=181×8.3 A=0.46 A ，所以电流表的读数为0.46 A. 答案:216 0.4611、思路解析：由n=240 r/min=60240r/s=4 r/s,得ω=2πn=2π×4=8π.当线圈平面与磁感线平行时（S ∥B ），感应电动势最大，即E m =2 V .所以e=E m sin ωt=2sin8πt t=481 s 时，e=2sin （8π×481） V=2sin 6πV=2×21 V=1 V . 答案:2sin8πt 1 V12、思路解析：当电阻器两端加直流电压时，有P=U 2/R ；当电阻器两端加正弦交流电压时，设交流电压的有效值为U ′，有P/2=U ′2/R ；联立以上两式可解得U ′=52 V ，其最大值为U m =2U ′=10 V. 答案:52 1013、思路解析：设输送功率为P ，则P 0=(0U P )2R 线，0.01P 0=(UP)2·R 线,所以U=10U 0.（考查输电线路功率损失跟输送电压的平方成反比关系）答案:1014、思路解析：线圈的角速度ω=2πn=2π×240/60=8π rad/s,线圈平面与磁感线平行时，感应电动势最大E m =2 V.从E m =BS ω中可得到Φ1=BS=ωmE =π82Wb.当线圈从中性平面转t=1/48 s 时，转的角度θ=ωt=8π×481=6π,此时穿过线圈的磁通量Φ2=Φ1cos 6π=23Φ1,所以磁通量的变化ΔΦ=Φ1-Φ2=（π82-23×π82） Wb=π832- Wb.因此E=t ∆∆Φ=481832π- V=0.5 V .线圈从中性面开始（t=0）电动势的瞬时值表达式为e=E m sin ωt=2sin8π V当t=481 s 时，e=2sin 6πV=1 V 此时线圈中的电流为I=5.01=R e A=2 A.答案:0.5 V 2 A15、思路解析：(1)由用电器的功率相同，得 甲图中：P 线=I 2R 甲 乙图中：P 线′=(910I)2R 乙 所以200818.11009.08110081'=⨯⨯==乙甲线线R R P P . (2)由U 源=IR 甲+IR 用 U 源=910IR 乙+109IR 用 解得R 用=11 Ω.答案:(1)81∶200 (2)11 Ω16、思路解析：(1)图示位置为垂直中性面位置，由右手定则可判定感应电流的方向自上而下流过电阻R.(2)线圈转动产生感应电流的周期为T=2π/ω,从图示位置开始，过t=T/4=π/2ω第一次出现i=0的情况.（3）线圈转动时产生感应电动势的最大值为 E m =nBS ω=nBab ω 感应电流最大值为I m =E m /(R+r)=nBab ω/(R+r) 电阻两端电压的最大值为 U m =I m R=nBab ωR/(R+r) 交流电压表的示数为U=U m /2=nBab ωR/［2 (R+r)］.答案:(1)电流自上而下流过电阻R (2)t=T/4=π/2ω（3）U=U m /2=nBab ωR/［2 (R+r)］ 17、思路解析：(1)用户变压器副线圈电压 U 2=12n n U 1=1253×1×104 V=240 V 用户工作总电流I=用U P =220104.44⨯ A=200 A线路电阻R 线=2002202402-=-IU U 用Ω=0.1 Ω.(2)当用户功率增加为P ′=8.8×104 W时,用户工作总电流为I ′=220108.8'4⨯=用U P A=400 A 线路电压降ΔU ′=I ′R 线=400×0.1 V=40 V新的用户变压器副线圈电压U 2′=220 V+40 V=260 V 因此原副线圈匝数比为n 1∶n 2=U 1∶U 2′=500∶13. 答案:(1)0.1 Ω (2)500∶13。

第五章《交变电流》测试卷一、单选题(共12小题)1.钳形电流表的外形和结构如图(a)所示．图(a)中电流表的读数为1.2 A，图(b)中用同一电缆线绕了3匝，则()A．这种电流表能测直流电流，图(b)的读数为2.4 AB．这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为0.4 AC．这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为3.6 AD．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图(b)的读数为3.6 A2.如图所示电路，接在交变电流上的灯泡正常发光，则下列措施能使灯泡变亮的是()A．将电容器两极板间距离增大一些B．将电容器两极板正对面积减小一些C．把电介质插入电容器两极间D．把交变电流频率降低一些3.电流方向每秒改变50次的正弦式交变电流，它的周期和频率分别是()A． 0.04 s,25 HzB． 0.08 s,25 HzC． 0.04 s,50 HzD． 0.08 s,50 Hz4.如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(如L＝1 mH，C＝200 pF)，此电路的重要作用是()A．阻直流通交流，输出交流B．阻交流通直流，输出直流C．阻低频通高频，输出高频交流D．阻高频通低频，输出低频交流和直流5.一个照明电灯，其两端允许加的最大电压为311 V．当它接入220 V的照明电路时，这盏灯()A．灯不亮B．灯丝将烧断C．只能暗淡发光D．能正常发光6.闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动，产生的交流电瞬时值的表达式为i＝0.2sin 100πt A，从t＝0到第一次出现通过线圈的磁通量变化率最大值的时间为()A．sB．sC．sD．s7.如图所示，有一矩形线圈的面积为S、匝数为N、电阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时．矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是()A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωtB．矩形线圈从图示位置经过时间时，通过电流表的电荷量为零C．当P不动、R增大时，电压表读数也增大D．当P向上移动、R不变时，电流表读数减小8.如图所示，已知交流电源的电动势为e＝220sin 100πt V，电阻R＝2 200 Ω，则电路中交流电流表和电压表的示数分别为()A． 0.1A,220VB． 0.1 A,220VC． 0.1A,220 VD． 0.1 A,220 V9.