描述交变电流的物理量典型例题习题精选

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。

?注：￥三. 远距离输电1. 输电原理：输电线总电阻R线，输送电功率P，输电电压U。

2. 高压输电原理：已知P输，输电电压U，输电线电阻R线，n1，n2，n3，n4。

/【典型例题】例1. 如图所示，N=100匝的正方形线圈，边长L=10cm，电阻r=1Ω，在匀强磁场中，B=，以n=100/π（r/s）的转速匀速转动，线圈通过滑环和电刷与R=9Ω的电阻组成闭合回路（伏特表是恒热电表），求：（1）从中性面开始计时，写出线圈中产生电动势e的表达式。

习题精选一、选择题1．下列各个量，其中所指有效值的是（）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．家庭用的交变电压．2．由交变电动势的瞬时表达式V可知（）A．此交流的频率是．B．此交流的周期是s．C．此交流电动势的有效值V．D．s时，该交流电动势达最大值．3．下列关于交变电流的说法中，其正确的是（）A．若交变电流的最大值是10A，则有效值一定是A．B．用交流电流表测量交流电流时，指针来回摆动．C．演示交变电流随时间的变化规律时，应采用直流电流表．D．我国照明用电的交变电压V．4．一电热器接在V直流电压上，消耗的电功率为，当把它接在一正弦交变电压上时，消耗的电功率为，则该交变电压的最大值是（）A．5V B．V C．10V D．V5．一电阻接在10V的直流电源上时的热功率跟接在交变电源上时的热功率相等，则（）A．交变电源电压的有效值是10V．B．交变电源电压的最大值一定是V．C．交变电源在一个周期内电压的平均值是10V．D．以上结论均不正确．6．如图所示，交变电压为V，电阻V的阻值为，则（）A．电压表读数为3llV．B．电流表读数为A．C．电阻产的热功率为220W．D．在内电阻R上产生的焦耳热是88J．7．四个接220V交流电的用电器，通电时间相同，其中消耗电能最多的是（）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168J的电热器．D．额定电流为0.5A的电烙铁．8．如图是某交变电流的图像，该交变电流的有效值为（）A． A B．4A C． A D．6A9．某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动势变化规律为，保持其它条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时所产生的电动势的瞬时表达式将变为下述的：（）A． B．C． D．10．一长直导线通以正弦交流，在导线下有一断开的线圈，如图所示，那么，相对于b来说，a的电势最高时是在：（）A．交流电流方向向右，电流强度最大时；B．交流电流方向向左，电流强度最大时；C．交流电流方向向左，电流减少到零时；D．交流电流方向向右，电流减少到零时；11．如图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随时间的变化如图所示，下面说法中正确的是( )A．时刻通过线圈的磁通量为零B．时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C．时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D．每当变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大．12．如图，距离足够大的两平行金属板上接正弦交流电压，其间有一电子，当时，电子处于静止状态，那么，电子的运动情况应是（）A．电子作简谐振动B．在足够长的时间内，电子到达A板C．当时，电子的速度达到最大值D．当时，电子回到出发点13．甲、乙两线圈绕同一轴线在匀强磁场中转动，产生的交流图像如图所示，下列说法中正确的有（）A．两线圈包围的面积相同B．两线圈中感应电动势的有效值相同C．两线圈平面不可能同时和磁感线平行D．两线圈包围的面积之比为2：114．正弦交流电压的峰值为10V，周期为0.2s，将此电压接在10 的电阻上，在0.05s内电阻上产生的热量（）A．可能为零 B．一定为0.25JC．不可能大于0.25J D．可能小于是0.25J二、填空题1．一交变电压随时间变化的图像如图所示，则此交流的频率是_______ ，若将该电压加在的电容器上，则电容器的耐压不应小于_______V；若将该电压加在阻值为的纯电阻用电器上，用电器恰恰能正常工作，为保证电路的安全，电路中保险丝的额定电流为______A．2．如图所示，一半径为的半圆形闭合线圈，回路电阻为，以直径为轴在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，转速为，则驱动线圈转动外力的功率为________，线圈每转一圈产生的焦耳热为________．3．用手摇交流发电机模型做演示实验时，如果观察到并在线圈两端的小灯泡的发光每分钟闪烁50次，则手摇发电机线圈的转动频率是________ ．4．有一交变电压的变化规律为V，若将一辉光电压是220V 的氖管接上此交变电压，则在1s内氖管发光的时间是________s．5．某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是_______Hz．若将该电压加在10uf的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_________V；若将该电压加在一阻值为1K 的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于__________A．6．正弦交流电压加在一氖管的两端，已知当氖管两端的电压达25V时开始发光，则此氖管在一个周期内发光的总时间是___________s．通电10min内，氖管发光的次数是_____________次．三、计算题1．某电路两端的交变电压，在时，电压值为10V，求接在此电路两端的交流电压表的示数，如将阻值为的电阻接入电路，求电阻上产生的焦耳热功率．2．一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈的匝数，穿过线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示，发电机线圈的电阻，外电路电阻，求串联在外电路中的交流电流的读数．3．如图所示，是半径为，电阻不计的圆周长的金属槽环，固定于竖直平面内，圆心为，是一根质量不计的金属杆，其电阻为，它的一端挂在点，另一端连一个金属小球，小球的质量为，跟槽接触良好，是一竖直的不计电阻的金属杆，组成闭合回路，整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，现将小球从图示位置由静止释放，不计—切摩擦，小球滑到点时的速度为，所经历的时间为，求这一过程中杆上感应电动势的有效值．答案：一、1．ABD 2．BC 3．C 4．B 5．A 6．C 7．C 8．D 9．C 10．C 11．D 12．BC 13．BCD 14．D（提示：正弦交流在一小段有限的时间内，有效值不一定是峰的）．二、1．50，200，2．，3．4．5．50，200，0.14（与第1题答案相似，是一个变形）6．，6×10 （提示：利用正弦函数图像来求）．三、1．V；1W．2．A．3．（提示：利用能量关系解）．。

交变电流第1节交变电流的产生和描述题型探究题型1 交变电流的产生及变化规律【例1】如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。

已知磁感应强度B=0.50T,线圈匝数N=100匝,边长L ab=0.20m,L bc=0.10m,转速n=3000r/min。

若以线圈平面与磁场夹角θ=30°时为计时起点，电动势的瞬时值的表达式为（）A．e=314sin(100πt+π3)VB．e=314sin(100πt−π3)VC．e=314√2sin(100πt+π3)VD．e=314√2sin(100πt−π3)V题型2 交流电有效值的求解【例2】一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正.该电阻上电压的峰值均为u0，周期均为T，如图5所示.则Q方∶Q 正等于( )A.1∶ 2B.2∶1C.1∶2D.2∶1题型3 含二极管的交流电有效值的求解【例3】如图所示电路，电阻R1与电阻R2串联接在交变电源上，且R1＝R2＝10 Ω，正弦交流电的表达式为u＝202sin 100πt(V)，R1和理想二极管D(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)并联，则R2上的电功率为( )A.10 WB.15 WC.25 WD.30 W题型4 交变电流“四值”的理解和计算【例4】越来越多的电子设备开始支持无线充电技术，无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备，原理类似于变压器。

