2019年秋人教版高二物理选修3-2：《交变电流的产生和描述》同步练习题卷

高中物理学习材料桑水制作交变电流 同步练习1．有一台理想变压器，原副线圈的匝数之比为n1：n2=2∶1,原线圈上交流电U=311sin100πtV,Q 为保险丝,其额定电流为1A,R 为负载电阻,如图所示,变压器正常工作时R 的阻值( ) A ．不能低于55Ω B ．不能高于55Ω C ．不能低于77Ω D ．不能高于77Ω2．如图所示为自耦变压器，当它的滑键P 向上移动、Q 不动时，电压表读数将 ，电流表读数 ；若P 不动，Q 向上滑动时V 示数将 ，A 示数将 (填“变大”、“变小”、“不变”)3.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.线路输送电功率是2200WD.线路输送电功率是2.2×106W4．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R ，通过输电线的电流为I ，学校输入电压为U2，下列四个计算输电线功率的损耗的式子中，不正确的是（ ）A ．U21 /RB ．（U1-U2）2/R C ．I2R D ．I(U1-U2) 5．远距离输电线路如图所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（） A V P ∽ Q b a QR n 2 n 1A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B ．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定C ．当用户用电器总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压6．如图所示，有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈电路中，若将该线路与交流电源接通，且电键K 接1位置时，5个灯泡发光亮度相同；若将电键K 接至2位置时，灯均未被烧坏，则下述可能的是：（ ）A 、该变压器是降压变压器，原副线圈的匝数比为4：1B 、该变压器为升压变压器，原副线圈的匝数比为1：4C 、副线圈电路中的灯仍能发光，只是更亮些D 、副线圈电路中的灯仍能发光，只是暗了些7．用U1和U2的两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电线上损失的电功率也相等，在两种情况下输电线截面积之比S1:S2为_____________8．理想变压器的原线圈通入i=Imsin ωt 的交变电流，一灯泡和一交流电表（内阻不计）串联后接在副线圈两端，电流表读数是0.4A ，当t=3T/8时，原线圈的电流i ＝30mA ，由此可知，此变压器的原副线圈匝数之比为_______________9．以下是一段输电线损失功率的推导。

高中物理学习材料桑水制作交变电流练习题一、选择题1．单匝矩形线圈abcd 边长分别为1l 和2l ，在匀强磁场中可绕与磁场方向垂直的轴O O '匀角速转动，转动轴分别过ad 边和bc 边的中点，转动的角速度为ω．磁场的磁感应强度为B ．图为沿转动轴O O '观察的情况，在该时刻线圈转动到ab 边的速度方向与磁场方向夹角为θ，此时线圈中产生的感应电动势的瞬时值为（ ） A ．θωcos 221l Bl B ．θωsin 321l Bl C ．θωcos 21l BlD ．θωsin 21l Bl2．某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量φ随时间的变化规律可用右图表示，那么在图中 （ ）A ．t 1和t 2时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大B ．t 3时刻，线圈中的感应电动势为零C ．t 2时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零D ．t 4时刻，线圈中的感应电动势达最大值3．一交流电压的图像如图所示，将该交流电压加在一阻值为22Ω的电阻两端，下列说法中正确的是（ ） A ．该电阻消耗的功率为1100WB ．该交流电压的瞬时值表达式为)V (π100sin 2110t u =C ．并联在该电阻两端的交流电压表的示数为V 2110D ．流过电阻的电流方向每秒改变50次4．远距离输电线路的示意图（如下）若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的（ ）A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B ．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定C ．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压5．一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q 调节，如右图所示。

在副线圈两输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，则 （ ） A ．保持Q 位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变大 B ．保持Q 位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变小 C ．保持P 位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变大 D ．保持P 位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变小6．照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路上安接一漏电保护器，如图所示，当漏电保护器的ef 两端未接有电压时，脱扣开头K 能始终保持接通，当ef 两端有一电压时， 脱扣开关K 立即断开，下列说法错误的是A ．站在地面上的人触及b 线时（单线接触电），脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用B ．当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用C ．当相线和零线间电压太高时，脱扣开关会自动断开，即有过压保护作用D ．当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b 线和d 线时（双线触电）脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用二、填空题7．交流发电机产生的感应电动势为e =E m sin ωt ，若发电机的转速增加到原来的两倍，则这时交流发电机线圈转动的角速度为________，感应电动势的最大值为________。

第五章：交变电流单元测试题一一、选择题(每道小题 3分共 36分 )1、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0.2A，周期为0.01sD、电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电2、对于理想变压器来说，下列说法中不正确的是A、变压器是利用互感现象制成的B、变压器可以改变各种电源的额定功率C、变压器不仅能改变电压，还同时改变电流D、变压器的初级电流随次级电流的增大而增大3、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:3，次级回路中联入三个均标有“36V，40W”的灯泡, 且均正常发光，那么, 标有“36V、40W”的灯泡AA、也正常发光B、将被烧毁C、比另三个灯暗D、无法确定4、面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，从中性面起以角速度ω匀速转动，在t时刻线圈磁通量的瞬时值为A、BSB、BScosωtC、BSsinωtD、BS/sinωt5、如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈在转动中产生E (V)，转动的角速度为ω(rad/s)。

