交变电流一章末检测

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22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 ΔΦΔt .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 1n 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 2n 1，但是变压关系总满足U 1U 2＝n 1n 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 ＝1πT ，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 2B ．n 21∶n 22C ．n 2∶n 1D ．n 22∶n21四、远距离输电【例4】有条河流，流量Q＝2 m3·s－1，落差h＝5 m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 V，输电线总电阻R＝30 Ω，允许损失功率为输出功率的6%.为满足用电的需要，则该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V,100 W”的电灯正常发光？1.用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如图所示的模型，即理想变压器原线圈电压稳定，副线圈上通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，当开关S闭合时()A．通过L1的电流减小B．R两端的电压增大C．副线圈输出电压减小D．副线圈输出功率减小2．学校的变压器把电压为1 000 V的交流电降压为u＝311sin 100πt V后供给各教室，输电线的零线b上保持零电势不变，而火线a上的电势随时间周期性变化．为保证安全用电，教室里电灯的开关要接在火线上，如图所示，下列说法正确的是()A．变压器原线圈与副线圈的匝数比为50∶11B．此交流电的频率为100 HzC．开关断开时其两触点间的电压为220 VD．火线上的最高电势与最低电势之差为311 V3．通有电流i＝I m sin ωt的长直导线OO′与断开的圆形线圈在同一平面内，如图所示，(设电流由O至O′为电流正向)为使A端的电势高于B端的电势且U AB减小，交流电必须处于每个周期的()A．第一个14周期B．第二个14周期C．第三个14周期D．第四个14周期4．为了测定和描绘“220 V,40 W”白炽灯灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电．调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈L绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在220 V交流电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头P，移动它的位置，就可以使输出电压在0～250 V之间连续变化，图5－6中画出的是调压变压器的电路符号．实验室内备有交流电压表，交流电流表，滑动变阻器，开关，导线等实验器材．(1)在图5－6中完成实验电路图．(2)说明按你的实验电路图进行测量，如果电表内阻的影响不能忽略，在电压较高段与电压较低段相比较，哪段误差更大？为什么？交变电流章末总结一、交变电流的产生规律【例1】 解析 (1)e ＝E m sin ωt ＝NBS ·2πn sin(2πnt )＝500sin(10πt )．(2)当t ＝130s 时，电动势的瞬时值e ＝500sin(10π×130) V ＝433 V .(3)电动势的有效值为E ＝E m 2＝5002V ＝353.6 V ，电流表的示数为I ＝ER ＋r ＝35.4 A ，电压表的示数为U ＝IR ＝35.4×9 V ＝318.6 V.答案 (1)e ＝500sin(10πt ) V (2)433 V (3)318.6 V 35.4 A二、交变电流图象的考查【例2】解析 由于线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动时，交变电流的公式仍然适用．由图可以直接读出交变电流的最大值E m 和周期T .感应电动势为最大值时，线圈平面与磁场方向平行，感应电动势的最大值为E m ＝NBSω，式中的N ＝1，ω＝2πT ，由此可求得B ＝E m T2πS.从图象可以看出，线圈开始转动时为最大值，这时线圈平面与磁场B 方向平行，从开始时刻起线圈转过的角度，也就是线圈平面与B 的夹角，设这个夹角为θ，则θ＝ωt ，在t ＝T /12时刻，θ＝ωt ＝2πT ×T 12＝π6.答案 E m T 2πS π6三、理想变压器的考查【例3】 解析 两电源的输出电压和输出功率都相等，说明两电源的电流都相等，对于连接变压器的电源，其电流I 1与副线圈的电流I 2关系为：I 1I 2＝n 2n 1，I 2＝U 2R 2，I 1＝n 2U 2n 1R 2，U 2＝n 2n 1U 1，I 1＝n 22U 1n 21R 2① 直接接电阻R 1的电源的电流为I ＝UR 1，I ＝I 1，U ＝U 1将它们代入①式后可得R 1∶R 2＝n 21∶n 22. 答案 B四、远距离输电【例4】解析 按题意画出远距离输电的示意图，如下图所示．电源端的输出功率=mghP Q gh t ηηρ=总 =342 1.0101050.5510W W ⨯⨯⨯⨯⨯=⨯输电线上的功率损失P 损=I2R所以输电线中电流为I ====10 A升压变压器1B 的原线圈电压1U U =出=240 V副线圈送电电压为43251051010P U V V I ⨯===⨯总所以升压变压器的变压比为12123240::510n n U U ==⨯=6∶125输电线上电压的损耗ΔU 损=IR=10×30 V=300 V则降压变压器2B 的原线圈的电压312=510U U U V '=-∆⨯-损300 V=4 700 V据题意知，U2′=220 V ，所以降压变压器的匝数比为1212::n n U U ''''==4 700∶220=235∶11因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为445105100.06=100P N P ⨯-⨯⨯=总损灯-P 盏=470盏 答案 1n ∶2n =6∶125 1n '∶2n '=235∶11 4701. 答案 AB2．答案 AC3． 答案 A解析 由E ∝ΔΦΔt ∝Δi Δt 可知，要E 减小，即要ΔiΔt减小，题中要求ΦA >ΦB ，由楞次定律知，只有在0～T4才符合要求．4． 答案 (1)如图所示，开关应接在火线上，电流表内接和外接都可以．(2)如果采用电流表外接法，电压较高段误差更大，因为电压越高，灯丝电阻越大，由于电压表分流而造成的误差越大；如果采用电流表内接法，电压表较低段误差更大，因为电压越小，灯丝电阻越小，由于电流表分压造成的误差越大．章末检测一、选择题1．日常生活中，我们常用微波炉来加热食品，它是利用微波来工作的．接通电源后，220 V 的交流电经过变压器后，在次级产生2 000 V高压交流电，加到磁控管两极之间，使磁控管产生微波．下列说法中正确的是()A．微波炉的变压器原副线圈的匝数之比为11∶100B．微波炉的变压器原副线圈的匝数之比为100∶11C．微波炉的输出功率是由输入功率确定的D．微波炉的输入功率是由输出功率确定的答案AD解析根据理想变压器的电压和匝数成正比，所以原副线圈的匝数比为11∶100，对于变压器，输入功率是由输出功率决定的．2．如图1所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin 314t V的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是()图1A．A1的示数不变，A2的示数增大B．A1的示数增大，A2的示数增大C．V1的示数增大，V2的示数增大D．V1的示数不变，V2的示数减小答案 D解析温度升高, R总↓→R总↓→I总↑→↓→↓→↑，而接在原线圈的电源两端，不发生变化，D正确．3．正弦交流电源与电阻R1、R2、交流电压表按图2甲所示的方式连接，R1＝20 Ω，R2＝10Ω，交流电压表的示数是20 V，图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则()图2 A．通过R1的电流i1随时间t变化的规律是i1＝22cos 10πt (A)B．通过R1的电流i1随时间t变化的规律是i1＝22sin 10πt (A)C．R2两端的电压u2随时间t变化的规律是u2＝20cos 10πt (V)D．