如图甲所示为某兴趣小组在模拟手机无线充电工作原理的示意图，由送电线圈和受电线圈组成。

已知受电线圈的匝数为n＝50匝，电阻r＝1.0 Ω，在它的c、d两端接一阻值R＝9.0 Ω的电阻．设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，可在受电线圈中产生如图乙所示的正弦交流电．求：(1)受电线圈中产生电流的最大值；(2)在一个周期内，电阻R上产生的热量；(3)从t1到1×10﹣2s这四分之一个周期的时间内，通过电阻R的电荷量大小。

课后巩固作业错误!一、选择题（包括8小题,每小题8分，共64分）1．以下说法正确的是（)A．发电机、电动机铭牌上所标数值为有效值B．电容器的击穿电压为所加交流电压的有效值C．交流电压表所测数值为瞬时值D．保险丝的数值为最大值解析：电容器的击穿电压和电工工具上标明的电压值为交变电压的最大值．保险丝的数值为有效值．答案：A2．下列关于交流电的说法中，不正确的是（)A．若交流电最大值为5 A,则它的最小值为－5 AB．用交流电流表测交流电流时，指针来回摆动C．我国工农业生产和生活用的交变电流，频率为50 Hz,故电流方向每秒改变100次D．正弦式交变电流i＝220错误!sin100πt A的最大值为311 A,频率为100 Hz解析:交流电最大值为5 A，最小值应为0，A项说法错误；用交流电流表测交流电流时，指针并不来回摆动；我国交变电流,频率为50 Hz,电流方向每秒改变100次；正弦式交变电流i＝220错误!sin100πt A的最大值为311 A，频率为50 Hz,所以B、D两项说法也错误．答案：ABD3．如下图所示，交流电压u＝311sin错误!V加在阻值为220 Ω的电阻两端，则()A．电压表的读数为311 VB．电流表的读数为1.41 VC．电流表的读数为1 AD．2 s内电阻产生的电热是440 J解析:电压表测的是有效值，故读数为错误!V，电流表示数应为1.0 A，故C、D正确．答案：CD4．一个照明电灯，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．将不亮B．灯丝将烧断C．只能暗淡发光D．能正常发光解析：220 V的电路其有效值为220 V,最大值为311 V，正好适合．答案：D5．一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如下图所示．由图可知()A．该交流电压瞬时值的表达式为u＝100sin(25t）VB．该交流的频率为25 HzC．该交流电压的有效值为100错误!VD．若将该交流电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率是50 W解析：从题图中可知，该交流周期T＝4×10－2s，峰值电压U m ＝100 V,交流的频率f＝错误!＝25 Hz，有效值U＝错误!＝50错误!V．加在R＝100 Ω的电阻上时的热功率P＝错误!＝50 W,瞬时值表达式u＝U m sin错误!t＝100sin(50πt）V．故正确选项为B、D.答案:BD6．下图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化．下列说法正确的是()A．图甲表示交流电，图乙表示直流电B．两种电压的有效值相等C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311sin100πt VD．两种电压的周期相同解析：题图甲、乙都表示交流电,图甲中有效值U＝错误!V，而图乙中的有效值不存在这一关系,所以它们的有效值不相同．由图甲看出T＝2×10－2 s,ω＝错误!＝100π,所以u＝311sin100πt V．由图象可知两种电压的周期都是2×10－2 s.答案：CD7．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U1＝100sinωt V和U2＝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,8tC．2t，2t D．t，4t解析:计算电热器在t秒产生的热量时应该用电压的有效值,对U1＝100sinωt V，电压有效值为错误!V，故错误!·t＝错误!2错误!t′，所以t′＝2t；对U2＝50sin2ωt V，电压有效值为错误!V,故错误!t＝错误!2 1R·t″,所以t″＝8t。