若线圈转到图示位置开始的感应电动势最大值为m计时，那么下列四个式子中正确表达了该线圈上产生的电动势e随时间变化的函数式是E sinωt(V)A、e=mE cosωt(V)B、e=mE sin(ωt+90°)(V)C、e=mE cos(ωt+90°)(V)D、e=m6、两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是A、1：4B、1：2C、1：2D、1：17、 交流电源电压u=20sin(100 ωt)V ，电路中电阻R=10Ω。

则如右图电路中电流表和电压表的读数分别为A 、1.41A ，14.1VB 、1.41A ，20VC 、2A ，20VD 、2A ，14.1V8、 如图所示，理想变压器原线圈匝数为n 1，两个副线圈匝数分别为n 2和n 3，且n 1:n 2:n 3=4:2:1，输入电压U 1=16V ，R 1=R 2=10Ω，则输入的电流I 1大小是A 、0.4AB 、0.1AC 、0.5AD 、以上答案都不对9、在某交流电电路中，有一个正在工作的变压器，它的原线圈匝数6001=n 匝，电源电压为2201=U V ，原线圈串联一个0.2A 的保险丝，副线圈1202=n 匝，为保证保险丝不被烧断，则：（ ）A 、负载功率不能超过44W ；B 、副线圈电流最大值不能超过1A ；C 、副线圈电流有效值不能超过1A ；D 、副线圈电流有效值不能超过0.2A ．10、 图是一个理想变压器，K 为双向电键，P 是滑动变阻器滑动触头，U 1为加在原线圈两端电压，I 1为原线圈上电流，则A 、保持U 1及P 的位置不变，K 由a 合向b 时，I 1将增大B 、保持P 的位置及U 1不变，K 由a 向b 时，R 消耗的功率减小C 、保持U 1不变，K 合在a 处，使P 上滑，I 1将增大D 、保持P 的位置不变，K 合在a 处，若U 1增大，I 1将减小11、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道:A 、0.01s 时刻线圈处于中性面位置B 、0.01s 时刻穿过线圈的磁通量为零C 、该交流电流有效值为2AD 、该交流电流频率为50Hz12、有一负载电阻R ，当它接到30V 直流的电流时，消耗的功率为P ，现有一台理想变压器，它的输入电压u=300sinwt(V)，若把上述负载接到此变压器副线圈的两端，消耗的功率为P/2，则变压器原副线圈的匝数比为：二、 填空题(每题 4分, 共 24分)13、 一个电热器接到55V 的直流电源上所产生的热功率刚好是接到某交流电源上产生的热功率的1/16，那么，这个交流电源的路端电压是________V ；先后两次通过电热器的电流之比为________。

