第五章 单元测试题(2)

《交变电流》章节复习测试题

一、选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分。每小题给出的四个答案中，至少有一个是正确的。选对但不全，得2分；有选错或不答的，得0分）

1、如图1所示，单匝闭合线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴

OO ′匀速转动，在转动过程中，穿过线框的最大磁通量为Φm ，线框中的最

大感应电动势为E m ，下列说法中正确的是( )

A ．在穿过线框的磁通量为Φm 2的时刻，线框中的感应电动势为E m 2

B ．在穿过线框的磁通量为Φm 2的时刻，线框中的感应电动势为E m 2

C ．线框每转动一周，线框中的感应电流方向改变一次

D ．线框转动的角速度为

E m Φm

2、如图2所示线圈的面积为1.0×102 cm 2 ，共100匝。处在B ＝0.5 T

的匀强磁场中，以100π

r/s 的转速匀速转动，已知线圈电阻为1 Ω，外接电阻为9 Ω，那么( )

A ．电压表的读数为45 2 V

B ．以图示位置为计时零点，电流的表达式i ＝10sin 200t

C ．线圈从图示位置开始转过90°角的过程中，通过线圈导线截面的电荷

量为0.05 C

D ．一个周期内外力做功的平均功率为500 W

3、如图3所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和

方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别

通过两个完全相同的电阻，则经过1 min 的时间，两电阻

消耗的电功之比W 甲∶W 乙为( )

A ．1∶2

B ．1∶2

C ．1∶3

D ．1∶6

4、一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，并且可绕线圈平面的垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω时，线圈中产生的感应电动势的最大值为E 0，周期为T 0，外力提供的功率为P 0。若使线圈转动的角速度变为2ω，线圈中产生的感应电动势的最大值为E ，周期为T ，外力提供的功率为P 。则E 、T 和P 的大小分别为( )

A ．E ＝2E 0, T ＝12T 0, P ＝2P 0

B ．E ＝E 0, T ＝12

T 0, P ＝2P 0 C ．E ＝2E 0, T ＝T 0, P ＝2P 0 D ．E ＝2E 0, T ＝12

T 0, P ＝4P 0 5、如图4为一理想变压器，其原副线圈匝数比n 1∶n 2＝1∶10，副线圈与阻值R ＝20 Ω的电阻相连。原线圈两端所加的电压u ＝20 2 sin100πt (V)，则( )

A ．交流电压表的示数为20 2 V

B ．副线圈输出交流电的频率为50 Hz

C ．电阻R 上消耗的电功率为2 kW

D ．原线圈中电流的最大值为100 A

6、如图5所示，一理想自耦变压器的原线圈接有正弦交变电压，其

最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R ，触头P 与线圈始终接触良好，

下列判断正确的是( )

A ．若通过电路中A 、C 两处的电流分别为I A 、I C ，则I A >I C

B ．若仅将触头P 向A 端滑动，则电阻R 消耗的电功率增大

C ．若仅使电阻R 增大，则原线圈的输入电功率增大

D ．若在使电阻R 增大的同时，将触头P 向A 端滑动，则通过A 处的电流增大

7、如图6所示，两种情况下灯泡L 2、L 3的

功率均为P ，且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡，匝数

比为n 1∶n 2＝3∶1，则图甲中L 1的功率和图乙中

L 1的功率分别为( )

A ．P 、P

B ．9P 、49P

C ．49P 、9P

D ．94

P 、9P 8、某小型水电站的电能输送示意图如图7所示，发电机通过升压变压器T 1和降压变压器T 2向用户供电。已知输电线的总电阻为R ，降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压u ＝2202sin100πt V ，降压

变压器的副线圈与阻值R 0＝11 Ω的电阻组成闭合电路。若将

变压器视为理想变压器，则下列说法中错误的是( )

A ． 通过R 0电流的有效值是20 A

B ．降压变压器T 2原、副线圈的电压比为4∶1

C ．升压变压器T 1的输出电压等于降压变压器T 2的输入电压

D ．升压变压器T 1的输出功率大于降压变压器T 2的输入功率

二、填空题（本大题共3小题，共20分，把答案填在题中横线上）

9、某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8×104 W ，电厂输出电压仅为350 V ，为减少输送功率损失，先用一升压变压器将电压升高再输出．已知输电线路的总电阻为4 Ω，允许损失的功率为输送功率的5%，所需电压为220 V ，则升压变压器的原、副线圈的匝数比是 ，降压变压器的原、副线圈的匝数比是 。

10、如图8所示, 理想变压器原线圈中输入电压U 1＝3300

V ，副线圈两端电压U 2为220 V ，输出端连有完全相同的两个

灯泡L 1和L 2，绕过铁芯的导线所接的电压表V 的示数U ＝2 V ，

则原线圈n 1等于 匝。

(1)当开关S 断开时，表A 2的示数I 2＝5 A ，则表A 1的示数

I 1等于 A 。

(2)当开关S 闭合时，表A 1的示数I 1′等于 A 。

三、计算题（本题共3个小题，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要

的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

11、如图9甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，

线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线

圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n＝100

匝，电阻r＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S＝0.040 m2，小

灯泡的电阻R＝9.0 Ω，磁场的磁感应强度按如图乙所示的

规律变化，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式为e

＝nB m S 2π

T·cos(

2π

T t)，其中B m为磁感应强度的最大值，T

为磁场变化的周期．不计灯丝电阻随温度的变化，求：

(1)线圈中产生的感应电动势的最大值；

(2)小灯泡消耗的电功率；

(3)在磁感应强度变化的0～T

4的时间内，通过小灯泡的电荷量．

12、如图10甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0.10 m、匝数n＝20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均

匀分布(其右视图如下图乙所示)．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B＝0.20

πT，线圈

的电阻为R1＝0.50 Ω，它的引出线接有R2＝9.5 Ω的小电珠L.外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电

珠．当线圈运动速度v随时间t变化的规律

如下图丙所示时(摩擦等损耗不计)．求：

(1)小电珠中电流的最大值；

(2)电压表的示数；

(3)t＝0.1 s时外力F的大小；

(4)在不改变发电装置结构的条件下，要使小电珠的功率提高双倍，可采取什么办法(至少说出两种方法)?