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是()A．输入电压u的表达式u＝20sin (50πt) VB．只断开S1后，L1、L2均正常发光C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大D．若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W10.理想变压器连接电路如图甲所示，已知原、副线圈匝数比为10∶1，当输入电压波形如图乙时，电流表读数为2 A，则()A．电压表读数为282 VB．电压表读数为28.2 VC．输入功率为56.4 WD．输入功率为40 W11.在图所示电路中，A是熔断电流I0＝2 A的保险丝，电阻可不计，R是可变电阻，S是交流电源．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝220sin 314t V．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于()A． 110ΩB． 110 ΩC． 220 ΩD． 220Ω12.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＝U2/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＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D．上述说法均不对二、填空题(共3小题)13.有一理想变压器原、副线圈匝数分别为1 320匝、144匝，将原线圈接在220 V的交流电压上，副线圈上电压为________V，穿过铁芯的磁通量的最大变化率为________Wb/s.14.某交变电流的电压随时间的变化规律如图所示，则此交变电流的频率为________，如将该电压加在10μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________．如将该电压加在一阻值为1 kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避意外，该电路中保险丝的额定电流不能低于________，如将该电压加在辉光电压(电压达到或高于该电压值，氖管才会发光．)为100 V的氖管上，则每分钟内氖管发光时间为________．15.某发电厂用2.2 kV的电压将电能输送到远处的用户，后改用22 kV的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率，前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为________，要将 2.2 kV的电压升高到22 kV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈匝数应该是________匝.三、实验题(共1小题)16.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的A、B位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．(2)如果把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)________A线圈的匝数为nA＝________.(用所测物理量符号表示)四、计算题(共3小题)17.有两个完全相同的电热器，分别通以如图甲和乙所示的峰值相等的方波交变电流和正弦交变电流．求这两个电热器的电功率之比．18.图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100匝，电阻r＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90 Ω，与R并联的交变电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化．求：(1)交流发电机产生的电动势最大值；(2)电动势的瞬时值表达式．(3)线圈转过s时电动势的瞬时值．(4)电路中交变电压表的示数．19.如图甲所示为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头．原线圈输入正弦式交变电压的u－t图象如图乙所示．若只在ce间接一只Rce＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只Rde＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400 Ω的电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比.答案解析1.【答案】C【解析】钳形表是根据电磁感应原理制成的，故只能用来测量交流电流，对钳形表的初、次级满足＝，I2＝I1，钳形表在使用时，初级是串联在被测电路中的，故同一电缆线虽多绕了几匝，但电缆线中的电流I1保持不变，故当n1增加3倍时I2＝3.6 A，C正确．2.【答案】C【解析】电容对交变电流的容抗与电容器的电容和交变电流频率有关，电容越大，频率越高，容抗越小．增大电容器两极板间距离，减小电容器两极板正对面积都使电容器的电容减小，容抗增大，灯泡变暗，故A、B错，在电容器两极间插入电介质，使电容增大，容抗减小，灯泡变亮，C 对；降低交变电流频率，容抗增大，灯泡变暗，故D错．3.【答案】A【解析】正弦交流电的方向一个周期改变2次，所以电流方向每秒改变50次的正弦式交变电流的频率为25 Hz，故周期T＝＝s＝0.04 s选A.4.【答案】D【解析】线圈的作用是：“通直流，阻交流；通低频，阻高频”．电容的作用：“通交流，隔直流；通高频，阻低频”．因线圈自感系数L很小，所以对低频成分的阻碍作用很小，这样，直流和低频成分能顺利通过线圈；电容器并联在电路中，起旁路作用，因电容器电容C很小，对低频成分的阻碍作用很大，而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小，被它旁路掉，最终输出的是低频交流和直流．故选项D正确．5.【答案】D【解析】220 V的电路其有效值为220 V，最大值为311 V，正好适合．6.