选修3-2 交变电流练习题水平预测（30分）双基训练★1.下列关于交流电的说法中正确的是().(A )交流电器设备上所标的电压和电流值是交流电的峰值 (B )用交流电流表和电压表测定的读数值是交流电的瞬时值 (C )给定的交流数值,在没有特别说明的情况下是指有效值(D )跟交变电流有相同的热效应的直流电的数值是交流电的有效值 答案:CD★2.关于电容器和电感线圈对交流电的影响,下列说法中正确的是( ). (A )电容器对于高频交变电流的阻碍作用大于它对低频交变电流的阻碍作用 (B )电感线圈对于高频交变电流的阻碍作用大于对低频交变电流的阻碍作用 (C )电容器对于高频交变电流的阻碍作用小于它对低频交变电流的阻碍作用 (D )电感线圈对于高频交变电流的阻碍作用小于对低频交变电流的阻碍作用 答案:BC★★3.如图所示,可以将电压升高供给电灯的变压器是图( ).答案:C纵向型★★★4线横截面上的电量为q ,已知线框电阻为R ,则上述过程中线框上的焦耳热Q =________..右图中a ﹑b ﹑c ﹑d 是星形连接的三相交流电源在照明电路中的输电导线,用电压表测得a 、b 间的电压为220V ,b ﹑c 间的电压为380V ,那么四根导线中哪根是零线?图中1、2、3是三盏额定电压都是220V 的白炽灯,分别把它们正确接入三相输电线路中,画出电路图. 答案:A 为零线，图略★★★★5.如图所示,在水平方向的匀强磁场中,有一单匝矩形导线框可绕垂直于磁场方向的水平轴转动.在线框由水平位置以角速度ω匀速转过90°的过程中,通过导线横截面上的电量为q ,已知线框电阻为R ,则上述过程中线框上的焦耳热Q =______________. 答案:ωπ4R q 2横向型★★★★★6.某交变电压的瞬时值表达式为12u U s i n t U c o st ωω=+.求该电压的有效值.答案:2U U 2221+阶梯训练交流电的产生与描述双基训练★1.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,当线圈通过中性面时.下列说法中正确的是( ).【0.5】(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 答案:C★2.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( ).【0.5】(A )线圈平而每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次.感应电动势向不变 (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 答案:C★3.下图中画出了六种电流随时间变化的图像.这六个图中的电流,都随时间t 作周期性变化,其中属于交流电的是________,属于正弦式交流电的是________.【0.5】 答案:(a )(c )(e )(f ),(c )★★4.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为t sin1002220e π=.关 于这个交变电流,下列说法中正确的是( ).【1.5】 (A )交变电流的频率为100Hz(B )电动势的有效值为220V(C )电动势的峰值约为311V(D )t =0时,线圈平面与中性面垂直答案:BC★★5.某电容器两端所允许加的最大直流电压是250V .它在正弦交流电路中使用时,交 流电压可以是( ).【1】 (A )250V(B )220V(C )352V(D )177V答案:D★★6.我围及俄罗斯、英国等世界上多数国家,常用的交流电都是频率为50Hz的正弦式交流电,而美国、加拿人及日本的西部地区常用的交流电频率为60Hz.这种频率为60Hz的正弦式电流的周期多大?电流方向每秒改变多少次?【1】答案:1/60s,120次纵向应用★★7.把220V的正弦交流电压加在440V,的电阻上,该电阻上().【1】(A)电压的有效值为220V,电流的有效值为0.5A(B)电压的最大值为220V,电流的有效值为0.5A(C)电压的有效值为220V,电流的最大值为0.SA(D)电压的最大值为220V,电流的最大值为0.5A答案:A★★★8.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( ).【2】(A)25.3A(D)3.5A5 A (B)5A (C)2答案:B★★★9.一电热器接在10V的A流电源上,产生一定大小的热功率.现把它改接到交流电源上,要使它产生的热功率是原来的一半,如忽略电阻随温度的变化,则交流电压的峰值应是( ).【1.5】(A)5V (B)14V (C)10V (D)17.3V答案:A★★★10.如图所示,三相交流发电机的每相电压是220V.接成星形,如果负载接成三角形,则负载每相的电压是________V.【0.5】答案:380★★★11.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴从中性面向开始匀速转动,在T/12(T为周期)时产牛的感应电动势为2V,则感应电动势的有效位为______V.【1】答案:22★★★12.一交流电压U=311sin314t(V),加在一个"220V,40W"的白炽灯上：(1)这个灯泡能正常发光吗?(2)如果用多用电表(交流电流档)测量通过这个灯泡的电流,示数应该多大?(3)写出电流瞬时值的表达式.【2】2答案:(1)能,(2)2/11A(3)sin314t211★★★★13.100匝矩形线圈在匀强磁场中绕其垂直于磁场的一边匀速转动,产生如图所示的电动势.可知线圈转动的角速度ω=____________rad／s.穿过线圈的磁通量最大值φmax=____________Wb,此时的电动势值e=____________V.在t=0.01/6s时刻,线圈平面与磁感应强度的夹角等于___________.【3】答案:60,0,10311,1004-⨯ππ ★★★★14.氖灯接入频率为f =50Hz ,电压有效值U =120V 的正弦交流电路中共10min .若氖灯点燃和熄灭时的电压均为120V ,试求氖灯亮的时间.【3】答案:5min★★★★15.用均匀导线弯成正方形闭合线框abcd ,线框每边长8.0cm ,每边的电阻值为0.010Ω.把线框放在磁感应强度B =0.050T 的匀强磁场中,并使它绕轴OO ′以ω=100rad ／s 的匀角速度旋转,旋转方向如图所示.已知轴OO ′在线框平面内,并且垂直于B ,O ′c =3O ′b ,Od =3Oa ,.当线框平面转至和B 平行的瞬时(如图中所示),U ab (即U a —U b )为何值? 答案:0.016V横向拓展★★★★★16.一扁平线框存竖直的匀强磁场中绕水平轴以角速度ω旋转.磁场的磁感应强度按B =B 0sinωt 的规律变化,求线框中产生的感应电动势的频率.【4】 答案:πω★★★★★17.如图所示三相四线制供电电路中,电源电压u =220V .