高中物理电磁感应交变电流经典习题30道带答案一(选择题(共30小题)1((2015•嘉定区一模)很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒(一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐(让条形磁铁从静止开始下落(条形磁铁在圆筒中的运动速率( ) A( 均匀增大 B( 先增大，后减小C( 逐渐增大，趋于不变 D(先增大，再减小，最后不变2((2014•广东)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块( )A( 在P和Q中都做自由落体运动B( 在两个下落过程中的机械能都守恒C( 在P中的下落时间比在Q中的长D( 落至底部时在P中的速度比在Q中的大3((2013•虹口区一模)如图所示，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线右侧，且其长边与长直导线平行(已知在t=0到t=t的时间间隔内，长直导线中电流i随时间变化，使线框中感应电流1总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右(图中箭头表示电流i的正方向，则i随时间t变化的图线可能是( )A( B( C( D(4((2012•福建)如图，一圆形闭合铜环由高处从静止开始加速下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合(若取磁铁中心O为坐标原点，建立竖直向下为正方向的x轴，则图中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是( )A( B( C( D(第1页(共10页)5((2011•上海)如图，均匀带正电的绝缘圆环a与金属圆环b同心共面放置，当a绕O点在其所在平面内旋转时，b中产生顺时针方向的感应电流，且具有收缩趋势，由此可知，圆环a( )A( 顺时针加速旋转 B( 顺时针减速旋转C( 逆时针加速旋转 D(逆时针减速旋转6((2010•上海)如图，一有界区域内，存在着磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于光滑水平桌面向下和向上的匀强磁场，磁场宽度均为L，边长为L的正方形线框abcd的bc边紧靠磁场边缘置于桌面上，使线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域，若以逆时针方向为电流的正方向，能反映线框中感应电流变化规律的是图( )A( B( C( D(7((2015春•青阳县校级月考)纸面内两个半径均为R的圆相切于O点，两圆形区域内分别存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度大小相等、方向相反，且不随时间变化(一长为2R的导体杆OA绕过O点且垂直于纸面的轴顺时针匀速旋转，角速度为ω，t=0时，OA恰好位于两圆的公切线上，如图所示(若选取从O指向A的电动势为正，下列描述导体杆中感应电动势随时间变化的图象可能正确的是( )A( B( C( D(8((2014•四川)如图所示，不计电阻的光滑U形金属框水平放置，光滑、竖直玻璃挡板H、P固定在框上，H、P的间距很小(质量为0.2kg的细金属杆CD恰好无挤压地放在两挡板之间，与金属框接触良好并围成边长为1m的正方形，其有效电阻为0.1Ω(此时在整个空间加方向与水平面成30?角且与金属杆垂直的匀强磁场，磁感应强度随时间变化规律是B=(0.4,0.2t)T，图示磁场方向为正方向，框、挡板和杆不计形变(则( )第2页(共10页)A( t=1s时，金属杆中感应电流方向从C到DB( t=3s时，金属杆中感应电流方向从D到CC( t=1s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.1ND( t=3s时，金属杆对挡板P的压力大小为0.2N9((2012•四川)半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆，单位长度电阻均为R(圆环水平固定0放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B(杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心O开始，杆的位置由θ确定，如图所示(则( )A( θ=0时，杆产生的电动势为2BavB( θ=时，杆产生的电动势为C(θ=0时，杆受的安培力大小为D(θ=时，杆受的安培力大小为10((2014春•赣州期末)如图(a)，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图(b)所示，已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中，可能正确的是( )第3页(共10页)A( B( C( D(11((2013•犍为县校级模拟)如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B(使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面0的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流(现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化(为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率的大小应为( )A( B( C( D( 12((2010•四川)如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面(现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动(若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能( )A( 变为0 B(先减小后不变 C( 等于F D(先增大再减小13((2010•浙江)半径为r带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d，如图1所示(有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图2所示(在t=0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q的静止微粒，则以下说法正确的是( )A( 第2秒内上极板为正极B( 第3秒内上极板为负极C( 第2秒末微粒回到了原来位置D( 第3秒末两极板之间的电场强度大小为14((2015•新泰市模拟)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n、n(原线圈通过一理想电流表接12正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端(假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大(用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为U和U，则( ) abcd第4页(共10页)A( U:U=n:n abcd12B( 增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C( 负载电阻的阻值越小，cd间的电压U越大 cdD( 将二极管短路，电流表的读数加倍15((2014•天津)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t=0时刻线圈平面均与中性面重合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25HzD( 曲线b表示的交变电动势有效值为10V16((2013•广东)如图，理想变压器原、副线圈匝数比n:n=2:1，V和A均为理想电表，灯光电阻R=6Ω，12LAB端电压u=12sin100πt(V)(下列说法正确的是( ) 1A( 电流频率为100Hz B( V的读数为24VC( A的读数为0.5A D(变压器输入功率为 6W17((2013•江苏)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18((2012•天津)通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R(当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P，若将副线圈与原线圈的匝数比提高1到nk，线路损耗的电功率为P，则P和分别为( ) 21第5页(共10页)2A( B( C( D( ， ()R，，，19((2011•福建)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n:n=5:1，电阻R=20Ω，L、L为规格相同的两1212只小灯泡，S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的变化关系如图所示(现将S接1、11S闭合，此时L 正常发光(下列说法正确的是( ) 22A( 输入电压u的表达式u=20sin(50π)VB( 只断开S后，L、L均正常发光 112C( 只断开S后，原线圈的输入功率增大 2D( 若S换接到2后，R消耗的电功率为0.8W 120((2010•山东)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头( )A( 副线圈输出电压的频率为50HzB( 副线圈输出电压的有效值为31VC( P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D( P向右移动时，变压器的输出功率增加21((2008•山东)图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是( ) A( 图1表示交流电，图2表示直流电B( 两种电压的有效值相等C( 图1所示电压的瞬时值表达式位u=311sin100πtVD( 图1所示电压经匝数比为10:1的变压器变压后，频率变为原来的22((2015•山东模拟)如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是( )第6页(共10页)A( 在图中t=0时刻穿过线圈的磁爱量均为零B( 线圈先后两次转速之比为3:2C( 交流电a的瞬时值为u=10sin5πtVD( 交流电b的最大值为23((2015•临潼区校级模拟)如图所示，理想变压器原线圈中正弦式交变电源的输出电压和电流分别为U和I，11两个副线圈的输出电压和电流分别为U和I、U 和I(接在原副线圈中的五个完全相同的灯泡均正常发光(则2233下列表述正确的是( )A( U:U:U=1:1:2 123B( I:I:I=1:2:1 123C( 三个线圈匝数n:n:n之比为5:2:1 123D( 电源电压U与原线圈两端电压U′之比为5:4 1124((2015•乐山二模)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈接电压恒定的交流电，副线圈输出端接有R=4Ω的电阻和两个“18V，9W”相同小灯泡，当开关S断开时，小灯泡L刚好正常发光，则( ) 1A( 原线圈输入电压为200VB( S断开时原线圈中的电流为0.05AC( 闭合开关S后，原、副线圈中的电流之比增大D( 闭合开关S后，小灯泡L消耗的功率减小 125((2015•河南模拟)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1，原线圈输人电压的变化规律为u=220sin100πt(V)，P为滑动变阻器的滑片(当副线圈上的滑片M处于图示位置时，灯泡A能发光(操作过程中，小灯泡两端的电压均未超过其额定值，且认为灯泡的电阻不受温度的影响，则( )A( 副线圈输出电压的有效值为22VB( 滑片P向左移动时，变压器的输出功率增加第7页(共10页)C( 滑片P向右移动时，为保证灯泡亮度不变，需将滑片M向上移D( 滑片M向上移动时，为保证灯泡亮度不变，需将滑片P向左移26((2015•黄冈模拟)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为44:5，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，负载电阻R=25Ω，电表均为理想电表(在原线圈c、d两端接入如图乙所示的正弦交流电，下列说法中正确的是 ( )A( 当S与a连接时，电流表的示数为1AB( 当S与b连接时，电压表的示数为50VC( 将S由a拨到b，电阻R消耗的功率增大为原来的4倍D( 无论S接a还是接b，1s内电阻R上电流方向都改变50次27((2014•山东)如图，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上，闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220V和2.2A，以下判断正确的是( )A( 变压器输入功率为484WB( 通过原线圈的电流的有效值为0.6AC( 通过副线圈的电流的最大值为2.2AD( 变压器原、副线圈匝数比n:n=11:3 12628((2014•浙江学业考试),台发电机，输出的功率为1.0×10W，所用输电导线的电阻是10Ω，当发电机接到32输电线路的电压是5.0×10V时，输电导线上的电流是2.0×10A，则在输电导线上损失的热功率为( )3566A( B( C( D( 2.0×10W 4.0×10W 1.0×l0W 2.5×10W 29((2014•临沂模拟)如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原副线圈的匝数比为1:10的理想变压器为一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22W(现闭合开关，灯泡正常发光(则( )A( t=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零B( 交流发电机的转速为50r/sC( 变压器原线圈中电流表示数为1AD( 灯泡的额定电压为220V30((2014•秦州区校级模拟)如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻r，外电路的电阻为R，a、b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，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕轴OO′匀速转动，则以下判断正确的是( )第8页(共10页)2A( 图示位置线圈中的感应电动势最大，其值为E=BLω m2B( 闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e=BLωsinωt C( 线圈从图示位置转过180?的过程中，流过电阻R的电荷量为q= D(线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q=第9页(共10页)一(选择题(共30小题)1(C 2(C 3(A 4(B 5(B 6(AC 7(C 8(AC 9(AD 10(C 11(C 12(AB13(A 14(BD 15(AC 16(D 17(BC 18(D 19(D 20(AD 21(C 22(A 23(BD24(ABD 25(AD 26(C 27(BD 28(B 29(BC 30(D第10页(共10页)。

交变电流----高中物理模块典型题归纳（含详细答案）一、单选题1.我国家用照明电路电压瞬时值可表示为()A. B.C. D.2.如图表示一交流电的电流随时间而变化的图像,此交流电流的有效值是()A.AB.10AC.AD.5A3.（2018•天津）教学用发电机能够产生正弦式交变电流。