R2两端的电压u2随时间t变化的规律是u2＝20cos 100πt (V)答案 A解析电压表的示数是电压的有效值，即R2两端的电压的有效值为20 V，所以最大值为20 2V，C、D选项都不对；电路中的电流的有效值为20/10 A＝2 A，按照余弦规律变化．4．如图3所示图3是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，下列图象中能正确反映线框中感应电动势e随时间t变化规律的是()答案D5．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4所示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是()图4A．输出电压的最大值为36 VB．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220 V，频率为50 Hz答案 D解析 由变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2得，输出电压的最大值U m2＝U m1n 2n 1＝220 2×955V ＝36 2V ，原、副线圈电流比与匝数成反比，故I 1∶I 2＝9∶55；变压器输入功率等于输出功率，即P 1∶P 2＝1∶1；从图象可看出，交流电压最大值为220 2 V ，则有效值为220 V ，周期T ＝2×10－2 s ，则f ＝1T＝50 Hz.6．图5是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器．已知变压器原线圈与副线圈匝数比n 1n 2＝120，加在原线圈的电压为u 1＝311sin 100πt (V)．霓虹灯正常工作的电阻R ＝440kΩ，I1、I 2表示原、副线圈中的电流．下列判断正确的是( )图5A ．副线圈两端电压6 220 V ，副线圈中的电流14.1 mAB ．副线圈两端电压4 400 V ，副线圈中的电流10.0 mAC ．I 1<I 2D ．I 1>I 2 答案 BD解析 原线圈电压的有效值U 1＝U m 2＝3112V ＝220 V ，由电压比U 1U 2＝n 1n 2知，U 2＝U 1n 2n 1＝4 400V ，副线圈的电流I 2＝U 2R ＝ 4 400440×103A ＝0.01 A ＝10 mA ，原、副线圈电流跟匝数成反比，故I 1>I 2.7．如图6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 ′转动，线圈中产生的交变电流按照图乙所示规律变化，下列说法正确的是( )图6A ．线圈绕转轴OO ′匀速转动B ．是从线圈的图示位置开始计时的C ．电流的有效值I ＝I m2D ．电流的有效值I <I m2答案 D解析 电流随时间变化的规律不是正弦式交变电流，所以不能围绕OO ′匀速转动；从该位置开始计时，电流应该有最大值，B 选项错误，该电流的有效值为12i ，小于正弦式交变电流的有效值．8．家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分来实现的，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的可调，比过去用变压器调压方便且体积较小，某电子调光灯经调整后的电压波形如图7所示，若用多用电表测灯泡两端的电压，多用电表的示数为( )图7A.22U mB.24U mC.12U mD.14U m 答案 C解析 多用电表测得的电压值为有效值，根据电流的热效应Q ＝(U m 2)2R ×T 2＝U 2RT ，所以有效值U ＝12U m ，故C 正确．二、计算题9．如图8所示，左右两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号．左图中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；右图中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号．那么C 1、C 2中哪个该用大电容？哪个该用小电容？图8答案 C 1为小电容 C 2为大电容解析 电容的作用是“通交流，隔直流”、“通高频，阻低频”，由其表达式X C ＝1/2πfC 可看出：左图中的C 1必须用电容小些的，才能使高频交流顺利通过，而低频不易通过，这种电容器叫高频旁路电容器．右图中的C 2一般用电容大的，使低频交流电很容易通过，只有直流成分从电阻上通过，这种电容器叫隔直电容器．10．一电热器接在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，则该交变电流的电压的最大值应为多少？答案 10 V解析 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功率分别为P ＝U 2直R ，P 2＝U 2交R ，由以上两式有U 交＝12U 直，所以此交变电流的最大值为U m ＝2U 交＝10 V.11．如图9所示，图9匝数为100匝的圆形线圈绕与磁场垂直的轴OO ′，以50 r/s 的转速转动，穿过线圈的最大磁通量为0.01 Wb ，从图示的位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．答案 e ＝314cos 314t V解析 本题图示位置为线圈平面与磁场方向平行的位置，产生的交流电为余弦式的交变电流，感应电动势的瞬时值表达式e ＝E m cos ωt ，而E m ＝NBSω，ω＝2πn ，Φm ＝BS ＝0.01 Wb.所以E m ＝100×0.01×2×3.14×50 V ＝314 V ，ω＝2πn ＝2×3.14×50 rad/s ＝314 rad/s.故感应电动势的瞬时值表达式为 e ＝E m cos ωt ＝314cos 314t V 12．风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源．风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置，其主要部件包含风轮机、齿轮箱、发电机等．如图10所示．图10(1)利用总电阻R ＝10 Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能．输送功率P 0＝300 kW ，输电电压U ＝10 kW ，求导线上损失的功率与输送功率的比值．(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v ，风轮机叶片长度为r .求单位时间内流向风轮机的最大风能P m ；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施． (3)已知风力发电机的输出电功率P 与P m 成正比．某风力发电机的风速v 1＝9 m/s 时能够输出电动率P 1＝540 kW.我国某地区风速不低于v 2＝6 m/s 的时间每年约为5 000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时．答案 (1)0.03 (2)12πρr 2v 3；增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等(3)8×105 kW·h解析 (1)导线上损失的功率为P ＝I 2R ＝(P 0U )2R ＝(300×10310×103)2×10 W ＝9 kW损失的功率与输送功率的比值PP 0＝9×103300×103＝0.03(2)风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大．单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为ρv S ， S ＝πr 2风能的最大功率可表示为P m ＝12(ρv S )v 2＝12ρv πr 2v 2＝12πρr 2v 3采取措施合理，如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等． (3)按题意，风力发电机的输出功率为P 2＝⎝⎛⎭⎫v 2v 13·P 1＝⎝⎛⎭⎫693×540 kW ＝160 kW 最小年发电量约为W ＝P 2t ＝160×5 000 kW·h ＝8×105 kW·h 13．如图11所示，一理想变压器上绕有A 、B 、C 三个线圈，匝数比n A ∶n B ∶n C ＝ 4∶2∶1，在副线圈B 和C 的两端各接一个相同的电阻R ，当原线圈A 与交变电源连接时，交变电流表A 2的示数为I 0，则交变电流表A 1的示数为多少？图11答案 5I 0/8解析 由U B U C ＝n B n C ＝2可得U C ＝12U B ，I C ＝12I 0对于理想变压器有P 1＝P 2＋P 3 即I A U A ＝I 0U B ＋I C U C所以I A ＝U B U A I 0＋U C U A I C ＝n B n A I 0＋n C n A ·⎝⎛⎭⎫12I 0 解得I A ＝5I 0/8。