三相负载都是纯电阻,R A =R B =10Ω,R c =20Ω,.问： (1)通过中性线OO ′的电流多大?(2)若中性线OO ′断路,R A 发生短路,R B 、R C .两端电压及其中电流多大?(3)若中性线OO ′断路,R A 也断路,R B ﹑R C 两端电压和其中电流又是多大?【15】 答案:(1)11A (2)电压均为380V ,19A I ,38A I C B ==(3)电流均为12.7A ,254V U ,127V U CB == 感抗 容抗 变压器双基训练★1.比较理想变压器的原线圈和副线圈,其中相同的物理量有( ).【0.5】(A )电压 (B )电流 (C )电功率 (D )磁通量的变化率答案:CD★★2.理想变压器正常工作时,原、副线圈中的电流为I 1、I 2,电压为u 1、u 2,功率为P 1、P 2,关于它们之间的关系,下列说法中正确的是( ).【1】 (A )I 2由I 2决定 (B )U 2与负载有关 (C )P 1由P 2决定 (D )以上说法都不正确 答案:C 纵向应用★★3.远距离输电时,如果输送的电功率一定,试证明：输电电压升高到原来n 倍,则输电线上的热功率损失将是原来的1/n 2.【1.5】 答案:略★★★4.如图所示,从同一交流电路上接出两个支路,一支路连接一个无泄漏电阻的电容器,另一支路连接一个无电阻的电感线圈,则导线AB 和CD 的相互作用是( ).【1】 (A )相吸 (B )相斥 (C )吸、斥不定(D )无相互作用答案:B★★★5.如图所示的理想变压器,两个副线圈陌数分别为n 1和n 2.,当把电热器接在ab ,使cd 空载时,电流表的示数为I 1；当把电热器接在cd ,而使曲空载时,电流表的示数为I 2,则I 1：I 2等于( ).【1】 (A )n 1﹕n 2 (B )n 21﹕n 22 (C )n 2﹕n 1 (D )n 22﹕n 12 答案:B★★★6.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111Ω,则副线圈中电流大小是().【1】(A )5A (B )11A (C )20A (D )55A 答案:A★★★7.如图所示,某变压器有两个线圈,如果把它当作降压变压器,则线圈________接电源,原副线圈两端电压之比是_______；把它当作升压变压器,则线圈_______接电源,原、副线圈两端电压之比是______________.【1】 答案:1L ，5：1,2L ,1：5★★★8.一理想变压器,原线圈输入电压为220V 时,副线圈的输出电压为22V .如将副线圈增加100匝后,则输出电压增加到33V ,由此可知原线圈匝数是_______匝,副线圈匝数是_______匝.【L5】答案:2000,200★★★9.某变电站用220V 的电压送电,导线损失电功率是输出功率的20％.若要使导线损失电功率是输出功率的5％,则输出的电压应变为_______v .【1】 答案:440★★★10.理想变压器在正常使用过程中,如果副线圈处于开路状态,则原线圈的输入功率等于_______；如果副线圈上负载电阻减小,则原线圈从电源获取的功率将_______(选填“增加”、“减小”或“不变”).【1】 答案:0,增加★★★11.如图所示,变压器原、副线圈的匝数比为10﹕1,副线圈有一中心抽头e .原线圈接交流电压u =311sin (100πt )(V ),副线圈上e 、d 之间的电压等于_______v ,电压的周期T =_______s .【1】 答案:11,0.12★★★12.如图所示,一台理想变压器有两个副线圈,已知12V 的副线圈输出电流是4.17A ,匝数是30匝；127V 的副线圈输出电流是0.63A ,那么：(1)127V 的副线圈匝数是多少?原线圈的匝数是多少?(2)原线圈的输入功率是多少?(3)原线圈的输入电流是多少?【3】 答案:(1)318匝,550匝,(2)130V ,(3)0.59A★★★13.如图所示,理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2.输电线的等效电阻为R .开始时,电键S 断开,当S 闭合时,下列说法中正确的是( ).【1】(A )副线圈两端的输出电压减小 (B )通过灯泡L 1的电流减小 (C )原线圈中的电流增大 (D )变压器的输入功率增大 答案:BCD★★★★14.如图所示,灯泡L 1和L 2的规格完全相同,原线圈匝数比副线圈匝数多,下列判断中正确的是( ).【1.5】 (A )变压器工作时,两灯有可能同时正常发光 (B )L 2正常工作时,L 1比L 2暗 (C )L 2正常T 作时,L 1可能已烧毁 (D )L 1正常T 作时,如可能已烧毁 答案:B★★★★15.在右图所示的两个交流电路中,它们的电源电压相同,理想变压器的原、副线圈的匝数为n 1、n 2.如果两电源输出的电流相等,则负载电阻R 1与R 2的比值为_______.【2.5】答案:2221nn★★★★16.有一定值电阻与电压为U 的交流电源接通,结果通过电阻的电流为I .若通过一台变压器将该交流电与该电阻接通,已知变压器初级线圈中电流大小为I /4,则通过该电阻的电流I ′=_______；当变压器次级线圈所接电阻为原定值电阻的4倍时,那么这个电阻的电功率为_______.【3】 答案:16UI,21 ★★★★17.右图所示为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6盏)供电.如果输电线的总电阻R 是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,那么：(1)发电机的输出功率应是多大?(2)发电机的电动势是多大?(3)输电效率是多少?(4)若只使用总数一半的电灯,并止常发电,发电机的输出功率是否也减少一半?【4】 答案:(1)5424W ,(2)250V ,(3)97％,(4)一半以上★★★★18.河水流量为4m 3／s ,水流下落的高度为5m .现在利用它来发电,设所用发电机的总效率为50％：(1)求发电机的输出功率.(2)设发电机的输出电压为350V ,在输送途中允许的电阻为4Ω,许可损耗的功率为输出功率的5％,问在用户需用电压220V 时,所用升压变压器和降压变压器的匝数之比分别是多少(g 取9.8m ／s 2)?【5】 答案:(1),W 108.94(2)1：8,12：1 横向拓展★★★★★19.电阻R =200Ω的电阻器和电容C =5×10-6F 的电容器并联,通过这个并联电路 的交流电的角频率ω=103rad ／s .交流电流表○G1○G 1的示数I 1=1A ,其内阻很小,如右图所示,求交流电流表○G2○G2的示数.【5】答案:1.414A★★★★★20.在对称的铁芯上绕有两个线圈.如图所示.当线圈1接入交流电时,线圈2上电压U 2=13.2V ；当线圈2接入同一交流电时,线圈1上电压u 1=120V .求两个线圈的匝数比.【5】 答案:3nn 21。