【答案】C【解析】由瞬时值表达式可知角速度ω＝100π，根据周期公式T＝＝s，从t＝0到第一次出现通过线圈的磁通量变化率最大值的时间为＝s.7.【答案】A【解析】矩形线圈切割磁感线产生的感应电流为正弦式交变电流，图示时刻线圈切割磁感线产生的感应电动势最大，最大值为E m＝NBSω，则其瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt，选项A正确；矩形线圈从图示位置经过时间，刚好为周期，磁通量的变化量不为零，通过电流表的电荷量不为零，选项B错误；电压表读数为电压的有效值，矩形线圈的电阻不计，故电压表的示数为交变电压的有效值，恒定不变，选项C错误；当P向上移动、R不变时，原线圈的电压不变，原线圈匝数减少，副线圈的电压增大，输出功率变大，故原线圈中的电流增大，选项D错误．8.【答案】D【解析】交流电流表、电压表的读数都为有效值，所以U＝V＝220 V，I＝＝A＝0.1 A，所以选D.9.【答案】D【解析】由输入电压u随时间t的变化关系图象可知，交变电流周期为0.02 s，输入电压u的表达式u＝20sin (100πt) V，选项A错误；只断开S1后，L1、L2均不能发光，选项B错误；只断开S2后，灯泡L1、L2串联后接入电路，变压器输出电流减小，原线圈的输入功率减小，选项C错误；若S1换接到2后，变压器输出电压U＝4 V，R中电流为I＝0.2 A，R消耗的电功率为P＝UI＝0.8 W，选项D正确．10.【答案】D【解析】由题图乙可知，U m＝282 V，则输入电压的有效值U1＝≈200 V．根据＝知，U2＝20 V，再根据＝知，I1＝0.2 A，输入功率P＝U1I1＝40 W，故A、B、C错，D正确．11.【答案】B【解析】U＝220 V，R min＝＝Ω＝110 Ω.12.【答案】C【解析】输电时导线上损失的电压ΔU＝IR，它不同于输电电压，P＝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＝I2R，故C正确．13.【答案】24【解析】由＝得U2＝24 V，穿过铁芯的磁通量的最大变化率等于每一匝线圈中产生的自感电动势的最大值，即()m＝＝Wb/s＝Wb/s.14.【答案】50 Hz200 V0.14 A40 s【解析】根据图象可知，周期为0.02 s，则此交流电的频率是f＝＝50 Hz，电容器的耐压值指的是最大值，所以电容器的耐压值不应小于交流电压的最大值200 V，保险丝的额定电流不能低于，I ＝＝A＝0.14 A根据公式sin(ωt)＝，ω＝＝100π，可得t＝s，故一个周期内发光时间为Δt＝T－×4 s ＝s，一分钟内交流电经过了n＝＝3000个周期，所以发光时间为t＝3000Δt＝40 s.15.【答案】100∶11800【解析】由于前后两次输送的电功率相等，则有IU＝I′U′，所以＝＝，＝＝100，由变压器的原理：＝，可得＝＝＝，所以n2＝1800匝．16.【答案】(1)A(2)∶用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；∶把低压交流电源接B 线圈，测得线圈的输出电压为U；∶用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA n 【解析】(1)A由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的．(2)∶用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；∶把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；∶用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA.则nA＝n.17.【答案】2∶118.【答案】(1)62.8 V(2)e＝20πcos 10πt V(3)31.4 V(4)40 V【解析】(1)交流发电机产生电动势的最大值E m＝nBSω而Φm＝BS，ω＝，所以E m＝由Φ－t图线可知，Φm＝2.0×10－2Wb，T＝0.2 s所以E m＝20π V＝62.8 V.(2)由于从垂直中性面开始计时，所以感应电动势瞬时值表达式为e＝E m cosωt＝20πcos t V＝20πcos 10πt V(3)当线圈转过s时e＝20πcos(10π×) V＝10π V＝31.4 V(4)电动势的有效值E＝＝10π VU＝E＝×10π V＝9π V≈40 V.19.【答案】(1)uab＝400sin 200πt V(2)0.28 A(或A)(3)【解析】(1)由图乙知，ω＝200π rad/s电压瞬时值uab＝400sin 200πt(V)(2)原线圈电压有效值U1＝200V理想变压器P1＝P2原线圈中的电流I1＝，解得I1≈0.28 A(或A) (3)设ab间匝数为n1＝同理＝由题意知＝＝得＝.。

交变电流单元练习题一、交变电流的产生及变化规律1.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断（）A.在A和C时刻线圈处于中性面位置B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C.从A～D时刻线圈转过的角度为2 πD.若从O～D时刻历时0.02 s,则在1 s内交变电流的方向改变100次答案 D2.如图所示,一个匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为T.若把万用电表的选择开关拨到交流电压挡,测得a、b两点间的电压为20.0 V,则可知:从中性面开始计时,当t=T/8时,穿过线圈的磁通量的变化率约为（）A.1.41 Wb/sB.2.0 Wb/sC.14.1 Wb/sD.20.0 Wb/s答案B3.如图所示为演示用的手摇发电机模型,匀强磁场磁感应强度B=0.5 T,线圈匝数n=50,每匝线圈面积0.48 m2,转速150 r/min,在匀速转动过程中,从图示位置线圈转过90°开始计时.（1）写出交变感应电动势瞬时值的表达式.（2）画出e-t图线.答案（1）e=188sin 5πt V（2）见下图4.如图所示,矩形线框匝数n =250匝,ab =12 cm ,ad =10 cm ,线框置于B =π2 T 的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO ′以120 r/min 的转速匀速转动,线框通过滑环与外电路相连,外电路接有R =12Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12 V 的氖泡L .