利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。

若发电机线圈的转速变为原来的，则（）A.R消耗的功率变为B.电压表V的读数变为C.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变4.小宇为了研究自感现象，利用实验室提供的实验器材设计了如图所示的电路，其中甲、乙为两个完全相同的小灯泡，L为自感系数很大的线圈，且稳定时的电阻与电路中定值电阻R 的阻值相同．则下列说法正确的是()A.开关闭合的瞬间，甲、乙两灯同时变亮B.断开开关的瞬间，甲灯立即熄灭，乙灯过一会儿后熄灭C.闭合开关，当电路稳定时甲、乙两灯的亮度相同D.断开开关的瞬间，m点的电势高于n点的电势5.如图所示为一正弦交变电压随时间变化的图象，由图可知（）A.该交流电的周期为2sB.该交流电电压的有效值为220 VC.用电压表漉量该交流电压时，t=0.0ls时读数为0VD.用电压表测量该交流电压时，任何时刻电压表的读数均为311V6.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l、S2闭合，此时L2正常发光。

下列说法正确的（）A.输入电压u的表达式是B.只断开S2后，L1、L1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 W7.我国使用的交流电的频率为50赫兹，在10秒内电流方向改变了（）A.500次B.50次C.100次D.1000次8.在变电站里，经常要监测电网上的强电流，用到的器材就需要电流互感器．如图所示的四种有关电流互感器的连接方法中，能正确反应其工作原理的是（）A. B. C. D.9.一交变电流的电压表达式为u=100sin120πt（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60HzC.将该电压加在100Ω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50V二、多选题10.理想变压器的原线圈接正弦式电流，副线圈接负载电阻R，若输入电压不变，要增大变压器的输出功率，可行的措施有：（）A.只增大负载电阻R的阻值B.只减小负载电阻R的阻值C.只增大原线圈的匝数D.只增大副线圈的匝数11.如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，容抗和感抗可忽略不计，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2．则（）A.用户端的电压为B.理想变压器的输入功率为UI1﹣I12rC.输电线路上损失的电功率为D.若发电厂输出电压U不变，随着输出功率增大，用户端得到的电压将减小12.如图所示的交流电为u＝311sin(314t＋)V，接在阻值220Ω的电阻两端，则()A.电压表的读数为311VB.电流表的读数为1.41AC.电流表的读数是1AD.2s内电阻的电热是440J13.如图所示，交流发电机E，通过理想升压变压器T1、降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R．其中U1、U3和P1、P3为T1、T2的输入电压和输入功率，U2、U4和P2、P4为T1、T2的输出电压和输出功率．设U1一定，则在正常工作情况下有（）A.U1＞U2B.U2＞U3C.P3=P4D.P1＞P414.如图甲所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向且与线圈共面的轴匀速转动，从某个时刻开始计时，其穿过线圈的磁通量随时间t的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（）乙A.t=0时刻线圈处于中性面位置B.、时刻线圈中的感应电流最大且方向相同C.、时刻穿过矩形线圈的磁通量最大，但感应电流却为零D.. 时刻穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率也为零15.如图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动，转速与风速成正比．某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则（）A.磁铁的转速为10r/sB.电流的表达式为i=0.6sin10πt（A）C.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10πt（A）D.风速加倍时线圈中电流的有效值为0.6 A16.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡、，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示当开关S闭合后()A.A1示数变大，A1与A2示数的比值变大B.A1示数变大，A1与A2示数的比值不变C.V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D.V2示数不变，V1与V2示数的比值不变17.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U1不变，闭合电键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三、综合题18.小型水利发电站的发电机输出功率为24.5kW，输出电压为350V，输电线总电阻为4Ω，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220V，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图所示，求：（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．19.如图所示为一理想变压器，副线圈上接了一个标有“220V，44W”字样的灯泡正常发光，原线圈中的电压表示数为1100V．求：（1）原、副线圈的匝数比；（2）电流表的示数．20.如图所示，某水电站发电机输出功率为200kW，发电机输出电压为400V，通过升压和降压变压器给用户供电，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=1：5，两变压器之间输电线的总电阻为R=1Ω，降压变压器输出电压为U4=220V,求：（1）升压变压器的输出电压U2（2）输送电能的效率η（3）降压变压器原、副线圈匝数比n3：n421.某学校一套校内备用供电系统，由一台内阻为的发电机向全校22个教室（每个教室有“ ，”的白炽灯9盏）供电，如果输电线的总电阻，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是和，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？答案一、单选题1.【答案】B【解析】【分析】我国照明电路有效电压值为220V，所以交流电的峰值为,所用交流电的频率为50Hz，所以，故交流电瞬时表达式为：故选B。

表征交变电流的物理量 典型例题解析【例1】一个电阻接在10V 的直流电源上，它的发热功率为通交变电流时′＝＝＝；有效P U /R (U )/R 50/R 2m 2/2解答：①图甲为正弦交流电其有效值＝＝，周期I I 3.55 A T 1m 1/2in314tV ，在t ＝时电压的值为10V ，则接在电路两端的电压表读数为多少点拨：交流电表的读数应是交流电的有效值．参考答案：。

【例4】下列说法正确的是 [ ]A ．在一个周期内电流的方向改变两次B ．交流电的最大值总是有效值的倍2C ．若正弦交流电的最大值为10V ，则它的最小值为－10VD ．演示交流电随时间变化规律时，应采用交流电流表点拨：线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次；只有正弦交流电其最大值才是有效值的倍，交流电的正负表示方向；只有直流电流2 表的偏向、偏角大小随电流方向、大小发生变化．参考答案：A跟踪反馈1．四个接220V 交流电的用电器，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 ．电流最大值的的电熨斗C ．每秒发热40ca 的电热器D ．额定电流I ＝的电烙铁2．下列说法正确的是[ ]A ．用交流电压表测量交流电压时，指针来回摆动B ．一周期内交流的方向改变两次C．如果交流的最大值是5A，则最小值为－5AD．用电器上所标电压值是交流的有效值3．一电阻接在10V直流电源上，电热功率为P；当它接到电压u＝10in ωtV上时功率为[ ] A．B．C．PD．2P4．如图18－12为一交流的电压与时间图像，它的有效值为________V．参考答案1．C，2．B、D，3．B，4．。