习题课交变电流的产生及描述必备知识基础练1.某正弦式交变电流i随时间t变化的图像如图所示。

由图可知()A.电流的最大值为10AB.电流的有效值为10AC.该交变电流的周期为0.03sD.该交变电流的频率为0.02Hz2.如图所示电路中，电源电压u=311sin100πt(V)，A、B间接有“220V440W”的电暖宝、“220V220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。

下列说法正确的是()_A.交流电压表的示数为311VB.电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3√2AC.电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D.1min内抽油烟机消耗的电能为1.32×104J3.如图所示为一交变电流的i t图像，则此交变电流的有效值为()A.5√5AB.5√2AC.10AD.2.5√10A4.(多选)如图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中甲电压按正弦规律变化。

下列说法正确的是()A.甲表示交变电流，乙表示直流电B.两种电压的有效值相等C.甲电压的瞬时值表达式为u=311sin100πt(V)D.甲交变电流的有效值比乙交变电流的有效值大5.如图所示电路，电阻R1与电阻R2值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A、B间加一正弦式交变电流u=20√2sin100πt(V)，则加在R2上的电压有效值为()A.10VB.20VC.15VD.5√10V关键能力提升练6.(2021广西南宁期中)如图甲所示，是一种振动发电装置，它的结构是一个套在辐向形永久磁体槽中的半径为0.1m、匝数为20的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)。

线圈所在位置磁感应强度的大小均为0.2T，线圈的电阻为2Ω，它的引出线接有8Ω的小灯泡L，其他电阻均不计。

外力推动线圈框架的P 端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小灯泡。

当线圈速度随时间变化的规律如图丙、丁所示(v取向右为正)，其中图丙所示速度按正弦规律变化，下列说法正确的是()A.线圈两种情况运动时小灯泡亮度相同B.线圈按丁图情况运动产生的电动势是恒定不变的C.线圈按丙图情况运动产生的电动势的瞬时值表达式为e=4.8πsin10πt(V)D.线圈按丙图情况运动，小灯泡两端的电压为2.4√2V7.如图所示，边长分别为10cm和20cm的矩形线圈，匝数为100，阻值为5Ω，在匀强T，线圈磁场中绕垂直磁场方向的OO'轴匀速转动，已知匀强磁场的磁感应强度B=3√25π转动的角速度为ω=100πrad/s，线圈和阻值为R=15Ω的电阻相连接。

交变电流单元测试题一、不定项选择题（每小题有1个或多个选项符合题意，每小题４分，共４０分）1、一交流电流的图象如图所示，由图可知（ ）A ．该交流电流即时值表达式为i ＝102sin628t AB ．该交流电流的频率为50 HzC ．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为100WD ．用电流表测该电流其示数为102 A2、下列关于交流电的几种说法正确的是（ ）A 、电气设备上所标的电压电流值是最大值B 、交流电压表和交流电流表测得的是瞬时值C 、跟交流电有相同热效应的直流电的值是交流电的有效值D 、跟直流电有相同热效应的交流电的值是交流电的有效值3、交流电源的电压是6V ，它跟电阻R 1、R 2和电容器、伏特表一起连组成电路，如图所示，图中电压表的示数为U 1，为了保证电容器C 不被击穿，电容器C 的耐压值应为U 2，则（ ）A 、U 1=62VB 、U 2=6VC 、U 1=6VD 、U 2≥62V4、钳形电流表的外形和结构如右图（a ）所示。