第一章安培力与洛伦兹力
1磁场对通电导线的作用力
专题强化练1安培力作用下导体的平衡和运动问题
2磁场对运动电荷的作用力
专题强化练2洛伦兹力与现代科技
3带电粒子在匀强磁场中的运动
专题强化练3带电粒子在有界匀强磁场中的运动
训练1带电粒子在有界匀强磁场中的运动
训练2带电粒子在有界匀强磁场中运动的临界和多解问题4质谱仪与回旋加速器
专题强化练4带电粒子在组合场中的运动
训练1带电粒子在组合场中的运动
训练2带电粒子在立体空间中的运动(选练)
专题强化练5带电粒子在叠加场中的运动
第二章电磁感应
1楞次定律
专题强化练6楞次定律的应用
2法拉第电磁感应定律
专题强化练7电磁感应中的电路、电荷量问题
专题强化练8电磁感应中的图像问题
3涡流、电磁阻尼和电磁驱动
4互感和自感
专题强化练9电磁感应中的动力学和能量问题
专题强化练10电磁感应中的动量问题
第三章交变电流
1交变电流
2交变电流的描述
专题强化练11交变电流规律的应用
3变压器
专题强化练12变压器的综合问题
4电能的输送
第四章电磁振荡与电磁波
1电磁振荡
2电磁场与电磁波
3无线电波的发射和接收
4电磁波谱
第五章传感器
1认识传感器
2常见传感器的工作原理及应用
3利用传感器制作简单的自动控制装置
章末与模块检测章末检测试卷(一)
章末检测试卷(二)
章末检测试卷(三)
章末检测试卷(四)
章末检测试卷(五)
模块综合试卷(一)
模块综合试卷(二)。

人教版物理选修3-2第五章交变电流章末测试卷三一、单选题(共30分)1．(本题3分)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．I0B．32I0C．02+I0D．022．(本题3分)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502V D．穿过线圈的最大磁通量为2πWb3．(本题3分)如图所示，矩形闭合导线框abcd处于水平方向的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接有一只“11V，33W”的灯泡.当灯泡正常发光时，变压器输入电压u=33√2cos10πt(V).下列说法正确的是（）A．图示位置可能是计时起点B．图示位置通过线框的磁通量变化率最小C．变压器原、副线圈匝数之比为3√2:1D．电流表A的示数为√2A4．(本题3分)如图所示，电阻不计面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，产生e＝2202sin100πtV的正弦交流电，理想变压器的原、副线圈匝数比为10:1，灯泡的电阻R L＝10Ω(不考虑电阻的变化)，C为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，刚开始开关S断开，下列说法正确的是()A．线圈从t＝0时刻到转过180°的过程中矩形线圈的磁通量变化量为零B．交流电压表的示数为202VC．闭合开关S后，电阻R上不产生焦耳热D．灯泡的功率小于48.4W5．(本题3分)远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，那么当用户用电的总功率增大时，下列说法错误的是（）A．升压变压器的原线圈中的电流变大B．升压变压器的输出电压升高C．降压变压器的输出电压降低D．输电线上损失的功率增大6．(本题3分)如图所示,某小型发电站发电机输出的交变电压为500V,输出的电功率为50kW,用电阻为3Ω的输电线向远处输电,要求输电线上损失的功率为输电功率的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220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)．对整个输电过程,下列说法正确的是()A．升压变压器的匝数比为1:100B．输电线上的电流为100AC．输电线上损失的功率为300WD．降压变压器的输入电压为4700V7．(本题3分)当交流发电机的转子线圈平面与磁感线平行时，电流方向如图所示，当转子线圈平面旋转到中性面位置时（）A ．线圈中的感应电流最大，方向将不变B ．线圈中的感应电流最大，方向将改变C ．线圈中的感应电流等于零，方向将不变D ．线圈中的感应电流等于零，方向将改变8．(本题3分)如图所示，边长为L=0.2 m 的正方形线圈abcd ，其匝数n=10，总电阻为r=2Ω，外电路的电阻为R=8Ω，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=1T ，若线圈从图示位置开始计时，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 ．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=0.8sin 2tB ．从t=0到t=4π 时间内，通过R 的电荷量q=0.02C C ．从t=0到t=4π时间内，电阻R 上产生的热量为Q = 3.2π×10-4J D ．在t=4π时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，此时线圈中的磁通量随时间变化最慢 9．(本题3分)如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈一侧接一输出电压恒为U 1的正弦交流电源，电阻R 1，R 2，R 3，R 4的阻值相等。