《交变电流的产生及描述》典型题1．(多选)关于中性面，下列说法正确的是( )A．线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零B．线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大C．线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次D．线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变一次2．某小型旋转电枢式发电机所产生的交流电电动势为110 V、频率为60 Hz，要使它产生的电动势变为220 V、频率变为50 Hz，需要调整线圈的转速n、匝数N或磁感应强度的大小B.下列调整合适的是( )A．使n变为原来的1.2倍，B变为原来的2倍，N变为原来的1.2倍B．使n变为原来的56，B变为原来的56，N变为原来的2倍C．使n变为原来的56，N变为原来的2倍，B不变D．使n变为原来的56，N变为原来的2.4倍，B不变3．一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甲所示，则下列说法正确的是( )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，交流电动势达到最大D．该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示4．(多选)如图，M为半圆形导线框，圆心为O M；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线O M O N 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．现使线框M 、N 在t ＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过O M 和O N 的轴，以相同的周期T 逆时针匀速转动，则( )A ．两导线框中均会产生正弦交流电B ．两导线框中感应电流的周期都等于TC ．在t ＝T 8时，两导线框中产生的感应电动势相等D ．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等5．(多选)图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，○A 为交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO ′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是( )A ．电流表的示数为10 AB ．线圈转动的角速度为50π rad/sC ．0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行D ．0.02 s 时电阻R 中电流的方向自右向左6．A 、B 是两个完全相同的电热器，A 通以图甲所示的方波交变电流，B 通以图乙所示的正弦交变电流，则两电热器的电功率之比P A ∶P B 等于( )A ．5∶4B ．3∶2 C.2∶1 D ．2∶17．如图所示为一正弦交流发电机和交流电路模型．图中电流表的示数为1 A ，电阻R 的阻值为2 Ω，线圈转动角速度ω＝100π rad/s.则从图示位置开始计时，电阻R 两端交变电压的瞬时值表达式为( )A ．u ＝2sin100πt (V)B ．u ＝2cos100πt (V)C ．u ＝22sin100πt (V)D ．u ＝22cos100πt (V)8．(多选)100匝的线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势为e ＝1002sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100πt ＋π3V ，下列说法正确的是( ) A ．交变电动势有效值为100 VB ．交变电动势有效值为100 2 VC ．穿过线圈的最大磁通量为2π WbD ．穿过线圈的最大磁通量为2100π Wb9．如图所示，正方形单匝线框abcd 的边长为L ，每边电阻均为r ，线框在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω绕cd 轴从图示位置开始匀速转动，转轴与磁感线垂直．一理想电压表用电刷接在线框的c 、d 两点上，下列说法中正确的是( )A ．电压表读数为22BωL 2B ．电压表读数为28BωL 2C ．从图示位置开始计时，流过线框电流的瞬时值表达式为i ＝BωL 24r sin ωtD ．线框从图示位置转过π2的过程中，流过cd 边的电荷量为q ＝BL 2r10．图甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e 随时间t 变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈的内阻不计，外接灯泡的电阻为12 Ω.则( )A ．在t ＝0.01 s 时刻，穿过线圈的磁通量为零B ．电压表的示数为6 2 VC ．灯泡消耗的电功率为3 WD ．若其他条件不变，仅将线圈的转速提高一倍，则线圈电动势的表达式e ＝12 2sin 100πt (V)11．如图是某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图．他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流计相连．摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场(可视为匀强磁场)垂直．摇动时，铜芯线所围成半圆周的面积S ＝2 m 2，转动角速度ω＝10 2 rad/s ，用电流计测得电路中电流I ＝40 μA ，电路总电阻R ＝10 Ω，g 取10 m/s 2，π2＝2.25.(1)求该处地磁场的磁感应强度B；(2)从铜芯线所在平面与该处地磁场平行开始计时，求其转过四分之一周的过程中，通过电流计的电荷量q；(3)求铜芯线转动一周的过程中，电路产生的焦耳热Q.12．如图所示，交变电流发电机的矩形框ab＝dc＝0.40 m，bc＝ad＝0.20 m，共有50匝线圈，其电阻r＝1.0 Ω，在磁感应强度B＝0.20 T的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的对称轴OO′以100πr/s的转速匀速转动，向R＝9.0 Ω的电阻供电，求：(1)发电机产生的电动势的最大值；(2)交变电流电压表和电流表的示数；(3)此发电机的功率．《交变电流的产生及描述》参考答案1．(多选)解析：选AC.中性面是线圈平面与磁感线垂直的位置，线圈经过该位置时，穿过线圈的磁通量最大，各边都不切割磁感线，不产生感应电动势，所以磁通量的变化率为零，A 项正确，B 项错误；线圈每经过一次中性面，感应电流的方向改变一次，但线圈每转一周时要经过中性面两次，所以每转一周，感应电流方向就改变两次，C 项正确，D 项错误．2．解析：选D.因为发电机产生的交流电电动势110 V 指的是有效值，故其最大值为E m1＝110 2 V ，调整后为E m2＝220 2 V ，即E m1E m2＝12，根据E m ＝NBSω和ω＝2πn ，可知，选项A 中，E m2＝1.2N ×2B ×S ×1.2×2πn ＝2.88E m1，故选项A 错误；B 、C 、D 三个选项中的调整使频率均变为原来的56，即50 Hz ，只有D项中的调整可使最大感应电动势增大到原来的2倍，故选项B 、C 错误，D 正确．3．解析：选B.由Φ－t 图知，t ＝0时，Φ最大，即线圈处于中性面位置，此时e ＝0，故A 、D 两项错误；由图知T ＝0.04 s ，在t ＝0.01 s 时，Φ＝0，ΔΦΔt 最大，e 最大，则B 项正确；在t ＝0.02 s 时，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，e ＝0，则C 项错误．4．(多选)解析：选BC.两导线框匀速转动切割磁感线产生感应电动势的大小不变，选项A 错误；导线框的转动周期为T ，则感应电流的周期也为T ，选项B 正确；在t ＝T 8时，切割磁感线的有效长度相同，两导线框中产生的感应电动势相等，选项C 正确；M 导线框中一直有感应电流，N 导线框中只有一半时间内有感应电流，所以两导线框的电阻相等时，感应电流的有效值不相等，选项D 错误．5．(多选)解析：选AC.由题图乙知I m ＝10 2 A ，I ＝I m 2＝10 A ，A 正确．T ＝2×10－2s ，ω＝2πT ＝100π rad/s ，B 错误．t ＝0.01 s 时，i ＝I m ，此时线圈平面与磁场方向平行，C 正确．由右手定则判定0.02 s 时电阻R 中电流方向自左向右，D 错误．6．解析：选A.对甲有P A ＝I 20R ·T 2＋⎝ ⎛⎭⎪⎫I 022R ·T 2T ＝58I 20R ，对乙有P B ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫I 022R ＝12I 20R ，则P A ∶P B ＝5∶4，A 正确，B 、C 、D 错误．7．解析：选 D.图示位置为线圈平面与中性面垂直的位置，因此线圈产生的电流的瞬时值表达式为i ＝I m cos ωt ＝2cos100πt (A)，则电阻R 两端的瞬时电压为u ＝iR ＝22cos100πt (V)，D 项正确．8．(多选)解析：选AD.由交流电的表达式可知，该交变电压的最大电动势为100 2 V ，故电动势的有效值为100 V ，选项A 正确；角速度ω＝100π，而E m ＝nBSω＝nΦm ω，所以Φm ＝E m nω＝2100π Wb ，选项D 正确．9．解析：选B.线框在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势的最大值为E m＝BL 2ω，对应有效值为E ＝22E m ＝22BL 2ω，电压表读数为E 4＝28BL 2ω，B 正确，A 错误；图示位置线框磁通量为零，产生的感应电动势为最大值，则感应电流瞬时表达式为i ＝BωL 24r cos ωt ，C 错误；线框从题图所示位置处转过π2的过程中，流过cd 的电荷量为q ＝ΔΦR ＝BL 24r ，D 错误．10．解析：选C.在t ＝0.01 s 的时刻，电动势为0，则线圈位于中性面，穿过线圈的磁通量最大，选项A 错误；电动势的最大值为E m ＝6 2 V ，电压表测量的为有效值，故示数为6 22V ＝6 V ，选项B 错误；灯泡消耗的电功率P ＝E 2R ＝6212 W ＝3 W ，选项C 正确；周期为0.02 s ，则瞬时电动势的表达式为e ＝E m sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT t ＝6 2sin 100πt(V)，转速提高一倍后，最大值变成12 2 V，ω＝2πn，故角速度变为原来的2倍，表达式应为e＝12 2sin 200πt(V)，选项D错误．11．解析：(1)铜芯线中产生的是正弦交流电，则I m＝2I，E m＝I m R，E m＝BSω，解得B＝2×10－5T.(2)从铜芯线与地面平行开始至铜芯线转动四分之一周的过程中，E＝ΔΦ/t，E＝IR，q＝It，解得q＝4×10－6C.(3)铜芯线转动一周，电路中产生的焦耳热Q＝I2RT，解得Q＝7.2×10－9 J.答案：(1)2×10－5T (2)4×10－6 C(3)7.2×10－9 J12．解析：(1)线圈面积S＝ab·ad＝0.4×0.2 m2＝0.08 m2线圈旋转角速度ω＝2πn＝100×2ππrad/s＝200 rad/sE m＝NBωS＝50×0.2×200×0.08 V＝160 V(2)电压表示数(即路端电压示数)U＝ER＋r·R＝162×9.0 V＝72 2 V电流表示数I＝I m2＝162A＝8 2 A(3)发电机的功率P＝UI＝E2R＋r＝⎝⎛⎭⎪⎫160229.0＋1.0W＝1 280 W答案：(1)160 V(2)U＝72 2 V I＝8 2 A(3)P＝1 280 W。