图（a ）中电流表的读数为1.2A 。

右图（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2.4AＢ．这种电流表能测交流电流，图（b ）的读数为0.4AＣ．这种电流表能测交流电流，图（b ）的读数为3.6AＤ．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3.6A5、如图所示，线圈的自感系数L 和电容器的电容C 都很小，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，输出直流和低频交流6、如图所示，一台理想变压器，要使变压的输入功率增加，可以采取下列哪种方法（其他条件保持不变） （ ）A 、增大R 的阻值B 、减小R 的阻值C 、增加副线圈的匝数n 2D 、减小原线圈的匝数n 1图（a ） A 铁芯 图（b ）7、一根长直导线中的电流按如图的正弦规律变化，规定电流从左向右为正，在直导线下方有一不闭合的金属框，则相对于b点来说，a点电势最高的时刻是在（）A、t 1 时刻B、t2时刻C、t3时刻D、t4时刻8、一交流电的电流随时间变化而变化的图象，此交变电流的有效值为（）A、52AB、5AC、3.52D、3.59、一矩形线圈,绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′按顺时针方向旋转.引出线的两端与互相绝缘的半圆铜环连接,两个半圆环分别与固定电刷A、B滑动接触,电刷间接有电阻,如图所示,在线圈转动过程中,通过电阻的电流( )(A)大小和方向都不断变化(B)大小和方向都不变(C)大小不断变化,方向A→R→B(D)大小不断变化,方向从B→R→A10、如图所示，有一理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，电流分别为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻的阻值未知，下列结论中，正确的是：( )(A)U1：U2＝n1：n2，U2：U3=n2：n3；(B)I1/I3=n3/n1，I1/I2=n2/n1；(C)n1I1=n2I2＋n3I3；(D)I1U1=I2U2＋I3U3。

高中物理人教版（2019）选择性必修第二册3.2交变电流的描述一、单选题1.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的电动势为.关于这个交变电流，下列说法中正确的是（）A. 电动势的有效值为220VB. 交变电流的频率为100HzC. 电动势的最大值为220VD. t=0时，线圈平面与中性面垂直2.如图所示的电路中，两只小灯泡的规格相同．在开关S闭合一段时间后，发现两个灯泡的亮度相同．断开开关S后，进行如下操作，下列对小灯泡发光的描述正确的是（）A. 开关S闭合瞬间，两灯一样亮B. 开关S闭合后，灯A2一直比A1亮C. 若将电源换成交流电，两灯一样亮D. 断开开关S时，两灯都逐渐熄灭3.关于生产和生活中的交流电，下列说法正确的是（）A. 在一个周期内，交流电的方向改变一次B. 交流用电设备上标出的电压和电流值是有效值C. 某正弦交流电压的最大值为311V，则该交流电压的最小值为-311VD. 用交流电表测交变电流和电压时，测得的是交变电流和电压的最大值4.如图所示，图线是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线所示。

以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（）A. 线圈先后两次转速之比为B. 交流电电压的最大值为C. 交流电的电压瞬时值表达式D. 在图中时刻穿过线圈的磁通量为零5.如图所示为某种周期性交流电的电流与时间关系的图象，其中前半周期为正弦曲线的一部分，后半周期是直线段，则该交流电的有效值为（）A. B. C. D.6.两个相同的电阻，分别通以如图甲、乙所示的正弦式交变电流和方波式交变电流，两种交变电流的最大值相等，周期相等．则在一个周期内，正弦式交变电流在电阻上产生的焦耳热Q1与方波式交变电流在电阻上产生的焦耳热Q2之比等于( )A. 3∶1B. 1∶2C. 2∶1D. 4∶37.如图所示，一个边长L=10 cm，匝数n=100匝的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO´匀速转动，磁感应强度B=0.50 T，角速度ω=10π rad/s，闭合回路中两只灯泡均能正常发光。

高中物理学习材料唐玲收集整理交变电流同步练习 21．以下各图线中表示交变电流的是（图5-10） [ ]2．矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动产生交流电．穿过线圈平面的磁通量Φ与产生的感应电动势e的大小关系正确的是 [ ]A．Φ最大，e最大． B．Φ最小，e最小． C．Φ最大，e最小． D．Φ最小，e最大．3．图5-1所示的矩形线圈在匀强磁场中，匀速转动时产生交流电在线圈平面经过____时电流方向发生改变，线圈每转一周______次经过______，所以线圈每转一周电流方向改变_____次，出现______次峰值．4．图5-11中ad表示线圈的正视图，它在匀强磁场中匀速转动时产生的感应电动势按正弦规律变化，峰值为250V，则图中位置时线圈中感应电动势的大小为________．B卷1．一交变电流的变化规律为i=50sin50πtA，则从t=0起到第一次出现峰值的时间是[]2．一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交变电动势为[ ]A．t=0时，线圈位于中性面位置．B．t=0时，穿过线圈平面的磁通量最大．C．t=0时，线圈的有效边切割速度方向垂直磁感线．D．t=0.1s时，线圈中感应电动势达到峰值．3．旋转电枢式交流发电机产生的感应电动势e=εmsinωt，如将电枢的匝数增加一倍，电枢的转速也增加一倍，其他条件不变，感应电动势的表达式将变为[ ] A．e=2εmsin2ωt． B．e=2εmsin4ωt．C．e=4εmsin2ωt． D．e=4εmsin4ωt．4．一个矩形线圈在匀强磁场中转动时产生的交变电动势表达式为e=311sin314tV．已知线圈匝数是100，面积为0.02m2，则匀强磁场的磁_____．参考答案A卷 1．B、C、D． 2．C、D． 3．中性面，2；中性面，2；2．4．125V．B卷 1．A． 2．A、B． 3．C 4．0.5T，220V．。