章末检测试卷(三)(满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．某小型发电机产生的感应电动势为e＝50·sin (100πt) V．对此电动势，下列表述正确的是()A．最大值是50 2 V B．频率是100 HzC．有效值是25 V D．周期是0.02 s2．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的高电压，所用的器材叫电压互感器．如下所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是()3．一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动，产生的正弦式交变电压的波形图如图所示，下列说法正确的是()A．交变电压的最大值是220 VB．线圈转动的周期是1 sC．第2 s末通过线圈的磁通量绝对值最大D．第2 s末通过线圈的磁通量变化率绝对值最大4．电站向某地输送5 000 kW的电功率，输电线上损耗的电功率为100 kW，如果把输电电压提高为原来的10倍，同时将输电线的横截面积减为原来的一半，而输送的电功率不变，那么输电线损耗的电功率为()A．0.2 kW B．0.5 kWC．2.0 kW D．5.0 kW5.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶3，副线圈回路中接入三个均标有“36 V40 W”的灯泡，且均正常发光，那么，标有“36 V40 W”的小灯泡A()A．也正常发光B．将被烧毁C．比另外三个灯泡暗D．无法确定6.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，R0为定值电阻，R是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压u＝200sin 100πt (V)，设理想交流电压表V1、V2的示数分别是U1、U2；理想交流电流表A1、A2的示数分别是I1、I2.下列说法正确的是()A．电压表V2的示数U2＝20 VB．滑片P向b端滑动过程中，U2不变，I2变大C．滑片P向b端滑动过程中，U1变小，I1变大D．通过原、副线圈的交变电流频率之比为10∶17．(2020·浙江7月选考)如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P＝100 kW，发电机的电压U1＝250 V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线＝8 Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4＝220 V．已知输电线上损失的功率P线＝5 kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是()A．发电机输出的电流I1＝40 AB．输电线上的电流I线＝625 AC．降压变压器的匝数比n3∶n4＝190∶11D．用户得到的电流I4＝455 A8．(2021·南昌市第一中学高二期中)在如图甲所示的电路中，ab两端接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，图中电压表和电流表均为理想电表，电压表的示数为22 V，D为理想二极管，R0为定值电阻，L为电阻恒定的指示灯，R T为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法中正确的是()A ．理想变压器原、副线圈匝数之比为10∶1B ．若R T 处出现火灾时，电压表示数不变，电流表示数将变小C ．若R T 处出现火灾时，指示灯L 将变暗D ．若只将原线圈的理想二极管去掉，则电压表的示数会变为原来的2倍二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9．图甲是一台小型发电机的结构示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e 随时间t 变化的正弦规律图像如图乙所示．发电机线圈的电阻r ＝2 Ω，外接灯泡的电阻为10 Ω.则( )A ．在t ＝0.01 s 时刻，穿过线圈的磁通量最大B ．理想电压表的示数为6 VC ．灯泡消耗的电功率为2.5 WD ．线圈转动产生电动势的表达式e ＝602sin 50πt V10．(2021·张家口市上学期期中)如图所示，处在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中的矩形线框MNPQ ，以恒定的角速度ω绕对角线NQ 转动．已知MN 长为l 1，NP 长为l 2，线框电阻为R ，t ＝0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是( )A ．矩形线框产生的感应电动势有效值为22Bl 1l 2ω B ．矩形线框转过π时的电流为零C ．矩形线框转动一周，通过线框任意横截面的电荷量为Bl 1l 2RD ．矩形线框转过π过程中产生的热量为πB 2l 12l 22ω2R11．如图甲所示是调压变压器的原理图，线圈AB 绕在一个圆形的铁芯上，总匝数为1 000.AB 间加上如图乙所示的正弦交变电压，移动滑动触头P 的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表，滑动变阻器的滑动触头为Q .已知开始时滑动触头Q 位于滑动变阻器的最下端，且BP 间线圈匝数刚好是500，滑动变阻器的最大阻值等于72 Ω.则下列说法正确的是( )A ．开始时，电流表示数为0.25 2 AB ．开始时，流过R 的交流电频率为25 HzC ．保持P 的位置不动，将Q 向上移动时，R 消耗的功率变大D ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向转动少许，R 消耗的功率变大12．图甲是家用燃气灶点火装置的原理图，转换器将直流电转化为如图乙所示的正弦式交变电流，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1和n 2，电压表为理想交流电表．当变压器副线圈两端的电压的瞬时值达到5 000 V 时，就会在钢针和金属板间引起电火花．下列说法正确的是( )A ．开关闭合时电压表的示数为5 VB ．相比副线圈，原线圈须用较粗的导线绕制C ．要实现点火，原、副线圈的匝数比需满足n 1n 2≤11 000D ．若能实现点火，钢针在交变电流一个周期内至少可以点火2次 三、非选择题(本题共5小题，共52分)13．(8分)在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验中， (1)下列器材需要的有________． A ．干电池组 B ．滑动变阻器 C ．直流电压表 D ．多用电表E ．学生电源(2)在实验中，某同学保持原线圈的电压以及副线圈的匝数不变，仅增加原线圈的匝数，副线圈两端的电压将________(选填“增大”“减小”或“不变”)．(3)如图，当在左侧线圈“0”“16”间接入9 V 电压时，右侧线圈“0”“4”接线柱间输出电压可能是______．A ．3.1 VB ．2.5 VC ．1.7 V14.(8分)如图所示，圆形线圈共100匝，半径为r ＝0.1 m ，在匀强磁场中绕过直径的轴OO ′匀速转动，磁感应强度B ＝0.1 T ，角速度为ω＝300πrad/s ，电阻为R ＝10 Ω，求：(1)线圈由图示位置转过90°时，线圈中的感应电流大小；(2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图所示，图示位置为t ＝0时刻)； (3)线圈转动过程中的热功率．15．(10分)(2021·洛阳市高二上期末)如图所示，理想变压器原线圈匝数n 1＝800，副线圈匝数n 2＝200，灯泡A 标有“5 V 2 W ”，电动机D 的线圈电阻为1 Ω.将交变电压u ＝1002sin 100πt (V)加到理想变压器原线圈两端，灯泡恰能正常发光，求：(1)副线圈两端电压； (2)电动机D 消耗的电功率．16.(12分)如图是一个小型应急交流发电机，内部为匝数n＝50、边长L＝20 cm的正方形线圈，总电阻为r＝1 Ω.线圈在磁感应强度为B＝0.1 T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动．发电机对一电阻为R＝9 Ω的电灯供电，线路中其他电阻不计，若发电机的转动角速度为ω＝100 rad/s时，电灯正常发光．求：(1)交流发电机产生的电动势的最大值；(2)电灯正常发光的功率；(3)从图示位置开始，线圈转过30°的过程中，通过电灯的电荷量；(4)线圈每转动一分钟，外力所需做的功．17．(14分)(2021·南通市高二上期末)如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N＝100，面积S＝0.03 m2，线圈匀速转动的角速度ω＝100π rad/s，匀强磁场的磁感应强度B＝2πT．输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻为R＝10 Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4＝10∶1.若用户区标有“220 V8.8 kW”的电动机M恰能正常工作，发电机线圈电阻r不可忽略．求：(1)交流发电机产生感应电动势的最大值E m；(2)输电线路上损耗的电功率ΔP；(3)若升压变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝1∶8，求升压变压器原线圈两端的电压U1.。

第一章测评(A)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分。

第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确)1.一架执行救援任务的直升机悬停在钻井平台的上空,救生员抱着伤病员通过缆绳正在上升。

若以救生员为参考系,则处于静止状态的是()A.伤病员B.直升机C.钻井平台D.直升机驾驶员答案:A解析:以救生员为参考系,处于静止状态的是救生员抱着的伤病员,直升机、钻井平台、直升机的驾驶员都相对于救生员向下运动。

故选项A正确,选项B、C、D错误。

2.一架无人机在某次测试中往返飞行了850 km,用时72 min,这两个数据分别指()A.位移值、时间B.路程、时间C.位移值、时刻D.路程、时刻答案:B解析:无人机在某次测试中往返飞行了850km,位移是0,850km是指路程;用时72min,是指从开始到回来所用的时间。

