【精品试卷】人教版高中物理选修3-2高二《交变电流》单元练习题复习专用试卷

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。

高中物理人教版本选修3-2第五单元《交变电流》单元测试卷注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）一、选择题abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则下列说法正确的是( )A. 乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B. 乙图中c时刻对应甲图中的C图C. 若乙图中d等于0.02s，则1s内电流的方向改变50次D. 若乙图中b等于0.02s，则交流电的频率为50Hz2.正弦交变电动势的最小值出现在（）A.线圈经过中性面时B.穿过线圈的磁通量为零时C.穿过线圈的磁通量变化最快时D.线圈边框的速度与磁感线垂直时3.一个照明电灯，其两端允许加的最大电压为311V，当它接入220V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4.如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。

现闭合开关，灯泡正常发光。

若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则A. U=110V，I=0.2AB. U=110V，I=0.05AC. U=110√2V，I=0.2AD. U=110√2V，I=0.2√2A5.在交变站里，经常要用交流电表取检测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器，如图所示的四个图中，能正确反应工作原理的是（ ）A. B. C. D.6.如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V ，额定功率为22W ；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则A.U="110V" , I="0.2A"B.U="110V" , I="0.05" AC.U=110V, I="0.2A"D.U=110V, I="0.22" A7.线圈中产生的交流电动势e 随时间t 变化的情况如图所示，下列说法中正确的是AB ．交流电动势的最大值为2 VC ．交流电的频率为0.2 HzD ．交流电的周期为0.2s8.一矩形线圈在匀强磁场中绕中心轴转动，产生的交流电动势e=10sin4πt （V ），以下说法正确的是A.交流电的频率是4πHzB.当t=0时，线圈平面跟中性面垂直C.当t=0.5s 时，e 有最大值D.交流电的周期是0.5s9.如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为n 1=1000匝，副线圈匝数为n 2=200匝，电阻R=8.8Ω，原线圈接入一电压u t π= (V)的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则（ ）/sOA. 副线圈交变电流的频率是100 HzB. t=1s的时刻，电压表的示数为0C. 变压器的输入电功率为220WD. 电流表的示数为10A10.如图，将R＝220Ω的电阻接入电压u＝311sin314t V的交流电路中，则()A. 电压表示数是311VB. 电压表示数是157VC. 电流表示数是1AD. R消耗的功率是311W11.某电池充电器的工作原理可以简化为理想变压器，如果正常工作时输入电压为220 V，输出电压为4.2 V，输出电流为0.65 A，则( )A. 原线圈输入电流约为0.20 AB. 原线圈输入电流约为0.01 AC. 原、副线圈的匝数比约为52∶1D. 原、副线圈的匝数比约为1∶5212.一个小水电站，输出的电功率为20 kW，输电线总电阻为0.5 Ω，如果先用400 V电压输送，后又改用2 000 V电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是（）A.减少50 WB.减少1 200 WC.减少7.68×106WD.增大7.68×106W13.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. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B. 线圈每转动一圈，感应电流方向就改变一次C. 线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D. 线圈每转动一圈，感应电动势和感应电流方向都要改变一次第II卷（非选择题）二、解答题20 cm，线框总电阻为1 Ω，线框绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T．问：(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？(3)写出感应电动势随时间变化的表达式．15.如图所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积S＝0.10m2，线圈电阻可忽略不计．在外力作用下矩形线圈在B＝0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度ω＝100πrad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R＝100Ω的电阻构成闭合回路．求：(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值；(2)从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角的过程中，通过电阻R横截面的电荷量．16.发电机转子是边长为0.2m的正方形，线圈匝数为100匝，内阻为8Ω，初始位置如图所示，以ad、bc中点连线为轴以600T的匀强磁场中转动，灯泡电阻为24Ω，则：r/min的转速在磁感应强度为1π(1)从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式；三、新添加的题型（）C. D.四、填空题U=15 sin100πt ，将该交流电压加在一电阻上，产生的电功率为25W，那么这个电阻的阻值 __________Ω。

[课时23] 第五章《交变电流》单元检测适用年级：高二，所需课时：1课时。