求:（1）当S 接e 时,电流表读数为多少?R 的热功率为多大?10 min 内外力对线框做功多少?（2）当S 接f 时,氖泡闪光频率为多大?通电10 min ,氖泡发光总时间为多少?（线框电阻不计） 答案 （1）1.41 A 24 W 1.44×104 J （2）4 Hz 400 s二、描述交流电的物理量5、如图所示,交流发电机转子有n 匝线圈,每匝线圈所围面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B ,线圈匀速转动的角速度为ω,线圈内阻为r ,外电路电阻为R .当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中,求: （1）通过R 的电荷量q 为多少？ （2）R 上产生的电热Q R 为多少？ （3）外力做的功W 为多少？ 答案 （1）rR nBS+ （2）2222)(4πr R R S B n +ω （3）)(4π222r R S B n +ω6、一个边长为6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36Ω.磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为 （ ） A .2×10-5 A B .6×10-5 A C .22×10-5 AD . 223×10-5 A答案 B7、如图所示的交变电流,最大值为I m ,周期为T ,则下列有关该交变电流的有效值I ,判断正确的是（ ） A .I =2m I B .I ＜2m I C .I ＞2m ID .以上均不正确 答案 B三、交流电图象的应用8、如图所示,为某交变电动势随时间变化的图象,从图象中可知交变电动势的峰值为 V ,周期T 是 s,交变电动势变化最快的时刻是 ,穿过产生此电动势的线圈的磁通量变化最快的时刻是 ,若此交流线圈共100匝,则穿过此线圈的最大磁通量是 Wb .答案 310 2×10-2 2nT （n =1,2,3…） T n 412 （n =0,1,2,3…）1×10-2四、变压器9、如图所示为由一个原线圈n 1和两个副线圈n 2、n 3组成的理想变压器,已知n 1∶n 2∶n 3=4∶2∶1,电阻R =3Ω,副线圈n 2接2个“6 V , 6 W ”灯泡,副线圈n 3接4个3 W 的灯泡,所有灯泡均正常发光,求电源的输出功率. 答案 36 W10、如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2∶n 3=44∶3∶1,原线圈两端输入电压U 1=220 V ,在变压器输出端如何连接可使“20 V ,10 W ”灯泡L 1正常发光？如何连接可使“10 V ,5 W ”灯泡L 2正常发光？通过计算,分别画出连接图. 答案 见下图11、钳形电流表的外形和结构如图（a ）所示.电流表的读数为1.2 A .图（b ）中用同一电缆线绕了3匝,则（ ） A .这种电流表能测直流电流,图（b ）的读数为2.4 A B .这种电流表能测交流电流,图（b ）的读数为0.4 A C.这种电流表能测交流电流,图（b ）的读数为3.6 AD.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图（b ）的读数为3.6 A 答案 C12、如图甲所示,在变压器的输入端串接上一只整流二极管D ,在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u 1=U m 1sin t ,设t =0时刻为a “+”、b “-”,则副线圈输出的电压的波形（设c 端电势高于d 端电势时的电压为正）是图中的（ ）答案 B13、如图所示,原线圈匝数为n 1,两个副线圈的匝数分别为n 2和n 3.四只完全相同的灯泡分别接在理想变压器的原、副线圈的回路中,当原线圈回路中a 、b 接入交流电压U 0时,四只灯泡均正常发光,则三组线圈的匝数比n 1∶n 2∶n 3等于多少?灯泡的额定电压U 额等于多少? 答案 3∶2∶1 41U 014、如图两电路中,当a 、b 两端与e 、f 两端分别加上220 V 的交流电压时,测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110 V .若分别在c 、d 两端与g 、h 两端加上110 V 的交流电压,则a 、b 间与e 、f 间的电压分别为（ ） A .220 V ,220 V B .220 V ,110 VC .110 V ,110 VD .220 V ,0 V答案 B五、交变电流综合问题15、如图所示,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,电容器两极板水平放置.在两极板间,不计重力的带正电粒子Q 在t =0时由静止释放,若两板间距足够宽,则下列运动可能的是（ ）A .若t =0时,线圈平面与磁场垂直,粒子一定能到达极板B .若t =0时,线圈平面与磁场平行,粒子在两极间往复运动C .若t =0时,线圈平面与磁场垂直,粒子在两极间往复运动D .若t =0时,线圈平面与磁场平行,粒子一定能到达极板 答案 AB16、如图是示波管的示意图.竖直偏转电极的极板长l =4 cm ,板间距离d =1 cm ,板右端距荧光屏L =18 cm .（水平偏转电极上不加电压,没有画出）电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是1.6×107 m/s .电子的电荷量e=1.60×10-19 C,质量m=0.91×10-30 kg.若在偏转电极上加u=220sin 100πt V的交变电压,在荧光屏的竖直坐标轴上能观测到多长的线段?答案 10 cm=6.4×103m/s的电子束连续射入两平行板之间,板17、如图所示,在真空中速度v长L=12 cm,板间距离d=0.5 cm,两板不带电时,电子束将沿两板之间的中线做直线运动.在两板之间加一交变电压u=91sin100πt V,若不计电子间的相互作用,电子电荷量e=1.6×10-19 C,电子质量m=9.1×10-31 kg,不计电子打在极板上对两极电压的影响.（1）在图中画出电子束可能出现的区域.（画斜线表示,要求有推理和计算过程）（2）如果以两极板刚加上交变电压时开始计时（t=0）,则何时进入交变电场的电子打在极板上具有最大的动能?答案（1）见右图（2）（0.005+0.01n）s（n=0,1,2,…）。