一、选择题1．图甲所示是一台小型发电机，该发电机线圈的内阻为10 Ω，外接灯泡的电阻为90 Ω，图乙所示为该发电机产生的交变电流的电动势随时间变化的正弦规律图像。

下列说法正确的是（）A．在t=0.01s时，电压表的示数为零B．在t=0.005s时，通过线圈的磁通量最大C．在1 s内，灯泡产生的焦耳热为108.9J D．电路中电流的有效值约为1.6 A2．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1：n2=3∶1，正弦交流电压有效值为U0恒定，电路中四个电阻R1=R2=R3=R4，理想电压表示数为U，则下列说法正确的是（）A．R1与R2的电流之比为1∶1B．R1与R2的电压之比为3∶1C．R1与R2的功率之比为1∶3D．R1与R2的功率之比为1∶93．远距离输电的原理图如图所示，T1、T2为理想变压器，其原、副线圈匝数比分别为1：10和10：1，输电线路的总电阻R=10Ω，A、B均是额定电压为220V额定功率为1100W的电热器。

开关S断开时，用电器A正常工作，则下列说法正确的是（）A．开关S断开时，输电线的热功率为2.5WB ．变压器T 1的输入电压为225VC ．闭合开关S ，输电线损失的电压不变D ．闭合开关S ，用电器A 、B 均正常工作4．如图所示，电路中的变压器为理想变压器，U 为正弦式交变电压，R 为变阻器，R 1、R 2是两个定值电阻，A 、V 分别是理想电流表和理想电压表，则下列说法正确的是（ ）A ．闭合开关S ，电流表示数变大、电压表示数变大B ．闭合开关S ，电流表示数变小、电压表示数变大C ．开关S 保持闭合，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变小D ．开关S 保持闭合，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变大 5．如图所示，一小水电站，输出的电功率为20kW P =，输出电压0400V U =，经理想升压变压器1T 变为2000V 电压远距离输送，输电线总电阻为10Ωr =，最后经理想降压变压器2T 降为220V 向用户供电。

高二物理选修3-2交变电流练习题 (含答案)1、图中属于交变电流的是（）2、如图表示交变电流的图像是（）3、在交流发电机中，矩形线圈由中性面开始绕轴匀速转动，产生的交流电动势与时间的关系如图所示，以下说法正确的是（）A. 在t1时刻穿过线圈的磁通量最大B. 在t2时刻穿过线圈的磁通量为零C. 在t3时刻穿过线圈的磁通量变化率最大D. 在t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零4、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时，不正确的是（）A. 线圈平面与磁感线方向垂直B. 通过线圈的磁通量达到最大值C. 线圈中的电动势为零D. 通过线圈的磁通量变化率达到最大值5、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，感应电动势最大C. 穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零D. 线圈每通过中性面两次，电流方向改变一次6、正弦式交变电流是由矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动时产生的，这种情况下电动势的最小值出现在（）A. 穿过线圈的磁通量为零时B. 线圈经过中性面时C. 穿过线圈的磁通量变化最快时D. 线圈边框与磁感线平行时7、矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直磁场方向的轴匀速转动时，线圈平面跟中性面重合的瞬间，下面的说法中正确的是（）A. 线圈中的磁通量为零B. 线圈中的感应电动势最大C. 线圈的每一边都不切割磁感线D. 线圈所受的磁场力不为零8、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所示，下面说法正确的是（）A. 交流电动势的有效值为20VB. 交流电动势的有效值为10√2VC. t=0.01s线圈处于中性面D. 交流电动势的频率为50Hz9、一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电动势e=311sin(50πt)V，则（）A. 此交变电动势的频率是50HzB. 用交流电压表测量时的示数是220VC. 在t=0.1s时穿过线圈的磁通量为零D. 在t=0.5s时线圈平面与中性面重合，磁通量变化率最小10、一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势e=220√2sin100πt(V)，那么（）A. 该交变电流的频率是50HzB. 当t=0时，线圈平面恰好位于中性面s时，e有最大值 D. 该交变电流电动势的有效值为220√2VC. 当t=110011、矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是（）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零12、一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像如图1所示，则下列说法中正确的是（）A. t=0时刻线圈平面在中性面位置B. t=0.01s时刻Ф的变化率达最大C. 0.02s时刻感应电动势达到最大D. 该线圈相应的感应电动势图像如图2所示13、如图一矩形线圈，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t变化如图，下列说法中正确的是（）A. t1时刻线圈位于中性面B. t2时刻通过线圈的磁通量最大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变化方向时，通过线圈的磁通量最大14、由交流电动势瞬时值表达式e=10√2sin4πt(V)，可知（）A. 此交流电的频率是4πHzB. 此交流电的周期是0.5sC. 此交流电动势额最大值为10VD. 此交流电动势的有效值为10√2V15、如图所示，一矩形闭合线圈，面积为S，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的位置开始计时，则（）时刻，线圈中的感应电动势最小A. 在t=πω时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大B. 在t=πωC. 线圈中感应电动势的瞬时值表达式为e=BSωsinωtD. 若将线圈的角速度增为原来的2倍，则线圈中感应电流的有效值也增为原来的2倍16、如图所示，一个面积为S。