3.根据速度定义式v=ΔxΔt ,当Δt极短时,ΔxΔt就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了下列物理方法中的()A.控制变量法B.假设法C.微元法D.极限法答案:D解析:在时间间隔Δt较小的情况下,平均速度能比较精确地描述物体运动的快慢程度,Δt越小,描述越精确,这里利用的是极限法。

4.港珠澳大桥于2018年10月24日上午9时正式通车,大桥全长55 km,集桥、岛、隧于一体,是世界最长的跨海大桥。

大桥通车后,从香港到珠海驱车仅需30 min,该大桥通行速度最高为100 km/h。

下列说法正确的是()A.2018年10月24日上午9时是指时刻B.30 min是指时刻C.55 km是指位移大小D.100 km/h是指平均速度答案:A解析:2018年10月24日上午9时是时刻,30min是时间间隔,A正确,B错误。

55km是路程,C错误。

100km/h是车辆允许行驶的最大速度,指瞬时速度,不是平均速度,D错误。

5.甲、乙两位同学在放学时,从学校所在地骑自行车沿平直的公路回家,先到乙同学家,休息一会儿,甲同学继续骑车前行,在70 min时到家,甲同学的x-t图像如图所示,下列说法错误的是()A.在前20 min内甲同学做加速运动B.甲同学在乙同学家停留了30 minC.甲、乙两同学家相距3.6 kmD.甲从离开学校至到家的这段时间内,平均速度为2 m/s答案:A解析:前20min,甲同学做匀速直线运动,A错。

高二物理选修3-2第二章《交变电流》检测题间120分钟 总分150分一、不定项选择题（共40分。

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4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是（ ） A ．线圈每经过中性面一次,感应电流方向改变一次，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,感应电流和感应电动势方向都要改变一次D ．线圈转动一周,感应电流和感应电动势方向都要改变一次2．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图示，则（ ） A ．t 1时刻线圈通过中性面 B ．t 2时刻线圈中磁通量最大C ．t 3时刻线圈中磁通量变化率最大D ．t 4时刻线圈中磁通量变化率最大 3．如下图所示，属于交流电的是（ ）4．一交流电流的图象如图所示，由图可知 （ ） A ．用电流表测该电流其示数为10A B ．该交流电流的频率为100HzC ．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为2000 W—DD ．该交流电流瞬时值表达式为i ＝102sin628t A5．交流发电机在工作时的电动势t E e m ωsin =，如果将其电枢的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其它条件不变，则其电动势变为（ ） A ．t E e m ωsin = B ．t E e m ω2sin 4= C ．t E e m ω2sin = D ．t E e m ωsin 4= 6.右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 ．25A B ．5AC ．25.3 AD ．3.5A7. 如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a 、b 表示电表，已知电压比为100，电流比为10，电压 表的示数为220V ，电流表的示数为10A ，则( ) A ． a 为电流表，b 为电压表 B ． a 为电压表，b 为电流表 C ． 输送电功率是2200W D ． 线路输送电功率是2.2×106W8．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，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9.理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1,原线圈接在u =311sin100πt V 的交流电源上,副线圈所接的负载电阻是11Ω,则副线圈中电流大小是（ ） A ．5AB ．11AC ．20AD ．55A10.如图所示,理想变压器副线圈接两个相同的灯泡L 1和L 2 。

第一章《运动的描述》章末练习（三）一、单选题1．做匀变速直线运动的物体，某时刻的速度为10m/s，经过10s时间速度的大小变为6m/s，方向没变，则该物体的加速度大小是（）A．0.4m/s2B．0.6m/s2C．1.0m/s2D．1.6m/s22．一枚自制的小火箭由地面竖直向上发射时的v-t图象如图所示，、则火箭上升到最高点的位置对应图中的 ( )A．O点 B．A点C．B点 D.C点3、甲乙两车从平直公路上的同一处向同一方向运动，其速度图像如图所示，则：( )A.开始阶段甲车在乙车的前面，20秒后乙车比甲车的速度大B.开始阶段乙车在甲车的前面，20秒后乙车比甲车的速度大C.20秒末乙车追上甲车D.在某一时刻乙车会追上甲车4．如图所示为在同一直线上运动的A、B两质点的x t-图象。

由图可知（）A．0t=时，A在B的前面B．B开始运动的速度比A小，2t时刻后才大于A的速度C．B在t1时刻追上A，并在此后跑在A的前面D．A运动的速度始终比B大5、物体沿一条东西方向的水平线做直线运动，取向东为运动的正方向，其速度—时间图像如图所示，下列说法中正确的是( )1A．在1 s末，速度为8 m/sB．0～2 s内，加速度为6 m/s2C．6～7 s内，做速度方向向西的加速运动D．10～12 s内，做速度方向向东的加速运动6．在平直轨道上匀加速向右行驶的封闭车厢中，悬挂着一个带有滴管的盛油容器，如图3所示．当滴管依次滴下三滴油时(设三滴油都落在车厢底板上)，下列说法中正确的是 ( : )A. 这三滴油依次落在OA之间，且后一滴比前一滴离O点远B．这三滴油依次落在OA之间，且后一滴比前一滴离O点近C．这三滴油依次落在OA间同一位置上D．这三滴油依次落在O点上7、如图所示，在距墙1.0 m的A点，小球以某一速度冲向与墙壁固定的弹簧，将弹簧压缩到最短时到达距离墙壁0.2 m远的B点处，然后又被弹回至距墙1.5 m的C点静止．则从A点到C点的过程中，小球的位移大小和路程分别是 ()A．0.5 m,1.3 m B．0.8 m,1.3 mC．0.8 m,1.5 m D．0.5 m,2.1 m8．一个小石子从离地某一高度处由静止自由落下，某摄影爱好者恰好拍到了它下落的一段轨迹AB.该爱好者用直尺量出轨迹的长度，如图1所示．已知曝光时间为11000s，则小石子出发点离A点约为()图1 A．6.5 cm B．10 mC．20 m D．45 m9．测速仪安装有超声波发射和接收装置，如图4所示，B为测速仪，A为汽车，两者相距335 m，某时刻B发出超声波，同时A由静止开始做匀加速直线运动．当B接收到反射回来的超声波信号时，A、B 相距355 m，已知声速为340 m/s，则汽车的加速度大小为()A．20 m/s2B．10 m/s2C．5 m/s2D．无法确定10．某物体沿水平方向运动，规定向右为正方向，其位移-时间图象如图所示，则该物体（）A．在0~1s内做曲线运动B．在1~2s和2~3s内的速度方向相反C．在1~2s内的加速度为-4m/s2D．在0~3s内的总位移为-4m11．足球以8m/s的速度飞来，运动员把它以12m/s的速度反向踢出，踢球时间为0.2s，设球飞来的方向为正方向，则足球在这段时间内的加速度为（）A．2-D．2100m/s100m/s-B．220m/s20m/s C．212．“区间测速”目前在全国大部分高速路实行。