人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》单元检测一、单选题（本大题共15小题）1.如图所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大（）A. C.2.如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（）A. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,消耗的功率变大B. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大C. 当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表示数变大D. 若闭合开关S,则电流表示数变大,示数变大3.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是（）A. 该交流电压瞬时值的表达式B. 该交流电的频率为50HzC. 该交流电的电压的有效值为D. 若将该交流电压加在阻值的电阻两端,则电阻消耗的功率是50W4.线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可知（）A. 在A和C时刻线圈处于中性面位置B. 在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C. 从A时刻起到D时刻,线圈转过的角度为弧度D. 在A和C时刻磁通量变化率的绝对值最大5.如图3所示，灯泡L1接在变压器初级电路中，灯泡L2、L3、L4接在变压器次级电路中．变压器为理想变压器，交变电流电源电压为U，L1、L2、L3、L4都是额定电压为U0的同种型号灯泡，若四个灯泡都能正常发光，则（）A. B. C. D.6.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1，R2和R3的阻值分别为3Ω，1Ω，4Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。

当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I．该变压器原、副线圈匝数比为（）A. 2B. 3C. 4D. 57.如图所示的电路中，理想变压器匝数比n1：n2=1：2，R是规格为“220V、1100W”的用电器，电表均为理想电表．当用电器正常工作时，电压表和电流表的示数分别为（）A. 110V、10AB. 110V、C. 440V、D. 440V、10A8.如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则（）A. 两次时刻线圈平面与中性面垂直B. 曲线a、b对应的线圈转速之比为2：3C. 曲线a表示的交变电动势频率为50HzD. 曲线b表示的交变电动势有效值为9.图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在原线圈两端接入一电压u=U m sinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为（）A. B. C. D.10.如图所示，理想变压器的交流输入电压，有两组副线圈，其中匝与标有“9V，9W”的灯相连，与“6V，12W”的电灯相连，且均能正常发光。

1 交变电流课时过关·能力提升基础巩固1.(多选)如图所示的图像属于交变电流的有()解析:选项A、B、C中e的方向均发生了变化,故它们属于交变电流,但不是正弦式交变电流;选项D 中e的方向未变化,故是直流。

答案:ABC2.演示交变电流的装置如图所示。

关于这个实验,下列说法正确的是()A.线圈每转动一周,指针左右摆动两次B.图示位置为中性面,线圈中无感应电流C.图示位置,ab边的感应电流方向为由a→bD.线圈平面与磁场方向平行时,磁通量变化率为零解析:如题图所示,线圈在磁场中匀速转动时,在电路中产生周期性变化的交变电流,线圈经过中性面时电流改变方向,线圈每转动一周,有两次通过中性面,电流方向改变两次,指针左右各摆动一次,故A错;线圈平面垂直于磁感线的位置称为中性面,显然图示位置不是中性面,所以B错;线圈处于图示位置时,ab边向右运动,由右手定则,ab边的感应电流方向为由a→b,故C对;线圈平面与磁场方向平行时,ab、cd边垂直切割磁感线,线圈产生的电动势最大,也可以这样认为,线圈处于竖直位置时,磁通量为零,但磁通量的变化率最大,故D错。

答案:C3.(多选)如图甲所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO'以恒定的角速度ω转动。

当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余时刻()弦规律变化,则在t=π2ωA.线圈中的电流最大B.穿过线圈的磁通量为零C.线圈所受的安培力为零D.线圈中的电流为零解析:t=π2ω=ω4,此时线圈位于中性面位置,穿过线圈的磁通量最大,B错误;由于此时感应电动势为零,所以线圈中电流为零,线圈所受的安培力为零,A错误,C、D正确。

答案:CD4.(多选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电动势为e=10√2sin20πωV,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.t=0时,导线切割磁感线的有效速度最大D.t=0.4 s时,e达到峰值10√2V解析:由交流电动势瞬时值表达式e=10√2sin20πt V知,t=0时,e=0,则线圈位于中性面,穿过线圈的磁通量最大、有效切割速度为零,故A、B正确,C错误。

