高中物理-交变电流练习题

高中物理-交变电流练习题

一、不定项选择题

1.某个正弦式交变电流的瞬时值表达式是i=44sin(20t)A,与这个表达式相符的交流电的图象是图中的( )

【解析】选C.由瞬时值表达式i=44sin(20t)A知I

m

=44A,T==0.314s,图C正确.

2.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时间内线圈转过的角度为2π

D.从O→D交变电流完成了一次全变化

【解析】选D.根据图象,首先判断出感应电流的数学表达式为i=I

m sinωt.其中I

m

是

感应电流的最大值,ω是线圈旋转的角速度.另外应该进一步认识到线圈是从中性面开始旋转,而且线圈旋转一周,两次经过中性面,经过中性面的位置时电流改变方向.从题图来看,在O、B、D时刻电流为零,所以此时线圈恰好在中性面位置,且穿过线圈的磁通量最大;在A、C时刻电流最大,线圈处于和中性面垂直的位置,此时磁通量为零;

从A到D时间内,线圈旋转周,转过的角度为π;从O到D,线圈在磁场中恰好转过一周,所以交变电流完成了一次全变化.只有选项D正确.

3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图象如图所示,则

( )

A.t

1、t

3

时刻线圈通过中性面

B.t

2、t

4

时刻线圈中磁通量最大

C.t

1、t

3

时刻线圈中磁通量变化率最大

D.t

2、t

4

时刻线圈中感应电流方向改变

【解析】选A.t

1、t

3

时刻电动势为零,线圈经过中性面,此时磁感线与线圈平面垂直,

磁通量最大,但磁通量的变化率为零,A正确,C错误;t

2、t

4

时刻电动势的值最大,线圈

经过垂直中性面的位置,此时磁感线与线圈平面平行,磁通量为零,但磁通量的变化率

最大,B错误;由题图知电流方向在t

1、t

3

时刻改变,D错误.

4.在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动,如图甲所示.产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示.则下列说法正确的是

( )

A.t=0.01s时穿过线框的磁通量最小

B.该交变电动势的有效值为11V

C.该交变电动势的瞬时值表达式e=22cos100πtV

D.电动势瞬时值为22V时,线圈平面与中性面的夹角为45°

【解析】选D.t=0.01s时感应电动势为零,穿过线框的磁通量最大,选项A错误;该交变电动势的有效值为22V,选项B错误;该交变电动势的瞬时值表达式为e=22sin100πtV,选项C错误;根据该交变电动势的瞬时值表达式可知,电动势瞬时值为22V时,线圈平面与中性面的夹角为45°,选项D正确.

5.如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光,要使灯泡变亮,可以采取的方法有( )

A.向下滑动P

B.增大交流电源的电压

C.增大交流电源的频率

D.减小电容器C的电容

【解析】选B、C.根据变压器的变压原理,滑片P向下滑动时,副线圈的匝数变少,则输出电压变小,灯变暗,A项错误;增大交流电源的电压时,输出电压随之增大,灯变亮,B项正确;电容器具有“通高频,阻低频”的特性,故增大交流电源的频率,使电容器通交流电的性能增强,灯变亮,C项正确;减小电容器C的电容,会使电容器通交流电的性能减弱,导致灯变暗,D项错误.

6.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5,原线圈两端的交变

电压为u=20sin100πtV,氖泡在两端电压达到100V时开始发光,下

列说法中正确的有

( )

A.开关接通后,氖泡的发光频率为100Hz

B.开关接通后,电压表的示数为100V

C.开关断开后,电压表的示数不变

D.开关断开前后,变压器的输入功率不变

【解析】选A、C.由=得,副线圈输出电压的最大值为

U

2

==V=100V,一个周期内有两次电压大于100V,故氖泡在一个周期内发光2次,而交变电压的周期T==s=0.02s,所以氖泡发光频率为

f==100Hz,A正确.电压表示数为U'

2

==V=100V,B错误.开关断开后电压表示数不变,但输出功率变化,所以输入功率变化,C正确、D错误.

【总结提升】变压器电路问题的动态分析思路:

U 1U

2

I

2

I

1

P

1

7.远距离输电装置如图所示,升压变压器和降压变压器均是理想变压器,当K由2改接为1时,下列说法正确的是( )

A.电压表读数变大

B.电流表读数变小

C.电流表读数变大

D.输电线损失的功率减小

【解析】选A、C.K接到1后,升压变压器副线圈匝数增多,所以输电电压U

2

升高,降压变压器的输出电压变大,电压表测路端电压,示数变大,故A正确;电压表示数增大,电流增大,则输入电流也变大,电流表的示数增大,故C正确,B错误;电流表示数增大,输电线损失功率增大,故D错误.

8.远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n

1、n

2

,电压分

别为U

1、U

2

,电流分别为I

1

、I

2

,输电线上的电阻为R,变压器为理想变压器,则下列关

系式中正确的是( )

A.=

B.I

2

=

C.I

1U

1

=R D.I

1

U

1

=I

2

U

2

【解析】选D.因为变压器为理想变压器,I

1U

1

=I

2

U

2

,选项D正确;又由=,可知=,

选项A错误;U

2

不是电阻R上的电压,而是R和降压变压器输入电压的和,所以选项B 错误;升压变压器的输入功率等于电线上损失的功率与用户得到的功率的和,没有完全损失在输电线上,选项C错误.

二、非选择题

9.如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