交变电流单元知识总结及单元达纲检测【知识结构图示】【物理思想方法】学习物理知识必须做到举一反三，学以致用，能够从物理规律和某些仪器装置的基本原理出发去认识新的物理现象或设计、应用新的仪器装置，为科研、生活和生产服务．比如本章结合电磁感应现象和交变电流的特点制成变压器，利用变压器的基本原理——互感现象还可以去认识漏电保护开关．例为了保证用电安全，家庭居室的室内电路前端一般都安装漏电保护开关，如图18－总－1所示是保护开关的电路原理简图．问：（1）电路正常工作时，b线圈是没有电流的，原因是什么？（2）如果站在地上的人不小心接触火线时，b线圈为什么会产生感应电流？解析发电厂的零线是接地的，漏电保护开关有一个结构和变压器相似的电流互感器，其铁芯的a侧有两个形状、绕向和匝数都完全相同的线圈（图中分别用实线和虚线表示），它们分别将用电器和火线、零线串联起来，220V交变电流在MNO、GRK与发电厂之间流过；铁芯的b侧有另一个线圈与电磁继电器J的线圈（图中未画出）并联，室内电路正常工作时，b线圈没有电流，J保持导通状态，当漏电时，b线圈便会产生感应电流，推动电磁继电器J切断用电器的电路，从而防止事故的发生．答案（1）电流互感器a侧两线圈完全相同，流过两线圈的电流大小相等，方向相反，它们产生的磁场相互抵消，b侧线圈磁通量总为零而不变，线圈中不产生感应电流．（2）火线的电流有一部分流经人体，经大地流回发电厂，a侧两线圈电流大小不等，产生“剩余电流”在铁芯中产生变化的“剩余磁通”，b侧线圈中磁通量发生变化，线圈中产生感应电流．点拔这类题目可以检测学生是否真正理解变压器的原理，能不能够把现实生活中的问题与课本上的知识联系起来，用所学的知识和已获得的能力及物理思维方法去解决实际问题，从而进一步培养学生的再学习能力和分析问题解决问题的能力．【走向新高考】随着社会的发展，国家需要培养什么样的人才，会在高考这种选拔性的考试中以各种各样的形式体现出来，因此研究历届高考试题，分析当今形势，预测高考的未来，不仅可以引导学生了解当今世界的最新科研成果、学习最新知识，而且有利于学生在高考中发挥自己的能力和展示自己的真实水平．1．历届高考试题进讲分析历届高考试题，主要集中在交变电流的产生、性质及描述，变压器的原理及有关知识．有纯物理知识的，或把物理知识进行变通要求学生理解的，也有把物理知识与现实问题相联系解决实际问题的．例1（1999上海卷）某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图18－总－2所示，如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期变为（）A．400V、0.02s B．200V、0.02sC．400V、0.08s D．200V、0.08s答案 B点拔 交流电动势的最大值f 2NBS NBS E m πω⨯==，周期T ＝1/f ，转速加倍，最大值加倍，周期减半．此题是考查学生是否理解并掌握描述交变电流的物理量的物理意义，是高考中较为基础的容易题．例2 （1997全国卷）如图18－总－3，（1）、（2）两电路中，当a 、b 两端与e 、f 两端分别加上220V 交流电压时，侧得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110V ，若分别在c 、d 两端与g 、h 两端加上110V 的交流电压，则a 、b 间与e 、f 间的电压分别为（ ）A ．220V 、220VB ．220V 、110VC ．110V 、110VD ．220V 、0解析 对于变压器有cd ab cd ab /n n /U U =，当110V U cd =时，220V 2U U cd ab ==；而在g 、h 间为110V 的电压时，g 上端部分电阻中无电流，不产生电压，所以e 、f 两端的电压仍为110V ．答案 B点拔 此题把变压器的变压与分压器的分压对比起来考查学生，注重学科内的综合，旨在提高学生的综合素质．例3（1999全国卷）如图18－总－4是4种亮度可调的台灯的电路的示意图，它们所用的灯泡相同，且都是“220V 40W”，当灯泡消耗的功率都调至20W 时，哪种台灯消耗的功率最小？解析 理想变压器的输入功率等于输出功率，在变压器上是没有功率损失的，所以含有变压器的台灯消耗功率就等于灯泡消耗的功率．而其余三种电路中有另外的变阻器，除灯泡消耗功率外，在变阻器上有额外的功率损失．答案 C点拔 能利用物理知识和物理方法解决实际问题，是当前物理学科要求培养学生应有的能力，看起来这些电路比较复杂，实际上只要知道理想变压器的特点和规律，一下子就能解决问题．从所选的几道以往的高考试题可以看出，有考查知识的，更多的是考查能力的，特别是考查综合能力和分析问题解决实际问题的能力．我们应该从目前培养什么样素质的人才出发，多了解新技术，新理论以及一些热点问题，选编一些习题加强训练，提高学生的各方面的能力．2．高考试题展望从以上历年高考试题可以看出，现在的高考试题由以知识立意越来越向以能力立意转化，越来越注重理论联系实际，学以致用去解决实际问题．特别是当今能源危机越来越严峻，所以联系能量转化和能源的利用的题目应该多接触，而且这方面的题目信息量大，综合性强，能联系实际解决实际问题，加强这方面的训练，有利于提高学生的获取信息再学习的能力，分析问题解决问题的能力，提高综合素质．例4 某发电站能通过燃烧煤来发电，每1kg 煤放热500J 热能，热熊发电效率为0.8，发电站通过升压器，输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率是100kW ，输出电压为250V ，升压器原副线圈的匝数比为1∶25，输电线上的功率损失为输出功率的4％，用户需要的电压为220V ，则：（1）煤的主要成分有__________．（2）输电线的电阻和降压器的匝数比为多少？（3）若有“60kW 分配给生产用电，其余电能用于照明，那么可装25W 的电灯多少盏？ 解析 （1）煤的主要成分是碳，它燃烧生成多种物质，同时放出大量的能量． （2）升压变压器2121/n n /U U =，得副线圈电压6250V U n n U 1122==副线圈电流16A I 22==U P电线电阻R 上损失的功率4K R I 22=，得R≈15.6Ω．降压变压器原线圈电压6000(V)15.6)(V) 16(6250R I U U 223≈⨯==－－ 降压变压器原副线圈匝数比：127U U n n 4343=≈ （3）由能量守恒：照明生产P P P P R ++=，得)W (106.3)W ](106010100%)41[(P 433⨯=⨯-⨯⨯-=照明可装电灯的盏数1440/2510 3.6/P P n 4=⨯==电灯照明（盏）例5 在真空中速度m /s 106.4v 7⨯=的电子束连续射入两平行板间，如图18－总－5所示，极板长度m 108.0L 2-⨯=间距m 10.05d 2-⨯=，两极板不带电时，电子将沿极板间的中线通过，在极板上加一个50Hz 的交变电压t sin U u 0ω=，如果所加电压的最大值0U 超过某值c U 时，电子束将有时能通过两极板，有时间断而不能通过（电子电量C 10 1.6e 19-⨯=，电子质量kg 109.1m 31-⨯=）（1）c U 的大小为多少？（2）求0U 为何值时，才能使通过与间断的时间之比12t t 21∶Δ∶Δ=． 解析 （1）电子沿平行板的方向做匀速运动，通过平行板的时间s 10L/v t 9-==，交变电流的周期s 10T 2-=，由于tT ，可认为电子在通过平行板时板间的电压和场强是稳定不变的，每个能通过平行板的电子均做类平抛运动．水平方向匀速运动：L ＝vt竖直方向匀加速运动：m d eU m F a c ==电子束不能通过平行板时有：2d at 21y 2≥=由以上三式得：91(V)eL d m v U 222c =≥（2）对于按正弦规律变化的交流电压可由数学知识结合画图得到，电压大于c U 的时间为六分之一周期才能满足条件，即/3)sin(U U 0c π= 所以105(V)/3)/sin(U U c 0≈π=【同步达纲练习】 一、选择题1．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，当线圈通过中性面时，则（ ） A ．线圈平面与磁场方向垂直B ．线圈中的感应电动势的方向将发生变化C ．通过线圈的磁通量达到最大值D ．通过线圈的磁通量的变化率达到最大值2．关于交变电流的下列说法中，哪些是正确的（ ） A ．