《交变电流》单元检测题一、单选题1.如图所示，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)．若从如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( )A．B．C．D．2.在如图所示的交流电路中，保持电源电压一定，当交变电流的频率增大时，各交流电压表的示数将( )A． V1、V3增大，V2减小 B． V1不变，V2减小，V3增大C． V1不变，V2增大，V3减小 D． V1、V2、V3都不变3.如图所示，甲中有两条不平行轨道而乙中的两条轨道是平行的，其余物理条件都相同．金属棒MN都正在轨道上向右匀速平动，在棒运动的过程中，将观察到( )A． L1，L2都不发光B． L1发光且亮度不变，L2不发光C． L2发光且亮度不变，L1不发光D． L1、L2小电珠都发光，且L1逐渐变亮L2亮度不变4.风速仪的简易装置如图甲所示．在风力作用下，风杯带动与其固定在一起的永磁铁转动，线圈中的感应电流随风速的变化而变化．风速为v1时，测得线圈中的感应电流随时间变化的关系如图乙所示；若风速变为v2，且v2＞v1，则感应电流的峰值I m、周期T和电动势E的变化情况是( )A．I m变大，T变小 B．I m变大，T不变 C．I m变小，T变小 D．I m不变，E变大5.如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.05 AC．U＝110V，I＝0.2 A D．U＝110V，I＝0.2 A6.某水电站，用总电阻为 2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是( )A．输电线上输送的电流大小为2.0×105AB．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108kWD．输电线上损失的功率为ΔP＝，U为输电电压，r为输电线的电阻7.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则( )A．电流表的示数为 A B．电源输出功率为1 200 WC．电流表的示数为 A D．原线圈两端电压为11 V8.一交变电流的电压表达式为u＝100sin 120πt(V)，由此表达式可知( )A．用电压表测该电压其示数为100 VB．该交变电压的频率为60 HzC．将该电压加在100 Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为100 WD．t＝s时，该交流电压的瞬时值为50 V9.关于线圈在匀强磁场中转动产生的正弦交变电流，下列说法正确的是( )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．线圈转动一周，感应电流的方向一定改变一次C．线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都改变一次D．线圈转动一周，感应电流和感应电动势方向一定都改变一次10.普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，如图所示，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为，为了使电流表能正常工作，则( )IcdA．ab接MN、cd接PQ，Iab＜Icd B．ab接MN、cd接PQ，Iab＞IcdC．ab接PQ、cd接MN，Iab＜Icd D．ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd二、多选题11. 一交流电流的图象如图所示，由图可知( )A．该交流电流瞬时值表达式为i＝10sin 628t AB．该交流电流的频率为50 HzC．该交流电流的最大值为10 AD．用电流表测该电流其示数为10 A12. 为了监测变电站向外输电情况，要在变电站安装互感器，其接线如图所示，两变压器匝数分别为n1、n2和n3、n4，a和b是交流电表，则( )A．n1＞n2B．n3＞n4C． a为交流电流表，b为交流电压表D． a为交流电压表，b为交流电流表13. 如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4︰1 ，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下列结论正确的是( )A．若电压表读数为6 V，则输入电压的最大值为24VB．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D．若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍14. 如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为4∶1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R 0，负载电阻的阻值R＝11R0，是理想电压表．现将负载电阻的阻值减小为R＝5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0 V，则( )A．此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB．此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC．原线圈两端原来的电压有效值约为68 VD．原线圈两端原来的电压有效值约为48 V15. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比是10︰1，原线圈输入交变电压u＝141.4sin 50πt(V)，O是副线圈中心抽出的线头，R1＝5 Ω，R2＝15 Ω，则( )A．开关S断开时，电流表的示数为0.05 AB．开关S闭合时，电流表的示数为0.05 AC．开关S闭合时，两电阻总的电功率为WD．开关S断开时，两电阻总的电功率为W三、实验题16.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的A、B位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．(2)如果把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)________A线圈的匝数为nA＝________.(用所测物理量符号表示)四、计算题(共3小题,每小题18.0分,共54分)17.