一、选择题1．中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重．其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为减少远距离输电的损耗从而降低电费价格，可采取的措施有() A．提高输送功率B．应用超导体材料做输电线C．提高高压输电的电压D．减小输电导线的横截面积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()A．线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应电动势的方向不变B．线圈每转动一周，感应电流的方向改变一次C．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都改变一次D．线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改变两次3．某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是()A．交变电流的频率为0.02HzB．交变电流的瞬时表达式为i＝5cos100πt(A)C．在t＝0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量为零D．若发电机线圈电阻为0.4Ω，则其产生的热功率为5W4．如下图所示是一交变电流的i－t图象，则该交变电流的有效值为()A ．2303AB ．22AC.83A D. 4A 5．如图甲所示电路中，A 1、A 2、A 3为相同的电流表，C 为电容器，电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同，线圈L 的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t 1～t 2时间内 ( ) A ．电流表的示数比的小 B ．电流表的示数比的小 C ．电流表和的示数相同 D ．电流表的示数都不为零6．如图所示，面积为S 、匝数为N 、电阻为r 的线圈与阻值为R 的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R 的两端．线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动．设线圈转动到图示位置的时刻t ＝0.则( )A ．在t ＝0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R 的电流为0，电压表的读数也为0B ．1秒钟内流过电阻R 的电流方向改变ωπ次C ．在电阻R 的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小D ．在电阻R 的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变7.如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R .开始时，开关S 断开，当S 接通后( )A ．副线圈两端从M 、N 的输出电压减小B ．副线圈输电线等效电阻R 两端的电压减小C ．通过灯泡L 1 的电流减小D ．原线圈中的电流减小8．如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U ，额定功率均为P ，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n 1：n 2和电源电压U 1分别为( ) A ．1：2 2U B ．1：2 4U C ．2：1 4U D ．2：1 2U9．如图所示，L 1、L 2是高压输电线，图中两电表示数分别是220V 和10A ，已知图甲中原、副线圈匝数比为100：1，图乙中原、副线圈匝数比为1：10，则()A．图甲中的电表是电压表，输电电压为22000VB．图甲是电流互感器，输电电流是100AC．图乙中的电表是电压表，输电电压为22000VD．图乙是电流互感器，输电电流是10A10．如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有()A．P2变大，P3变大B．P1变小，P2变小C．U2变小，U3变小D．U2变小，U4变大二、计算题11.如图所示,矩形线框abcd在磁感应强度B=2 T的匀强磁场中绕轴OO'以角速度ω=10π rad/s匀速转动,线圈共10匝,电阻r=5 Ω,ab=0.3 m,bc=0.6 m,负载电阻R=45 Ω.求:(1)写出从图示位置开始计时线框中感应电动势的瞬时值表达式;(2)电阻R在0.05 s内产生的热量;(3)0.05 s内流过电阻R上的电荷量(设线圈从垂直中性面开始转动).12．收音机的变压器的初级线圈有1210匝，接在U1＝220 V的交流电源上，变压器有两个次级线圈．次级线圈Ⅱ的匝数为35匝，次级线圈Ⅲ的匝数是1925匝．如果不计变压器自身的能量损耗，当变压器工作时，线圈Ⅱ的电流是0.3 A时，初级线圈的电流I1＝0.114 A．求线圈Ⅲ中的电流和输出电压．(电流的计算结果保留三位有效数字)．13.有一台内阻为1Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。

人教版高中物理选修32第五章《交变电流》单元测试题（解析版）一、单项选择题(每题只要一个正确答案)1.某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按如下图规律变化，副线圈接有负载．以下判别正确的选项是()A．输入电压的最大值为36 VB．原、副线圈中电流之比为55∶9C．变压器输入、输入功率之比为55∶9D．交流电源有效值为220 V，频率为50 Hz2.用220 V的正弦交流电经过理想变压器对一负载供电，变压器输入电压是110 V，经过负载的电流图象如下图，那么()A．输入电压的最大值是110 VB．变压器输入功率约为3.9 WC．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D．负载电流的函数表达式i＝0.05sin (100πt＋)A23.如图为理想变压器原线圈所接电源电压波形，原、副线圈匝数比为n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中的电流表示数为1 A，以下说法正确的选项是()A．变压器输入端所接电压表的示数为20VB．变压器输入功率为100 WC．变压器输入的交流电的频率为100 HzD．假定n1＝100匝，那么副线圈处穿过每匝线圈的磁通质变化率的最大值为2Wb/s4.某水电站，用总电阻为5 Ω的输电线给940 km外的用户送电，其输入电功率是3×106kW.现用500 kV电压输电，那么以下说法正确的选项是()A．输电线上保送的电流大小为1×105AB．输电线上损失电压为30 kVC．该输电系统的输电效率为95%D．假定改用10 kV电压输电，那么输电线上损失的功率为4.5×108kW5.如下图，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，假定n1∶n2＝1 000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220 V、电流表示数为10 A，那么高压输电线的送电功率为()A． 2.2×103WB． 2.2×10－2WC． 2.2×108WD． 2.2×104W6.在远距离输电中，输电线电阻一定，保送电功率一定，假设将输电电压提高到原来的10倍，那么输电线上消耗的功率减小到原来的()A． 10倍B．C． 100倍D．7.在图中L为电感线圈，C为电容，A、B为两只相反的灯泡，将它们接在电压为u的交流电源上，两只灯泡的亮度一样．假定坚持电源电压不变，而将电源频率增大，以下说法中正确的选项是()A．两灯泡的亮度不变B． A灯泡亮度不变，B灯泡变亮C． A灯泡变暗，B灯泡变亮D． A灯泡变亮，B灯泡变暗8.