在一个周期内交变电流的方向改变一次B ．如果交变电流的最大值是5A ，那么交变电流的最小值是－5AC ．用交流电流表或电压表测定交变电流或电压时，指针来回摆动D ．交流电器设备上标出的电压或电流都是指有效值3．交变电压的瞬时值t sin100U u m π=，当t ＝1/600秒时，V 25u =，则用电压表测电压，电压表上看到的读数为（ ）A ．V 25B ．5VC ．V 210D ．10V4．一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电动势为t(V)sin20210e π=，则下列说法正确的是（ ）A ．t ＝0时线圈位于中性面B ．t ＝0时穿过线圈的磁通量为零C ．t ＝0时导线切割磁感线的有效速度最大D ．t ＝0.4秒时电动势第一次出现最大值5．测电笔中的氖管起辉电压为86.6V ，把它接到70.7V 、50Hz 的余弦交流电源上，则氖管（ ）A ．不能发光B ．能发光，每秒发光50次C ．能发光，每秒发光100次D ．增大电源电压，每次发光时间减少6．一个电热器接在10V 的直流电源上，消耗的功率是P ，当把它接到一交流电源上时，消耗的功率是P/4，则该交流电源的电压的最大值是（ ）A ．5VB ．7.07VC ．10VD ．14.14V7．用理想变压器给负载电阻R 供电，变压器输入电压不变，用下面哪种方法可以使变压器输入功率变大（除改变给定因素，其他条件不变）（ ）A ．增多变压器原线圈的匝数B ．减小负载电阻的阻值C ．增大负载电阻的阻值D ．增多变压器副线圈的匝数8．理想变压器的原线圈通入t sin I i m ω=的交变电流，一灯泡和交流电流表串联后接在副线圈两端，电流表读数是0.4A ，当T83t =时，原线圈的电流i ＝30mA ，由此可知，此变压器的原副线圈的匝数之比为（ ）A ．40∶3 B．2403∶ C ．3240∶D ．4∶309．如图18－检－1所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡1L 、2L 和3L ，输电线的等效电阻为R ，原线圈接有一个理想的电流表．开始时开关S 接通，当S 断开时，以下说法正确的是（ ）A ．原线圈两端P 、Q 间的输入电压减小B ．等效电阻R 上消耗的功率变大C ．原线圈中电流表示数变大D ．灯泡1L 和2L 变亮10．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 ，输电线损耗的电功率为P′用户得到的电功率为用P ，则P′、用P 的关系正确的是（ ）A ．L SU P 2ρ=' B ．S U L P P 22ρ=' C ．L SU P P 2ρ用-= D ．)S U L P 1(P P 2ρ用-= 二、填空题11．如图18－检－2所示，A 、C 两个线圈的匝数比为2∶1，相距1m 宽的平行金属导轨处在磁感应强度为1T 的匀强磁场中，电阻不计的金属棒MN 在导轨上以5m/s 的速度向左作匀速运动，则MN 两端的电压为__________V ，灯泡2L 两端的电压为__________V ．12．如图18－检－3所示，理想变压器的输出端接有一电动机，电动机带动一质量为m 的重物以速度v 匀速上升，若变压器的输入功率为P ，电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电流表的读数应等于__________．13．如图18－检－4所示，1l 和2l 是输电线，1是__________互感器，2是__________互感器．在图中空圈内填入所用的电表的符号，若已知变压比为100∶1，变流比为1000∶1，并且知道伏特表示数为220V ，安培表示数为100A ，则输电线路中的功率为__________W ．14．如图18－检－5所示，线圈面积22m 10 1.4S -⨯=，共20匝，总电阻为0.8Ω，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.5T ，线圈绕OO′轴以某一角速度匀速转动时，标有“24V 30W” 的灯泡L 正常发光，则线圈转动过程中产生的电动势最大值为__________V ，线圈转动的角速度为__________rad/s ．15．有一理想变压器，在原线圈上通过正弦式交变电流如图18－检－6甲所示，设电流从原线圈a 端流入，b 端流出为原线圈电流正方向，副线圈中电流由c 端流出，d 端流入为副线圈电流正方向，那么原线圈中电流的有效值为__________A ，当副线圈中电动势e 达到正方向最大值时，对应图乙中的时刻是__________s ．三、计算题16．一台接在220V 交流电上的理想变压器有两个副线圈，12V 的副线圈匝数1N 为60匝，输出电流为4.5A ；60V 的副线圈匝数为2N ，输出电流为0.75A ，求：（1）副线圈2N 匝数，原线圈0N 匝数． （2）原线圈的输入功率和输入电流．17．某小型发电机矩形线圈面积为2200cm ，共50匝，电阻力0.05Ω，用电磁铁做磁场产生频率为50Hz 的单相正弦交变电流，外电路由110盏“220V 40W”的灯泡组成，当灯泡全部正常发光时，磁场的磁感应强度为1T ，试求：（1）输电导线的电阻多大？（2）若只用11盏电灯，为了使电灯正常发光，而发出的交变电流频率又不能变化，则电磁铁磁场的磁感应强度应调到多大？参考答案【同步达纲练习】1．ABC （点拨：知道线圈通过中性面这个特殊位置时各物理量及他们的变化情况） 2．D （点拨：知道描述变变电流的物理量的具体的物理意义）3．D （点拨：把时间和相应的电压值代入瞬时值表达式得到最大值，再求出有效值） 4．A （点拨：先算出各项中的时刻线圈所处的位置和中性面的位置关系，再进行判断） 5．C （点拨：交变电流电压的最大值为V 100)V (7.702≈⨯，大于起辉电压86.6V ，故能发光，一个周期内发光两次，每秒发光100次）6．B （点拨：由电流的热效应算出有效值，R U 4R 1022⨯=得有效值为5V ，则最大值为7.1V 25=⨯）7．BD （点拨：212122/P n n U U R U P ====出入）8．A （点拨：把时间和对应的电流值代入表达式，求出原线圈中交变电流的最大值，再求出有效值1I ，再代入1221n n I I =，算出原、副线圈的匝数比）9．D （点拨：原、副线圈两端电压不变，开关断开，负载电阻变大，副线圈电流变小，输电线上电压降变小（输电线等效电阻消耗功率变小），21L L 、串联电路两端电压增大，两灯变亮，原线圈中的电流也变小）10．BD （点拨：'-=⨯=='P P P S L )U P (R I P 22用ρ）11．5，0（点拨：U ＝BLv ＝5V ，为直流电压，变压器不能改变直流电压，灯泡两端电压为零）12．R m gvP -（点拨：由能量守恒得：P ＝I 2R ＋mgv 即可得到答案）13．电压，电流，1中为V ，2中为A ，9102.2⨯（点拨：电压互感器是并联在电路中，电流互感器是串联在电路中，由电压表的读数和变压比得到电路两端电压为22000V ，有电流表读数和交流比得到电路中的电流为100000A ，由P ＝UI 得到功率）14．35.4，252（点拨：灯泡正常发光两端电压为24V ，流过的电流为1.25A U PI ==，发电机电动势的有效值E ＝U ＋Ir ＝24＋1.25×0.8＝25V ，最大值为225E m =，再由ωNBS E m =得到角速度）15．1.0，-210（点拨：由图知电流最大值为1.41A ，有效值 1.0A 2/I I m ≈=；当原线圈中电流变化最快时，铁芯中的磁通量变化最快，副线圈中电动势最大；当原线圈中电流为正方向且减小时，副线圈中电动势为正方向）16．（1）300，1100 （2）99W ，0.45A （点拨：由221100N U N U N U ==，可得10N N 、；由221100I N I N I N +=，可得0I ，输入功率000I U P =）17．（1）0.05Ω （2）0.992T （点拨：由f 2NBS E m π⨯=算出电动势的最大值m E ，再算有效值222V 2/E E m ≈=，每盏灯流过电流为40/220A ，干路中的电流为110×40/220＝20A ，由闭合电路欧姆定律E ＝［220＋20×（0.05＋R ）］（V ），得R ＝0.05Ω；同理只有11盏灯时，先算电源电动势的有效值，再算最大值，进而得到电磁铁的磁场磁感应强度）。