如图甲所示，相距为L的光滑平行金属导轨水平放置，导轨一部分处在以OO′为右边界匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向下，导轨右侧接有定值电阻R，导轨电阻忽略不计．在距边界OO′也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻为r的金属杆ab.(1)若金属杆ab固定在导轨上的初始位置，磁场的磁感应强度在t时间内由B均匀减小到零，求此过程中电阻R上产生的电量q.(2)若ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离，其速度—位移的关系图象如图乙所示(图中所示量为已知量)．求此过程中电阻R上产生的焦耳热Q1.(3)若ab杆固定在导轨上的初始位置，使匀强磁场保持大小不变绕OO′轴匀速转动．若磁场方向由图示位置开始转过的过程中，电路中产生的焦耳热为Q2.则磁场转动的角速度ω大小是多少？18.如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈的长度ab＝0.25 m、宽度bc＝0.20 m，共有n＝100匝，总电阻r＝1.0 Ω，可绕与磁场方向垂直的对称轴OO′转动．线圈处于磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0 V,1.8 W”的灯泡，当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡消耗的功率恰好为 1.8 W．(不计转动轴与电刷的摩擦)(1)求线圈转动的角速度ω；(2)线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能．19.如图所示，在两根水平放置的光滑平行金属导轨两端各接一只R＝1 Ω的电阻，导轨间距L＝0.2 m，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B ＝0.8 T，一根电阻r＝0.3 Ω的导体棒ab置于导轨上，且始终与导轨保持良好接触，若导体棒沿平行于导轨的方向在PQ和MN之间做往复运动，其速度－时间图象如图所示，求：(1)导体棒产生的感应电动势瞬时值表达式；(2)整个电路在1 min内产生的热量．答案解析1.A2.C3.B4.A5.A6.B7.C8.B9.C 10.B11.BC 12.AD 13.AD 14.AD 15.AC16.(1)A (2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把低压交流电源接B 线圈，测得线圈的输出电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA n17.(1)(2)(3)18.(1)2.5 rad/s(2)5.4×102J19.(1)1.6sin 10πt V (2)96 J。

2019-2020学年人教版选修3-2第五章交变电流单元检测卷一、选择题（每题四个选项中只有一个选项是正确的，共12题）1．一个正常工作的铁芯是“口”形的理想变压器的原、副线圈中，下列的哪个物理量不一定相等()A．交变电流的频率B．电流的有效值C．电功率D．磁通量的变化率2．一矩形线圈在匀强磁场中绕一固定转轴作匀速转动，当线圈刚好处于如图所示的位置时，则它的（）A．磁通量最大，磁通量的变化率最小，感应电动势最小B．磁通量最大，磁通量的变化率最大，感应电动势最大C．磁通量最小，磁通量的变化率最大，感应电动势最大D．磁通量最小，磁通量的变化率最小，感应电动势最小3．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（）A．ab接MN、cd接PQ，Iab＜Icd B．ab接MN、cd接PQ，Iab＞IcdC．ab接PQ、cd接MN，Iab＜Icd D．ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd4．一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中()A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升高5．在远距离输电中，输电线电阻一定，输送电功率一定，如果将输电电压提高到原来的10倍，则输电线上消耗的功率减小到原来的( )A．10倍B．1/10C．100倍D．1/1006．阻值为R的电阻上通以如图所示的交变电流，则此交流电的有效值为()A．1 A B．2 A C．3 A D7．如图甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为3∶1，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1，L2、L3、L4为四只规格均为“9 V 6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，开关K闭合。

2019-2020学年高中物理选修3-2第五章交变电流章末训练一、选择题（每题四个选项中只有一个选项是正确的，共12题）1．1．如图所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大（ ）A ．I 0 BI 0 C +I 0 D 2．两个完全相同的电热器，分别通以图甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比P 甲∶P 乙等于( )A ∶1B ．2∶1C ．4∶1D ．1∶13．在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成份，又有低频成份，经放大后送到下一级，需要把低频成份和高频成份分开，只让低频成份输送到再下一级，我们可以采用如图所示电路，其中a 、b 应选择的元件是（ ）A ．a 是电容较大的电容器，b 是低频扼流圈B ．a 是电容较大的电容器，b 是高频扼流圈C ．a 是电容较小的电容器，b 是低频扼流圈D ．a 是电容较小的电容器，b 是高频扼流圈4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为12:10:1n n =，a 、b 两点间的电压为u =sin100V πt （），R 为可变电阻，P 为额定电流1A 、用铅锑合金制成的保险丝．