如下图，在A、B直接入正弦交流电U1＝220 V，经过理想变压器和二极管D1、D2给阻值R＝20 Ω的纯电阻负载供电，D1、D2为相反的理想二极管，正向电阻为0，反向电阻无量大，变压器原线圈n1＝110匝，副线圈n2＝20匝，Q为副线圈正中央抽头，为保证平安，二极管的反向耐压值至少为U0，设电阻R上消耗热功率为P，那么有()A．U0＝40V，P＝80 WB．U0＝40 V，P＝80 WC．U0＝40V，P＝20 WD．U0＝40 V，P＝20 W9.一正弦交流电的电流随时间变化规律图象如下图，由图可知()A．用电流表测该电流其示数为14.1 AB．该交流电流的频率为100 HzC．该交流电流经过10 Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1 000 WD．该交流电流瞬时值表达式为i＝10sin 628t(A)10.一台发电机的结构表示图如下图，其中N、S是永世磁铁的两个磁极，它们的外表呈半圆柱面外形．M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动．磁极与铁芯之间的缝隙中构成方向沿半径的辐向磁场．假定从图示位置末尾计时电动势为正值，以下图象中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是()A．B．C．D．11.随着社会经济的开展，人们对动力的需求也日益扩展，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户经过降压变压器用电，假定发电厂输入电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常任务的电压为U2，在满足用户正常用电的状况下，以下说法正确的选项是()A．输电线上损耗的功率为B．输电线上损耗的功率为C．假定要增加输电线上损耗的功率，可以采用更高的电压输电D．采用更高的电压输电会降低输电的效率12.某矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，发生的感应电动势为e＝E m sinωt.假定将线圈的转速添加1倍，坚持其他条件不变，那么发生的感应电动势为()A．e＝E m sin 2ωtB．e＝2E m sin 2ωtC．e＝2E m sin 4ωtD．e＝4E m sin 2ωt13.如下图，理想变压器原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻R和两个小灯泡L1、L2，最后电键S是断开的，现闭合电键S，那么()A．副线圈两端电压变大B．灯泡L1变亮C．电流表A1示数变大D．电阻R中的电流变小14.如下图，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时()A．穿过线圈的磁通量最小，磁通质变化率最大B．穿过线圈的磁通量最大，磁通质变化率最大C．穿过线圈的磁通量最大，磁通质变化率最小D．穿过线圈的磁通量最小，磁通质变化率最小15.(多项选择)一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动，发生交变电动势的瞬时表达式为e＝10 sin 4πt V，那么()A．该交变电动势的频率为2 HzB．零时辰线圈平面与磁场方向垂直C．t＝0.25 s时，e到达最大值D．在1 s时间内，线圈中电流方向改动100次二、多项选择题16.(多项选择)如下图，甲、乙两图中用交流电源，丙、丁两图中用直流电源，各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相反，那么以下说法正确的选项是()A．灯L1比灯L2亮B．灯L3也能发光，但亮度最暗C．灯L2和L4亮度相反D．灯L4比灯L1亮17.(多项选择)如下图的电路中，P为滑动变阻器的滑片，坚持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，以下说法正确的选项是()A．P向下滑动时，灯L变亮B．P向下滑动时，变压器的输入电压不变C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小D．P向上滑动时，变压器的输入功率变大18.(多项选择)如下图，理想变压器原、副线圈的匝数比为11∶2，原线圈两端的输入电压u＝220sin 100πt(V)，电表均为理想电表，滑动变阻器R接入电路局部的阻值为10 Ω.以下表达中正确的选项是()A．该交流电的频率为50 HzB．电压表的读数为42VC．电流表的读数为4 AD．假定滑动变阻器的滑片P向a端移动，电流表的读数变大19.(多项选择)线圈在匀强磁场中转动发生的交变电流电动势e＝10sin 20πt(V)，那么以下说法正确的选项是()A．t＝0时，线圈平面位于中性面B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大C．t＝0.1 s时，交变电流将改动方向D．t＝0.4 s时，e有最大值10V20.(多项选择)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电阻R＝22 Ω，各电表均为理想电表，副线圈输入电压的变化规律如图乙所示．以下说法正确的选项是()A．输入电压的频率为100 HzB．电压表的示数为220 VC．电流表的示数为1 AD．电阻R消耗的电功率是22 W三、实验题21.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相反的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．(1)某同窗用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针区分对应图乙中的A、B位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填〝A〞或〝B〞)．(2)假设把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和高压交流电源，请简明表达实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)________A线圈的匝数为nA＝________.(用所测物理量符号表示)四、计算题22.如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，两电表为理想电流表和电压表，变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝2∶1，假定原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压．求(1)交流电压的函数表达式；(2)电流表的示数I.五、填空题23.钳型电流表的任务原理如下图．当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发作偏转．由于经过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以经过偏转角度的大小可以测量导线中的电流．日常所用交流电的频率在中国和英国区分为50 Hz和60 Hz.现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10 A；假定用同一电表在英国测量异样大小的电流，那么读数将是______A．