习题精选一、选择题1．下列各个量，其中所指有效值的是（）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．家庭用的交变电压．2．由交变电动势的瞬时表达式V可知（）A．此交流的频率是．B．此交流的周期是s．C．此交流电动势的有效值V．D．s时，该交流电动势达最大值．3．下列关于交变电流的说法中，其正确的是（）A．若交变电流的最大值是10A，则有效值一定是A．B．用交流电流表测量交流电流时，指针来回摆动．C．演示交变电流随时间的变化规律时，应采用直流电流表．D．我国照明用电的交变电压V．4．一电热器接在V直流电压上，消耗的电功率为，当把它接在一正弦交变电压上时，消耗的电功率为，则该交变电压的最大值是（）A．5V B．V C．10V D．V5．一电阻接在10V的直流电源上时的热功率跟接在交变电源上时的热功率相等，则（）A．交变电源电压的有效值是10V．B．交变电源电压的最大值一定是V．C．交变电源在一个周期内电压的平均值是10V．D．以上结论均不正确．6．如图所示，交变电压为V，电阻V的阻值为，则（）A．电压表读数为3llV．B．电流表读数为A．C．电阻产的热功率为220W．D．在内电阻R上产生的焦耳热是88J．7．四个接220V交流电的用电器，通电时间相同，其中消耗电能最多的是（）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168J的电热器．D．额定电流为0.5A的电烙铁．8．如图是某交变电流的图像，该交变电流的有效值为（）A． A B．4A C． A D．6A9．某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动势变化规律为，保持其它条件不变，使该线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时所产生的电动势的瞬时表达式将变为下述的：（）A． B．C． D．10．一长直导线通以正弦交流，在导线下有一断开的线圈，如图所示，那么，相对于b来说，a的电势最高时是在：（）A．交流电流方向向右，电流强度最大时；B．交流电流方向向左，电流强度最大时；C．交流电流方向向左，电流减少到零时；D．交流电流方向向右，电流减少到零时；11．如图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随时间的变化如图所示，下面说法中正确的是( )A．时刻通过线圈的磁通量为零B．时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C．时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D．每当变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大．12．如图，距离足够大的两平行金属板上接正弦交流电压，其间有一电子，当时，电子处于静止状态，那么，电子的运动情况应是（）A．电子作简谐振动B．在足够长的时间内，电子到达A板C．当时，电子的速度达到最大值D．当时，电子回到出发点13．甲、乙两线圈绕同一轴线在匀强磁场中转动，产生的交流图像如图所示，下列说法中正确的有（）A．两线圈包围的面积相同B．两线圈中感应电动势的有效值相同C．两线圈平面不可能同时和磁感线平行D．两线圈包围的面积之比为2：114．正弦交流电压的峰值为10V，周期为0.2s，将此电压接在10 的电阻上，在0.05s内电阻上产生的热量（）A．可能为零 B．一定为0.25JC．不可能大于0.25J D．可能小于是0.25J二、填空题1．一交变电压随时间变化的图像如图所示，则此交流的频率是_______ ，若将该电压加在的电容器上，则电容器的耐压不应小于_______V；若将该电压加在阻值为的纯电阻用电器上，用电器恰恰能正常工作，为保证电路的安全，电路中保险丝的额定电流为______A．2．如图所示，一半径为的半圆形闭合线圈，回路电阻为，以直径为轴在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，转速为，则驱动线圈转动外力的功率为________，线圈每转一圈产生的焦耳热为________．3．用手摇交流发电机模型做演示实验时，如果观察到并在线圈两端的小灯泡的发光每分钟闪烁50次，则手摇发电机线圈的转动频率是________ ．4．有一交变电压的变化规律为V，若将一辉光电压是220V 的氖管接上此交变电压，则在1s内氖管发光的时间是________s．5．某交流电压随时间的变化规律如图所示，则此交流电的频率是_______Hz．若将该电压加在10uf的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_________V；若将该电压加在一阻值为1K 的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，该电路中保险丝的额定电流不能低于__________A．6．正弦交流电压加在一氖管的两端，已知当氖管两端的电压达25V时开始发光，则此氖管在一个周期内发光的总时间是___________s．通电10min内，氖管发光的次数是_____________次．三、计算题1．某电路两端的交变电压，在时，电压值为10V，求接在此电路两端的交流电压表的示数，如将阻值为的电阻接入电路，求电阻上产生的焦耳热功率．2．一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈的匝数，穿过线圈的磁通量随时间的变化关系如图所示，发电机线圈的电阻，外电路电阻，求串联在外电路中的交流电流的读数．3．如图所示，是半径为，电阻不计的圆周长的金属槽环，固定于竖直平面内，圆心为，是一根质量不计的金属杆，其电阻为，它的一端挂在点，另一端连一个金属小球，小球的质量为，跟槽接触良好，是一竖直的不计电阻的金属杆，组成闭合回路，整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，现将小球从图示位置由静止释放，不计—切摩擦，小球滑到点时的速度为，所经历的时间为，求这一过程中杆上感应电动势的有效值．答案：一、1．ABD 2．BC 3．C 4．B 5．A 6．C 7．C 8．D 9．C 10．C 11．D 12．BC 13．BCD 14．D（提示：正弦交流在一小段有限的时间内，有效值不一定是峰的）．二、1．50，200，2．，3．4．5．50，200，0.14（与第1题答案相似，是一个变形）6．，6×10 （提示：利用正弦函数图像来求）．三、1．V；1W．2．A．3．（提示：利用能量关系解）．。

(每日一练)高中物理电磁学交变电流典型例题单选题1、在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示。

已知矩形线圈的匝数N=100，以角速度ω=100πrad/s绕OO′轴匀速转动，则（）A．t=0.005s时线圈中磁通量的变化率为零B．t=0.01s时线圈平面与中性面重合C．穿过线圈的最大磁通量为1WbD．1s内交变电流方向改变50次答案：B解析：A．t=0.005s时感应电动势最大，线圈的磁通量变化率也最大，A错误；B．t=0.01s时感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，线圈平面与中性面重合，B正确；C．感应电动势的最大值为314V，由E m=NΦmω可得：Φm=0.01WbC错误；D．在每个周期T=0.02s时间内，交变电流方向改变两次，则在1s时间内方向可改变100次，D错误；故选B。

2、在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，电阻为r，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO’轴以角速度ω匀速转动(如图甲所示)，产生的感应电动势e随时间t的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路。

下列说法中正确的是（）A．从t3到t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量为零B．从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为2E0(R+r)ωC．t4时刻穿过线圈的磁通量变化率大小为E0D．电阻R的发热功率为RE022(R+r)2答案：D解析：A．从t3到t5这段时间穿过线圈磁通量的变化量为ΔΦ1=2BS 故A错误；B．通过电阻的电荷量Q=IΔt=E̅R+rΔt=nΔΦR+r=nBSR+r又E0=nBSω所以t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量Q=E0(R+r)ω故B错误；C．由于t4时刻产生的电动势最大，因为电动势最大时，线圈中磁通量的变化率最大，为ΔΦΔt =E0n故C错误；D．求功率时需用有效值，所以E=E √2又因为I=E R+r所以R的发热功率为P=(ER+r)2R=RE022(R+r)2故D正确。

(每日一练)通用版高中物理电磁学交变电流典型例题单选题1、近十年来，我国环形变压器从无到有，已形成相当大的生产规模，广泛应用于计算机、医疗设备、家电设备和灯光照明等方面，如图甲所示。