交变电流单元测试一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40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 msC．6.28 ms D．3.14 ms2．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2LC．只将线圈匝数增加至2nD．只将磁感应强度增至2B3．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈内的感应电动势e随时间t的变化如图所示，则下列说法中正确的是( )A．t1时刻通过线圈平面的磁通量为零B．t2时刻通过线圈平面的磁通量最大C．t4时刻通过线圈平面的磁通量的变化率的绝对值最大D．每当感应电动势e变换方向时，通过线圈平面的磁通量的绝对值都为最大4．两只相同的电阻，分别通以正弦波形的交流电和方波形的交流电，两种交流电的最大值相等，且周期相等．在正弦波形交流电的一个周期内，正弦波形的交流电在电阻上产生的焦耳热为Q1，其与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比Q1∶Q2等于( )A．1∶1B．2∶1C．1∶2D．4∶35．(2010年高考山东卷)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5－5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．下列说法正确的是()A．副线圈输出电压的频率为50 HzB ．副线圈输出电压的有效值为31 VC ．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6.如图5－3所示，变频交变电源的频率可在20 Hz 到20 kHz 之间调节，在某一频率时，A 1、A 2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是( )A ．如果将频率增大，A 1炽热程度减弱、A 2炽热程度加强B ．如果将频率增大，A 1炽热程度加强、A 2炽热程度减弱C ．如果将频率减小，A 1炽热程度减弱、A 2炽热程度加强D ．如果将频率减小，A 1炽热程度加强、A 2炽热程度减弱7.下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是( )A.因为热功率RU P 2，所以应降低输电电压，增大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗B.因为热功率P =UI ，所以应采用低电压，小电流输电，才能减小输电导线上的热损耗C.因为热功率P =R I 2，所以可采用减小输电线电阻或减小输电电流的方法来减小输电导线上的热损耗 D.以上说法均不正确8.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，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器功率的增加将导致（ ）A.升压变压器初级线圈中的电流变小B.升压变压器次级线圈两端的电压变小C.高压输电线路的电压损失变大D.降压变压器次级线圈两端的电压变小二、计算题(本题共4小题，共60分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)9.(15分)如图所示，线圈abcd 的面积是0.05m 2，共100匝；线圈总电阻为1Ω，外接电阻R =9Ω，匀强磁场的磁感应强度为1B π=T ，当线圈以300r/min 的转速匀速旋转时，求： (1)线圈中感应电动势的峰值E m ．(2)若线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式．(3)线圈转过130s 时电动势的瞬时值多大？(4)在右图中画出电动势随时间变化的图象．10．(15分)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ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n ＝100.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图5－10甲所示．发电机内阻r ＝5.0 Ω，外电路电阻R ＝95 Ω.已知感应电动势的最大值E max ＝n ωΦmax ，其中Φmax 为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数．图5－10ROO 'abc d熔断器霓虹灯11．（15分）如图所示，一个变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在220V的交流电上，向额定电压为1.80×104V 的霓虹灯供电，使它正常发光。