假定此表在中国的测量值是准确的，且量程为30 A；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为________A.24.如下图电路，当在a，b两端加上直流电压时，L1正常发光，L2不亮；当a，b两端加上异样电压的交变电流时，L1发光亮度变暗，而L2正常发光．那么A，B区分为________和________．( 可选择：电阻、电容器、电感线圈 )25.某发电厂用2.2 kV的电压将电能保送到远处的用户，后改用22 kV的电压，在既有输电线路上保送异样的电功率，前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为________，要将 2.2 kV的电压降低到22 kV，假定变压器原线圈的匝数为180匝，那么副线圈匝数应该是________匝.26.(多项选择)如下图，某变电站用10 kV的高压向10 km外的小区供电，保送的电功率为200 kW.现要求在输电线路上损耗的功率不超越保送电功率的2%，以下不同规格的输电线中，契合要求的是27.有一正弦交流电源，如下图，电压有效值U＝120 V，频率为f＝50 Hz，向一霓虹灯供电，假定霓虹灯的激起电压和熄灭电压均为U0＝60V，试预算在一个小时内，霓虹灯发光时间为________ s.六、简答题28.如下图，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈(原线圈)经过开关可以衔接到交流电源或直流电源的两端，另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上．衔接电路，接通电源，小灯泡能发光．(1)两个线圈并没有衔接，小灯泡为什么会发光？(2)小灯泡两端的电压与先生电源的输入电压相等吗？答案解析1.【答案】D【解析】由＝得，输入电压的最大值为36V，A选项错误；原、副线圈中电流之比＝＝，故B选项错误；理想变压器输入功率与输入功率相等，C错误；由图象易知D选项正确．2.【答案】B【解析】输入电压的最大值是110V，故A错误；负载的功率P＝UI＝110×W≈3.9 W，输入功率等于输入功率，故B正确；变压器原、副线圈匝数比等于电压之比220∶110＝2∶1，故C错误；负载电流的函数表达式i＝0.05sin 100πt A，故D错误．3.【答案】D【解析】由u－t图象可知，变压器原线圈所加交变电压的有效值U1＝200 V，将此值代入＝和＝，解得变压器输入端电压和电流区分为U2＝U1＝×200 V＝20 V，I2＝I1＝×1 A ＝10 A，故变压器输入端所接电压表的示数为20 V，输入功率为P2＝U2I2＝20×10 W＝200 W，选项A、B错误；由u－t图象知交变电流的周期T＝0.02 s，故其频率f＝＝Hz＝50 Hz，选项C错误；由法拉第电磁感应定律可得U2＝n2，那么副线圈处穿过每匝线圈的磁通质变化率的最大值为＝＝×Wb/s＝2Wb/s，选项D正确．4.【答案】B【解析】I＝＝A＝6×103A，A选项错误；U损＝IR＝6×103×5 V＝30 kV，B选项正确；P损＝I2R＝1.8×108W，η＝×100%＝94%，C选项错误；D选项，损失的功率大于输入的功率，显然是错误的．5.【答案】C【解析】由电流互感器知高压输电线中电流I＝1 000 A，由电压互感器知高压U＝220×103V，那么高压输电线功率P＝UI＝2.2×108W.6.【答案】D【解析】设电线上的电阻为r，那么设变化前为：P＝UI，电线上的消耗功率为ΔP＝I2r保送电压提高10倍，保送功率不变，所以电流变为I，那么电线上消耗的功率变为ΔP′＝(I)2r＝I2r＝ΔP，应选D.7.【答案】C【解析】频率越大，电感线圈的感抗越大，电容器的容抗越小，所以，将电源的频率增大时，A灯变暗，B灯变亮．8.【答案】C【解析】在A、B直接入正弦交流电U1＝220 V，有：＝，得有效值U2＝40 V．而二极管的反向耐压值至少为U0，它是最大值，所以U0＝40V，Q为副线圈正中央抽头，那么R两端电压为20 V，所以R消耗的热功率为P＝＝W＝20 W，应选C.9.【答案】C【解析】电表测量的是有效值，故I＝＝10 A，故A错误；由图可知T＝0.02 s，故频率为f＝＝50 Hz，故B错误；消耗的功率为P＝I2R＝102×10 W＝1 000 W，故C正确；角速度为ω＝＝100π rad/s该交流电流瞬时值表达式为i＝10sin 100πt(A)，故D错误．10.【答案】D【解析】由于发电机外部相对两磁极为外表呈半圆柱面外形，磁极与铁芯之间的缝隙中构成方向沿半径的轴向磁场，所以距转轴距离相等的各点磁感应强度大小相等，依据法拉第电磁感应定律可知回路中发生大小恒定的感应电动势，故A、B错误；当线圈转到竖直位置时，回路中感应电动势反向，所以C错误，D正确．11.【答案】C【解析】设发电厂输入功率为P，那么输电线上损耗的功率ΔP＝P－P0，ΔP＝I2R＝，A、B错误．在保送功率一定的状况下，采用更高的电压输电，可以减小输电线上的电流，故可以增加输电线上损耗的功率，C正确．在保送功率一定的状况下，采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率增加，故可提高输电的效率，D错误．12.【答案】B【解析】依据公式E m＝NBSω可得交流电的最大值变为原来的2倍，依据公式ω＝2πn可得角速度变为原来的2倍，故发生的感应电动势为：e＝2E m sin 2ωt，应选B.13.【答案】C【解析】理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比，即＝，原线圈电源不变，原副线圈匝数不变，所以副线圈电压不变，选项A错．副线圈中，电键闭合后，总电阻变小，总电流变大，即经过电阻R中的电流变大，选项D错．即电流表A2示数变大，依据＝知I1变大，选项C 对．副线圈两端电压不变，而电阻两端电压变大，那么L1两端电压变小，灯泡L1变暗，选项B错．14.【答案】A【解析】由图可知线圈平面与磁感线平行，应处于垂直于中性面的位置，此时穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，所以A正确．15.【答案】AB【解析】由瞬时表达式为e＝ 10sin 2πft V得，交变电动势的频率为2 Hz，A正确；零时辰电动势为零，磁通量最大，线圈平面与磁场方向垂直，B正确；t＝0.25 s时，e的瞬时值为零，C错误；频率2 Hz,1 s时间内，线圈中电流方向改动4次，D错误．16.【答案】CD【解析】电压表示数相反，说明交流电压的有效值相反．甲图中电容器与灯L1串联，电容器对电流有阻碍作用；乙图中电容器与灯L2并联，交变电流全部流过灯L2；丙图中电容器与灯L3串联且是直流电源，电容器隔直通交，所以没有电流流过灯L3，灯L3不亮；丁图中电容器与灯L4并联，电流全部流过灯L4.综合以上剖析，C、D两项正确．17.【答案】BD【解析】由于理想变压器输入电压不变，那么副线圈电压U2不变，滑片P滑动时，对灯泡两端的电压没有影响，故灯泡亮度不变，选项A错误；滑片P下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决议，那么副线圈电压不变，选项B正确；滑片P上滑，电阻减小，副线圈输入电流I2增大，那么原线圈输入电流I1增大，选项C错误；此时变压器输入功率P2＝U2I2将变大，选项D正确．18.