环形变压器与传统方形变压器相比，漏磁和能量损耗都很小，可视为理想变压器。

如图乙所示的环形变压器原线圈匝数n1=880匝，副线圈接一个“12V，22W”的照明电灯L，电压表与电流表均为理想交流电表。

原线圈所接正弦式交流电源的电压随时间变化的关系图像如图丙所示，最大值U m= 220√2V。

此时，照明电灯恰好正常发光。

则（）A．该交流电的方向每秒改变50次B．副线圈匝数约为34匝C．此时电流表的读数为0.1AD．若副线圈两端再并联多个规格与L完全相同的照明电灯，则每个电灯都不能正常工作答案：C解析：A．交流电周期为T=2×10−2s1s内包含50个周期，方向改变100次，故A错误；B．输入电压的有效值U1=220√2√2=220V照明点灯正常发光，副线圈的电压U2=12V 根据U1 U2=n1 n2可知n2=48匝故B错误；C．根据P=U2I=U1I1解得I1=0.1A故C正确；D．输入电压不变，匝数比不变，副线圈输出电压不变，并联的每盏灯均正常工作，故D错误。

故选C。

2、如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。

变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。

输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻。

如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（）A．用户的用电器是串联的，R增大B．A1的示数变小C．V3示数变化量的绝对值与A2示数变化量的绝对值的比值不变D．V1与V2示数的比值等于A1与A2示数的比值答案：C解析：A．用户的用电器是并联的，当用户的用电器增加时，R减小，故A错误；B．根据变压器的电压之比等于匝数之比U1U2=n1n2，由于原线圈电压不变、匝数比不变，则电压表V2的示数不变；当用户的用电器增加时，总电阻减小、总电流增大，所以A2的示数变大，根据理想变压器的电流之比等于匝数的反比I2I1=n1n2，所以电流表A1的示数也增大，故B错误；C．对于副线圈所在的电路，根据闭合电路的欧姆定律可得U2＝I2R0+U3解得U3＝U2﹣I2R0由于U2和R0为定值，则ΔU3ΔI2=R0故C正确；D．根据B选项可知，V1与V2示数的比值等于A2与A1示数的比值，故D错误。

(每日一练)人教版2022年高中物理交变电流经典大题例题单选题1、如图所示，理想变压器原线圈两端接稳定的交流电压，副线圈接有三个阻值相同的电阻，电流表为理想电流表。

开关S断开时，电流表的示数为I，则在开关S闭合后，电流表的示数为（）A．32I B．43I C．54I D．65I答案：B解析：设原、副线圈匝数的比值为k，当开关S断开时，由n1 n2=I2I1=k可知，流过副线圈的电流大小为kI；设开关S闭合后电流表的示数为I′ ，同理可知流过副线圈的电流为kI′。

由于开关S闭合前后，副线圈两端的电压不变，有kI⋅2R=kI′⋅3 2 R解得I′=4 3 I故选B。

2、如图所示，理想变压器原线圈接电压有效值为220V的正弦式交流电源，原、副线圈的匝数比为5:1，R1= 2R3=20Ω，理想电流表的示数为1.0A，则下列判断正确的是（）A．电阻R2的阻值为4ΩB．电阻R1和R3两端电压相同C．电源的输出功率为220WD．电阻R3消耗的电功率是电阻R2消耗电功率的2倍答案：C解析：A．设电流表的读数为I，通过原线圈的电流为I1，由变压比公式可得220V−I1R1=5IR2由电流关系可得5I1=I+IR2 R3将两式联立并代入数据求解可得R2=40ΩI1=1.0A A错误；B．由以上分析可得流过电阻R3的电流大小为I′=4A电阻R1两端的电压为U R1=I1R1=20V 电阻R3两端的电压为U R3=I′R3=40V B错误；C．电源的输出功率为P=UI1=220W C正确；D．电阻R2消耗的电功率为P R2=I2R2=40W 电阻R3消耗的电功率为P R3=I′2R3=160W 故P R3=4P R2D错误。

故选C。

3、如图所示，理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）D1与电阻R1串联、理想二极管D2和电阻R2串联，然后并联接入理想变压器的副线圈中，电阻R1＝R2＝R。

变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接入电压为U0的正弦交流电，图中的电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（）A．若电阻R1上的电流有效值为I1，则电流表的示数为I1B．若R1两端的电压有效值为U1，电压表示数为√2U1C．副线圈上的电流有效值是电阻R1上电流的两倍D．原线圈的输入电压是电阻R1两端电压的4倍答案：B解析：AC．设副线圈的输出电压为U，输出电流为I，根据变压器的电压之比等于匝数之比可得U1 U2=n1 n2解得原线圈的输入电压为U1=2U 根据理想变压器的电流之比等于匝数的反比可得I2 I1=n1 n2则原线圈的电流为I2，则输出功率为P=I2R由对称性可知两电阻功率相等，所以每个电阻的功率为P2，则有P2=I′2R解得每个电阻上的电流的有效值为I′=√2 2I综上所述可知，若电阻R1上的电流有效值为√22I1，副线圈的电流I≠2×√2 2I1则电流表的示数为I12，故AC错误；BD．若R1两端的电压有效值为U1，根据P 2=12×U V2R=U12R解得U V=√2U1根据变压器的电压之比等于匝数之比可得U1 U2=n1 n2解得原线圈的输入电压为U1=2√2U1故B正确，故D错误。

(每日一练)通用版高中物理电磁学交变电流经典大题例题单选题1、如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有阻值R0＝24Ω和R1＝5Ω、R2＝4Ω的定值电阻，原线圈左侧接一正弦交流电源，开关闭合前后副线圈的输出功率不变，则原、副线圈的匝数的比值为（）A．2B．4C．6D．8答案：A解析：设原、副线圈的匝数的比值为k，原线圈左侧接一正弦交流电源的输出电压为U，开关闭合时，R1短路，副线圈后面只有R2接入电路，设此时原线圈的电流为I1，根据电流之比等于匝数反比可得副线圈的电流为kI1；开关断开时，副线圈后面R1和R2串联接入电路，设此时原线圈的电流为I2，根据电流之比等于匝数反比可得副线圈的电流为kI2，则有(kI1)2R2=(kI2)2(R1+R2)可得2I1=3I2对开关闭合和断开的情况分别有UI1=I12R0+(kI1)2R2，UI2=I22R0+(kI2)2(R1+R2)联立以上各式可得k=2故选A。

2、手机无线充电是比较新颖的充电方式．如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量．当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电．在充电过程中（）A．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化B．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变C．送电线圈和受电线圈无法通过互感现象实现能量传递D．手机和基座无须导线连接，这样传递能量没有损失答案：A解析：A．由于送电线圈中通入正弦式交变电流，根据麦克斯韦理论可知送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化，A正确；B．周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，所以受电线圈中感应电流仍是正弦交流电，产生的磁场也是周期性变化的，B错误；C．无线充电利用的是电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，C错误；D．无线充电器的优点之一是不用传统的充电线连接到需要充电的终端设备上，但充电过程中仍有电能量损失，D错误。