第1节交变电流的产生与描述（同步练习）一、单项选择题1、一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知正确的是（）A．该交变电流的频率为0.25HzB．该交变电流的电压的有效值为100VC．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u=100sin50t（V）D．若将该交变电流电压加在阻值为R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W【答案】D2、图2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．图甲表示交变电流，图乙表示直流电B．两种电压的有效值相等都是220VC．图甲所示电压的瞬时值表达式为U＝311sin100πt （V）D．将这两种电压加在同一电阻R上，相同时间内R上产生的热量相等【答案】C3、如图所示是一交变电流的i-t图象，则该交流电电流的有效值为()A．230A B．22AC．4A D．8 3 A【答案】A4、两矩形线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化关系分别如图中甲、乙所示，则下列说法正确的是（）A．两交变电流的频率之比f甲：f乙=1：2B．两交变电流的电动势有效值之比E甲：E乙=3：1C．t=1s时，两线圈中的磁通量的变化率均为零D．t=1s时，两线圈均处在与中性面垂直的位置上【答案】C5、如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A ．那么( ) A ．线圈中感应电流的有效值为2AB ．任意时刻线圈中的感应电动势为()24cos V e t T π=C ．任意时刻穿过线圈的磁通量为()2sin Wb Tt Tπφπ= D ．从图示位置开始到线圈转过60°的过程中，线圈中的平均电流为0.5A【答案】B6、电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示，现把交流电加在电阻为9Ω的电热丝上，则下列说法中正确的是（ ）A ．线圈转动的角速度为31.4rad /sB ．如果线圈转速提高一倍，则电流不会改变C ．电热丝两端的电压1002U =VD ．电热丝的发热功率P =1800W【答案】D7、2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市。