【答案】AC【解析】依据原线圈两端输入电压的表达式可知，交流电的频率f＝＝Hz＝50 Hz，A正确；原线圈电压的有效值为U1＝220 V，由U1∶U2＝n1∶n2，得U2＝40 V，电压表的读数为40 V，B错误；电流表的读数为I＝＝4 A，C正确；假定滑动变阻器的滑片P向a端移动，接入电路的电阻增大，而U2不变，电流表示数变小，D错误．19.【答案】ABC【解析】t＝0时辰，e＝0，所以此时磁通质变化率最小，磁通量最大，故位于中心面位置，A、B 正确，t＝0.1 s时，e＝0，位于中心面位置，电流方向将发作变化，C正确，t＝0.4 s时，带入可得e＝0，D错误，应选A、B、C.20.【答案】BD【解析】由u－t图象知，电压的周期T＝2×10－2s，那么频率f＝＝50 Hz，选项A错误；副线圈电压的有效值为22 V，故原线圈电压有效值为220 V，选项B正确；副线圈的电流有效值I2＝＝1 A，I1＝I2＝0.1 A，选项C错误选项D正确．21.【答案】(1)A(2)∶用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；∶把高压交流电源接B 线圈，测得线圈的输入电压为U；∶用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输入电压为UA n【解析】(1)A由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的．(2)∶用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；∶把高压交流电源接B线圈，测得线圈的输入电压为U；∶用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输入电压为UA.那么nA＝n.22.【答案】(1)u＝220sin 100πt V(2)2 A【解析】(1)由交流电规律可知u＝u m sinωt，ω＝代入图中数据可得u＝220sin 100πt V.(2)依据理想变压器特点和欧姆定律有：＝，I＝，联立得：I＝2 A.23.【答案】1225【解析】当导线中电流的频率由50 Hz变为60 Hz时，假定导线中电流大小相反，那么它在铁芯中发生的磁场的变化率增大为原来的1.2倍，导线中为10 A电流时示数为12 A；假定电流表指针偏角相反，那么线圈中的磁通质变化率相反，导线中电流应为原来的倍，故频率为50 Hz时，电流的量程为30 A，而频率为60 Hz时电流表的量程就成为25 A了．24.【答案】电感线圈电容器【解析】电感线圈的作用是通直流阻交流，电容的作用是通交流隔直流．由题意表达A应为电感线圈、B为电容器．25.【答案】100∶11800【解析】由于前后两次保送的电功率相等，那么有IU＝I′U′，所以＝＝，＝＝100，由变压器的原理：＝，可得＝＝＝，所以n2＝1800匝．26.【答案】CD【解析】由P＝UI解得输电电流I＝＝20 A，输电线路上损耗的功率不超越P线＝200 kW×2%＝4 kW，由P线＝I2R，解得R＝10 Ω，由于输电线长度需求20 km，所以可以选择千米电阻0.5 Ω/km 以下的型号DYD100/C或型号DYD150/C，契合要求的是选项C、D.27.【答案】2 400【解析】由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得：U m＝120V设t＝0时交流电的瞬时电压U＝0那么交流电的瞬时表达式为U＝120sin 100πt V画出一个周期内交流电的U－t图象如下图，其中阴影局部对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，依据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1，当U＝U0＝60V时，由上式得t1＝s，再由对称性求得一个周期内能发光的时间：t＝T－4t1＝s再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t＝×s＝2 400 s.28.【答案】(1)当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，在铁芯中发生周期性变化的磁场，依据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要发生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光．(2)左、右线圈中每一圈上磁通量的变化率都相反，假定左边匝数为n1，那么U1＝E1＝n1.假定左边匝数为n2，那么U2＝E2＝n2，故有＝；假定疏忽左边线圈的电阻那么有U1＝U电源，只需n1≠n2，小灯泡两端的电压与先生电源的输入电压就不相等．。

一、单选题人教版选修3－2第五章交变电流单元测试题1. 下列i-t 图像属于正弦式交流电的是（ ）A ．B ．C ．D ．2. 如图所示，三个完全相同的负载连接成星形，由不计内阻的三相交变电源供电，若C 相断开，则电流表和电压表的示数变化应分别是 （ ）A ．电流表示数变小，电压表示数不变B ．电流表示数不变，电压表示数变大C ．电流表、电压表示数都变小D ．电流表、电压表示数都不变3. 一正弦式交变电流随时间变化的规律如图所示，由图可知()C ．该交变电流的方向每秒钟改变50次B ．该交变电流的频率为50 Hz AA ．该交变电流的瞬时表达式为i ＝10sin (25πt )D．该交变电流通过阻值为2 Ω的电阻时，此电阻消耗的功率为200 W4. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为A．B．C．4IR D．5. 如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用电阻为3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的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220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)。

对整个送电过程，下列说法正确的是( )A．输电线上的损失功率为300 WB．升压变压器的匝数比为1∶100C．输电线上的电流为100 AD．降压变压器的输入电压为4 970 V6. 放置在同一竖直面内的两光滑同心圆环a、b通过过其圆心的竖直轴O1O2连接，其半径R b=R a，环上各有一个穿孔小球A、B(图中B球未画出)，均能沿环无摩擦滑动．如果同心圆环绕竖直轴O1O2以角速度ω匀速旋转，两球相对于铁环静止时，球A所在半径OA与O1O2成θ=300角．则( )A．球B所在半径OB与O1O2成45°角B．球B所在半径OB与O1O2成30°角C．球B和球A在同一水平线上D．由于球A和球B的质量未知，不能确定球B的位置7. 输出导线的电阻为R，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为（）A．U1∶U2B．U12∶U22C．U22∶U12D．U2∶8. 如图所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号(交变电流)．产生的电信号一般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器(视为理想变压器)之后再送给扩音机放大，变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只变压器，下列判断正确的是( )A．