为使保险丝中的电流不超过1A ，可变电阻R 连入电路的最小阻值是（）A．2.2ΩB．ΩC．22ΩD．Ω5．如图甲所示的“火灾报警系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为10:1，原线圈接入图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想电表，R0为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R1为滑动变阻器．当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警．下列说法正确的是( )A．电压表V的示数为20VB．R0处出现火警时，电流表A的示数减小C．R0处出现火警时，变压器的输入功率增大D．要使报警器的临界温度升高，可将R1的滑片P适当向下移动6．某变压器原、副线圈匝数比为55：9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是A．输出电压的最大值为36VB．原、副线圈中电流之比为55：9C．变压器输入、输出功率之比为55：9D．交流电源有效值为220V，频率为50Hz7．如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝sin10πt(V)，则()A．该交变电流的频率为10 HzB．该电动势的有效值为VC．外接电阻R所消耗的电功率为10 WD．电路中理想交流电流表A的示数为1.0 A8．如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO’匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（）A．通过线圈的最大电流为1.25A B．线圈的角速度为50rad/sC．电压表的示数为V D．穿过线圈的最大磁通量为2πWb9．如图甲所示的电路中，S为单刀双掷开关，电表为理想电表，R t为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小)，理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电．则()A ．变压器原线圈中交流电压u 的表达式(V)u t π=B ．S 接在a 端，R t 温度升高时，变压器的输入功率变小C ．S 接在a 端，R t 温度升高时，电压表和电流表的示数均变大D ．S 由a 切换到b ，R t 消耗的功率变大10．如图所示线圈匝数为n 的小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈面积为S ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO ＇匀速转动．矩形线圈电阻为r ，矩形线圈通过两刷环接电阻R ，伏特表接在R 两端．当线圈以角速度ω匀速转动，下列说法正确的是A ．从线圈与磁场平行位置开始计时瞬时电动势为e=nBSωsinωtB ．当线圈平面转到与磁场垂直时电压表示数为零C ．线圈从与磁场平行位置转过90°过程中通过电阻R 的电荷量为nBS RD ．线圈转一周的过程中回路产生的焦耳热为222n B S R r πω+11．图甲是阻值为1Ω的单匝线圈与阻值为9Ω的电阻R 构成的回路．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示，电压表为交流电压表．则（ ）A ．电压表的示数为14.14VB ．0﹣0.01s 的时间内通过电阻R 的电量为0.04πCC ．电阻R 上消耗的功率为18WD．通过电阻的电流方向每秒变化100次12．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示．产生的感应电动势如图乙所示，则（）A．线框产生的交变电动势有效值为311VB．线框产生的交变电动势频率为100Hzt=时线框平面与中性面重合C．0.01st=时线框的磁通量变化率为零D．0.015s二、计算题13．某学校一套校内备用供电系统，由一台内阻为1Ω的发电机向全校22个教室（每个教室有“220V，40W”的白炽灯9盏）供电，如果输电线的总电阻R=4Ω，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是1:4和4:1，每个教室的白炽灯都正常发光，求：（1）输电线的损失功率是多大？（2）发电机的电动势是多大？14．图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55Ω，两电表为理想电流表和电压表，变压器原副线圈匝数比为n1:n2=2:1，若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压．求：（1）交流电压的函数表达式；（2）电流表的示数I ．15．如图所示，线圈的面积是20.05m ，共有100匝；线圈电阻为1Ω，外接电阻R ＝4Ω，匀强磁场的磁感应强度为1B π=T ，当线圈以50r/s 的转速匀速旋转时，求（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）线圈转过, 160s 感应电动势的瞬时值是多少？ （3）电路中电压表和电流表的示数各是多少？（4）线圈每转过一周，外力所做的功．（5）从计时开始，线圈转过π3的过程中，通过外电阻的电量为多少？ 16．发电机转子是边长为0.2m 的正方形，线圈匝数n=100匝，内阻2r =Ω如图所示，以ad 、bc 中点连线为轴以5/rad s π的角速度在1B π=特斯拉的匀强磁场中转动，灯泡电阻8R =Ω，则(1)此线圈所产生感应电动势的峰值为多少？(2)从图示位置开始经过 0.05s,线圈产生的瞬时电动势为多少？(3) 从图示位置开始经过 0.2s,，穿过线圈的磁通量变化了多少韦伯？(4)若灯泡正常发光，则其功率为多大？2019-2020学年高中物理选修3-2第五章交变电流章末训练参考答案 1．B2．B3．B4．A5．C6．D7．D8．A9．A10．D11．C12．C13．（1）324W （2）265V14．（1）u tV π=（2）I=2A15．（1）500sin100(V)e t π= （2） （3） ， （4）1000J （5）12πC16．(1) 20V (2) (3) 225π (4) 16W。