必考部分 选修3-2 第十章 第1单元 交变电流的产生及描述一、选择题(本大题共10个小题，共70分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的 得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1．一正弦式电流的电压随时间变化的规律如图1所示．由图可知( )图1A ．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u ＝100sin(25t )VB ．该交变电流的频率为25 HzC ．该交变电流的电压的有效值为100 2 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：从图中可知，交变电流周期T ＝4×10－2 s ，峰值电压U m ＝100 V ，故交变电流 的频率f ＝1T ＝25 Hz ，有效值U ＝U m 2＝50 2 V ．加在R ＝100 Ω的电阻上时的热功率P ＝U 2R ＝50 W ，瞬时值表达式u ＝U m sin 2πT t ＝100sin(50πt ) V ，故正确选项为 B 、D. 答案：BD2．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产生的交流电动势的最大 值为E m .设t ＝0时线圈平面与磁场平行，当线圈的匝数增加一倍，转速也增大一倍， 其他条件不变时，交变电流的电动势表达式为( )A ．e ＝2E m sin2ωtB ．e ＝4E m sin2ωtC ．e ＝E m cos2ωtD ．e ＝4E m cos2ωt解析：产生电动势的最大值E m ＝NBSω ω＝2n π；n 为转速当N ′＝2N ，n ′＝2n 时，ω′＝2ω，E m ′＝4E m ， 所以交变电流的电动势的表达式为e ＝4E m cos2ωt .D 项正确．答案：D3．(2008·山东高考)图2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( )图2A ．图甲表示交变电流，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 ．图甲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110解析：由图象的纵坐标知，电压的正、负分别表示电压的方向，因此两图均为交变 电流，A 错；对于正弦式电流才有U 有效＝U m2，虽然两图的最大值相同，但图乙所示的非正弦(余弦)式电流不适用上式，故B 错；正弦式电流瞬时值表达式为u ＝U m sin ωt ， 由图象可知U m ＝311 V ，T ＝2×10－2 s ，可得ω＝2πT ＝100π，代入上式得u ＝ 311sin100πt V ，故C 对；由变压器原理可知变压器只能根据匝数比改变电压和电流， 它不会改变交变电流的周期和频率，故D 错． 答案：C4．如图3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，t ＝0时刻线圈平面与磁场方向垂直，规定电流 方向沿abcda 为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图 象是图4中的( )图4解析：由楞次定律可知前半个周期感应电流沿adcba 方向，后半个周期沿abcda 的方 向，因线圈绕垂直磁场的轴匀速转动，所以产生正弦式电流，A 正确． 答案：A5．(2010·皖南模拟)如图5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( )图5A ．1∶ 2B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶6解析：电功的计算，I 要用有效值计算，图甲中，由有效值的定义得(12)2R ×2× 10－2＋0＋(12)2R ×2×10－2＝I 12R ×6×10－2，得I 1＝33 A ；图乙中，I 的值不变I 2＝1 A ，由W ＝UIt ＝I 2Rt 可以得到W 甲∶W 乙＝1∶3.C 正确． 答案：C6．在两块金属板上加上交变电压u ＝U m sin 2πT t ，当t ＝0时，板间有一个电子正好处于 静止状态，下面关于电子以后的运动情况的判断正确的是( )A ．t ＝T 时，电子回到原出发点B ．电子始终向一个方向运动C ．t ＝T2时，电子将有最大速度D ．t ＝T2时，电子的位移最大解析：t ＝0时，电子不受力，此时两极板间电压为零，此后电压开始增大，t ＝T4时达到最大，此过程中电子沿电场方向做加速度增大的加速运动，速度增大，T 4～T2这段时间内，两极板间电压减小，但电场方向不变，所以电子在这段时间内仍沿原方 向做加速度减小的加速运动，速度继续增大.T2后电场变向，电子开始减速，但运动方向不变，直至T 时刻速度减为零．故在T2时电子有最大速度．因电子的速度方向不变，即随时间的增长，位移增大．综上所述，B 、C 正确，A 、D 错误． 答案：BC7．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 ′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，线圈中产生的交变电 流按照图乙所示的余弦规律变化，在t ＝π2ω时刻( )图6A ．线圈中的电流最大B ．穿过线圈的磁通量最大C ．线圈所受的安培力为零D ．穿过线圈磁通量的变化率最大解析：注意线圈转动过程中通过两个特殊位置(平行于磁感线和垂直于磁感线)时的特 点；磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率不同；t ＝π2ω＝T4，线圈转过90°，本题应选B 、C. 答案：BC8．通有电流i ＝I m sin ωt 的长直导线OO ′与断开的圆形导线圈在同一平面内，如图7 所示(设电流由O 至O ′为正)，为使A 端的电势高于B 端的电势且U AB 减小，交变 电流必须处于每个周期的( )图7A ．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，只有在第一个14周期才符合要求，A 项正确．答案：A9．如图8所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B 的匀 强磁场中，以恒定的角速度ω绕ab 边转动，磁场方向垂 直于纸面向里，线圈所围面积为S ，线圈导线的总电阻 为R .t ＝0时刻线圈平面与纸面重合，且cd 边正在向纸面 外转动．则( )A ．线圈中电流t 时刻瞬时值表达式为i ＝BSωR cos ωtB ．线圈中电流的有效值为I ＝BSωR C ．线圈中电流的有效值为I ＝2BSω2RD ．线圈消耗的电功率为P ＝(BSω)22R解析：回路中感应电动势最大值E m ＝BSω，电流最大值I m ＝E m R ＝BSωR ，t ＝0时为中 性面，故瞬时值表达式i ＝BSωR sin ωt .电流有效值I ＝I m 2＝2BSω2R ，P ＝I 2R ＝B 2ω2S 22R ，故A 、B 错误，C 、D 正确． 答案：CD10．将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l ，它在磁感应强度为B 、方向如图9所示的匀强磁 场中匀速转动，转速为n ，导线在a 、b 两处通过电 刷与外电路连接，外电路接有额定功率为P 的小灯 泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不 计，灯泡的电阻应为( )A.(2πl 2nB )2P B.2(πl 2nB )2P C.(l 2nB )22PD.(l 2nB )2P解析：单匝正方形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，将产生正弦式电流，则电 动势的最大值E m ＝Bl 2ω＝2πnBl 2，其有效值E ＝E m 2＝2πnBl 22，计算小灯泡的额定功率P 要用其有效值，即P ＝E 2R.R ＝E 2P ＝2(πBnl 2)2P ，故只有B 选项正确． 答案：B二、非选择题(本大题共2个小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和 演算步骤，有数值计算的要注明单位)11．(15分)图10甲所示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 并联的交流电压表为 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10乙所示正弦规律变化．求：图10(1)交流发电机产生的电动势的最大值； (2)电路中交流电压表的示数．解析：(1)交流发电机产生的电动势的最大值E m ＝nBSω而Φm ＝BS ，ω＝2πT ，所以E m ＝2n πΦm T 由Φ－t 图线可知：Φm ＝2.0×10－2 Wb ， T ＝6.28×10－2 s 所以E m ＝200 V . (2)电动势的有效值E ＝22E m＝100 2 V 由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为 I ＝E R ＋r ＝ 2 A 交流电压表的示数为 U ＝IR ＝90 2 V ≈127 V . 答案：(1)200 V (2)127 V12．(15分)(2010·郑州模拟)如图11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 m 2，小灯泡 的电阻R ＝9.0 Ω，磁场的磁感应强度按如图11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 2πT cos(2πT 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：图11(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～T4的时间内，通过小灯泡的电荷量．解析：(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T ＝3.14×10－2s ，所以E m ＝nB m Sω＝2πnB m ST＝8.0 V . (2)电流的最大值I m ＝E mR ＋r ＝0.80 A ， 有效值I ＝I m 2＝225 A ，小灯泡消耗的电功率P ＝I 2R ＝2.88 W.(3)在0～T 4时间内，电动势的平均值E ＝nS ΔBΔt ，平均电流I ＝ER ＋r ＝nS ΔB(R ＋r )Δt， 流过灯泡的电荷量Q ＝I Δt ＝nS ΔBR ＋r＝4.0×10－3 C. 答案：(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10－3 C。