一定是降压变压器，因为P＝I2R，降压后电流减少，导线上损失的电能减少B．一定是降压变压器，因为，降压后电压降低，导线上损失的电能减少C．一定是升压变压器，因为，升压后，电流增大，使到达扩音机的信号加强D．一定是升压变压器，因为P＝UI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少9. 如图所示，水平铜盘半径为r，置于磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度ω做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过导线和滑动变阻器R1与理想变压器的原线圈相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为n∶1，变压器的副线圈与电阻为R2的负载相连，则（）二、多选题A ．变压器原线圈两端的电压为B ．若R 1不变时，通过负载R 2的电流强度为0C ．若R 1不变时，通过变压器的副线圈横截面磁通量为0D ．若R 1变化时，通过负载R 2的电流强度为通过R 1电流的10. 图甲所示电路中，A 1、A 2、A 3为相同的电流表，C 为电容器，电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同，线圈L 的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t 1～t 2时间内()A ．电流表A 1的示数比A 2的小B ．电流表A 2的示数比A 3的小C ．电流表A 1和A 2的示数相同D ．电流表的示数都不为零11. 一闭合矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流如图所示，由图可知(A ．该交变电流的有效值是5 AB ．该交流电的频率是50 HzC ．t ＝0时刻线圈平面位于中性面D ．该交变电流的瞬时值表达式为i ＝5cos 100πt (A)12.如图所示的交流为，接在阻值的电阻两端，则)三、解答题A ．电压表的读数为311VB ．电流表读数为C ．电流表读数是1AD ．2s 内电阻的电热是440J13. 如图所示，在水平面内直角坐标系xOy 中有一光滑金属导轨AOC ，其中曲线导轨OA 满足方程y ＝Lsin kx ，长度为的直导轨OC 与x 轴重合，整个导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中．现有一长为L 金属棒从图示位置开始沿x 轴正方向以速度v 做匀速直线运动，已知金属棒单位长度的电阻为R 0，除金属棒的电阻外其余部分电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动至AC 的过程中（）A ．感应电动势的瞬时值为e ＝BvLsin kvtB ．感应电流逐渐减小C ．闭合回路消耗的电功率逐渐增大D ．通过金属棒的电荷量为14. 一台发电机产生正弦式电流，如果e ＝400sin314t (V)，那么电动势的峰值是多少，线圈匀速转动的角速度是多少，如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2kΩ，写出电流瞬时值的表达式．15. 如图所示，一台有两个副线圈的理想变压器，原线圈匝数n 1＝1100匝，接入电压U 1＝220 V 的电路中． (1)要求在两个副线圈上分别得到电压U 2＝6 V ，U 3＝110 V ，它们的匝数n 2、n 3分别为多少？ (2)若在两副线圈上分别接上“6 V ，20 W”、“110 V ,60 W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？（4）计算降压变压器的输出功率．（3）若输电导线中的电功率损失为输电功率的4%，求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压；流；（2）发电机的输出功率是100kW ，输出电压是250V ，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1：25，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电（1）画出上述输电全过程的原理图；发电站的电源通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器．16.。

第五章《交变电流》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到n倍，则( )A．输电线上的电压损失增大B．输电线上的电能损失增大C．输电线上的电压损失不变D．输电线上的电能损失减少到原来的2.如图所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A的示数增大，可行的办法是( )A．使发电机F的转速增大B．使发电机F的转速减小C．在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质D．使电容器两极板间的距离增大3.在图甲所示的电路中，理想变压器原线圈两端的正弦交变电压变化规律如图乙所示．已知变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中电流表A1的示数为1 A，下列说法正确的是( )A．电压表V的示数为200VB．变压器的输出功率为200 WC．变压器输出端交流电的频率为100 HzD．电流表A2的示数为0.1 A4.如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈上接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈中再串一个相同的灯泡L，则( )A．灯L也能正常发光B．灯L比另外三个灯都暗C．灯L将会被烧坏D．不能确定5.如图所示，一圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈，铁芯与磁极的缝隙间形成了辐向均匀磁场，磁场的中心与铁芯的轴线重合．当铁芯绕轴线以角速度ω沿顺时针方向匀速转动时，下列线圈中电流随时间变化的图象，正确的是(从图位置开始计时，N、S极间缝隙的宽度不计，以a边的电流进入纸面，b边的电流出纸面为正方向)( )A．B．C． D．6.如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.下列说法正确的是( )A．当用户的用电器增多时，U2减小，U4变大B．当用户的用电器增多时，P2变大，P3减小C．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应减小降压变压器的匝数比D．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比7.如图所示为远距离输电线路的示意图：若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )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8.一台理想变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40∶1，则变压器的原线圈电流、输出电压及输出功率是( )A． 5 A,250 V,50 kWB． 5 A,10 kV,50 kWC． 200 A,250 V,50 kWD．200 A,10 kV,2×103kW9.一正弦交流电的电流随时间变化规律图象如图所示，由图可知( )A．用电流表测该电流其示数为14.1 AB．该交流电流的频率为100 HzC．该交流电流通过10 Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1 000 WD．该交流电流瞬时值表达式为i＝10sin 628t(A)10.下面的电路图是电子技术中的常用电路图(如图所示)．a、b是电路的输入端，其中输入的高频电流用“”表示，低频电流用“～”表示，直流电流用“－”表示．对于负载电阻R中通过的电流有以下说明．①图甲中R通过的是低频电流②图乙中R通过的是高频电流③图乙中R通过的是低频电流④图丙中R通过的是直流电流⑤图丁中R通过的是高频电流其中正确的是( )A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①③④11.某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按如图所示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是( )A．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 Hz12.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5 Ω，外接一只电阻为95 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )A．电压表的示数为220 VB．电路中的电流方向每秒钟改变50次C．灯泡实际消耗的功率为484 WD．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J13.如图所示，理想变压器的输入端通过灯泡L1与输出电压恒定的正弦交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连，开始时开关S处于断开状态．当S闭合后，所有灯泡都能发光，下列说法中正确的有( )A．副线圈两端电压不变B．灯泡L1亮度变亮，L2的亮度不变C．副线圈中电流变大，灯泡L1变亮，L2变暗D．因为不知变压器原、副线圈的匝数比，所以L1及L2的亮度变化不能判断14.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象如图乙所示，则( )A．t＝0.005 s时线圈平面与磁场方向平行B．t＝0.010 s时线圈的磁通量变化率最大C．线圈产生的交变电动势频率为100 HzD．线圈产生的交变电动势有效值为311 V15.如图所示，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(ab向纸外，cd向纸内)．若从如图所示位置开始计时，并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是( )A． B． C． D．二、多选题(每小题至少有两个正确答案)16.(多选)有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滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电源，则( )A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小17.(多选)如图，一矩形导线框在匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，产生的交变电流通过升压变压器的原线圈送入电路，使灯泡发光，若灯泡偏暗，不能正常工作，为使灯泡能够正常工作，下列各项措施中正确的是( )A．只增加匝数n1B．只增加匝数n2C．只向左移动滑动变阻器R的滑片D．只增加矩形导线框的转速18.(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为11∶2，原线圈两端的输入电压u＝220sin 100πt(V)，电表均为理想电表，滑动变阻器R接入电路部分的阻值为10 Ω.下列叙述中正确的是( )A．该交流电的频率为50 HzB．电压表的读数为42VC．电流表的读数为4 AD．若滑动变阻器的滑片P向a端移动，电流表的读数变大19.(多选)我国“西电东送”采用高压输电，继三峡至常州500 kV直流输电工程后，又实现了三峡至广东的500 kV直流输电工程．采用高压直流输电有利于不同发电机为同一电网供电和不同电网的互联．关于高压直流输电，下列说法正确的是( )A．高压输电可以减小输电电流，从而减少输电导线的能量损失B．恒定的直流输电可以有效消除交流高压输电中感抗和容抗的影响C．可以加快输电的速度D．为实现高压直流输电，可以用变压器直接改变恒定电流的电压20.(多选)如图所示，一理想变压器原线圈可通过滑动触头P的移动改变其匝数，当P接a时，原、副线圈的匝数比为5∶1，b为原线圈的中点，副线圈接有电容器C、灯泡L、理想电流表A以及R＝44 Ω的定值电阻．若原线圈接有u＝311sin 100πt V的交变电压，下列判断正确的是( )A．当P接a时，灯泡两端电压为44 VB．当P接b时，电流表的读数为2 AC．P接b时灯泡消耗功率比P接a时大D．P固定在a点不移动，原线圈改接u＝311sin 200πt V的电压，灯泡亮度不变三、实验题21.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的A、B位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．(2)如果把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)________A线圈的匝数为nA＝________.(用所测物理量符号表示)四、计算题22.如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，ab＝cd＝50 cm、bc＝ad＝30 cm、匝数n＝100匝、线圈电阻r＝0.2 Ω，外电阻R＝4.8 Ω.线圈在磁感应强度B＝0.05 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度ω＝100π rad/s.(1)求产生感应电动势的最大值．(2)若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式．(3)交流电压表和交流电流表的示数各为多少？(4)此发电机的功率为多少？(5)从图示位置起，转过90°过程中，平均电动势为多少？通过线圈横截面的电荷量为多少？23.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B＝0.5 T，矩形线圈的匝数N＝100匝，边长Lab＝0.2 m，＝0.1 m，以3 000 r/min的转速匀速转动，若从线圈平面通过中性面时开始计时，试求：Lbc(1)交变电动势的瞬时值表达式；(2)若线圈总电阻为2 Ω，线圈外接电阻为8 Ω，写出交变电流的瞬时值表达式；(3)线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值．答案解析1.【答案】D【解析】在输送功率一定时，由I＝知，电压提高到n倍，则电流变为原来的，电压损失减为原来的，故A、C错误；由P损＝I2R知，功率损失减为原来的，故B错误，D正确．故选D.2.【答案】A【解析】当发电机转速增加时，交变电流的频率增大，容抗减小，电流表A的读数增大，A项正确，B项错误；在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质时，电容器的电容减小，电容器两极板间距离增大时电容也减小，当电容减小时，容抗增大，对交变电源的阻碍作用增大，电流表A示数减小，C、D两项均错误．3.【答案】B【解析】电表测量的是有效值，电压表V测量原线圈两端交变电压的有效值，所以其示数为U1＝＝200 V，A错误；变压器的输出功率等于输入功率，即P出＝P入＝U1I1＝200 W，B正确；变压器不改变输入交流电的频率，变压器输出端交流电的频率为50 Hz，C错误；电流表A2的示数为I2＝＝10 A，D错误．4.【答案】A【解析】原、副线圈中的电流之比为＝＝，而副线圈中通过每个灯泡的电流均为其额定电流I额＝.又I1＝I2，所以通过原线圈中灯L的电流恰为其额定电流，灯L正常发光，A正确．5.【答案】D【解析】由于磁场是均匀的辐向分布，因此a、b边切割磁感线的有效长度不变，产生的是直流电，A、B错；a边向右切割磁感线，由右手定则可知感应电流垂直纸面向外，为负方向，b边产生的感应电流垂直纸面向外，为负方向，D对；C错；故选D.6.【答案】D【解析】通过理想升压变压器T1将电送到用户附近，然后用理想降压变压器T2向远处用户家中供电．提升电压的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率．当用户的用电器增多时，用户消耗的功率变大，P2变大，P3变大，用户电流变大，输电线上电流变大，电压降变大，＝，U2不变，＝，U4变小，A、B、C错误；要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，输电电压变大，在输送功率一定的条件下，输电线电流减小，T2输入电压变大，要用户得到额定电压，同时应增大降压变压器的匝数比，C错误，D正确．7.【答案】C【解析】变压器输入功率、输入电流的大小是由次级负载消耗的功率大小决定的，选项A、B错误．用户的总电阻减小，根据P＝，消耗的功率增大，输电线电流增大，由P损＝I R线可知线路损失功率增大，C项正确，升压变压器的输出电压等于输电线电阻上损失的电压加上降压变压器的输入电压，D项错误．8.【答案】A【解析】设原线圈输入电压、电流、功率分别为U1、I1、P1，副线圈输出电压、电流、功率分别为U2、I2、P2，原、副线圈匝数分别为n1、n2.由＝知I1＝I2＝×200 A＝5 A.由＝知U2＝U1＝×10×103V＝250 V，输出功率P2＝U2I2＝250×200 W＝50 kW.9.【答案】C【解析】电表测量的是有效值，故I＝＝10 A，故A错误；由图可知T＝0.02 s，故频率为f ＝＝50 Hz，故B错误；消耗的功率为P＝I2R＝102×10 W＝1 000 W，故C正确；角速度为ω＝＝100π rad/s该交流电流瞬时值表达式为i＝10sin 100πt(A)，故D错误．10.【答案】D【解析】甲图中电容器与R串联，电容器“通交流，隔直流”，因此甲图中的直流电流被过滤掉，R中通过的只是低频电流，①正确．乙图中C很小，电流有交流高频和低频两种成分，C与R并联，因电容器“通高频，阻低频”，所以R中通过的是低频部分，②错误，③正确．丙图中是交流低频与直流电流，C与R并联，R中通过的为直流，④正确．丁图中，电源为交流高频和低频，图为电感L和电阻R串联，电感L是“通低频，阻高频”，所以R中通过的为低频电流，⑤错误，故正确答案为①③④，选D.11.【答案】D【解析】由＝得，输出电压的最大值为36V，A选项错误；原、副线圈中电流之比＝＝，故B选项错误；理想变压器输入功率与输出功率相等，C错误；由图象易知D选项正确．12.【答案】D【解析】电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由题图知电动势的最大值E m＝220V，有效值E ＝220 V，灯泡两端电压U＝＝209 V，A错；由题图甲知T＝0.02 s，一个周期内电流方向改变两次，可知1 s内电流方向变化100次，B错；灯泡的实际功率P＝＝W＝459.8 W，C错；电流的有效值I＝＝2.2 A，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Qr＝I2rt＝2.22×5×1 J ＝24.2 J，D对．13.【答案】C【解析】当S接通后，输出功率变大，输出电流变大，变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率变大，输入电流变大，灯泡L1的电压增大，原线圈电压减小，匝数不变，副线圈电压减小，故A错误；由A可知，灯泡L1变亮，L2变暗，故B、D错误，C正确．14.【答案】A【解析】t＝0.005 s时线圈平面与磁场方向平行，感应电动势最大，选项A正确；t＝0.010 s 时线圈的磁通量最大，变化率最小，选项B错误；线圈产生的交变电动势周期为0.02 s，频率为50 Hz，选项C错误；线圈产生的交变电动势最大值为311 V，选项D错误．15.【答案】A【解析】由题意知线圈总有一半在磁场中做切割磁感线的匀速转动，所以产生的仍然是正弦式交变电流，只是电动势最大值为全部线圈在磁场中匀速转动情况下产生的感应电动势最大值的一半，所以选项B、C错误．再由右手螺旋定则可以判断出A选项符合题意．16.【答案】BC【解析】保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由＝知U2不变，当P向上滑动时，R变大，由I2＝知I2减小，I1减小，故电流表的读数变小，A错误，B正确；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由＝知U2增大，由I2＝知I2增大，I1增大，故电流表的读数变大，C正确，D错误．17.【答案】BCD【解析】若只减少n1匝数，或只增加n2匝数，则副线圈电压有效值U2＝U1增大，灯泡两端分得电压变大，故A错误，B正确．若只向左移动滑动变阻器R的滑片，其电阻减小，则灯泡分得电压增大，故选C.若只增加导线框的转速，其角速度ω增大，则原线圈电压E m＝nBSω增大，其有效值U1＝增大，副线圈电压有效值U2＝U1增大，则灯泡两端分得电压变大，故D正确．18.【答案】AC【解析】根据原线圈两端输入电压的表达式可知，交流电的频率f＝＝Hz＝50 Hz，A正确；原线圈电压的有效值为U1＝220 V，由U1∶U2＝n1∶n2，得U2＝40 V，电压表的读数为40 V，B错误；电流表的读数为I＝＝4 A，C正确；若滑动变阻器的滑片P向a端移动，接入电路的电阻增大，而U2不变，电流表示数变小，D错误．19.【答案】AB【解析】在功率一定时，采用高压输电，根据P＝UI，可以通过减小电流，从而减少输电导线的能量损失，A项正确；交流电由于感抗和容抗的作用，不能无限升压，而利用直流输电可以有效弥补这个缺陷，B项正确；两种输电方式都不能改变输电的速度，C项错误；变压器只能改变交变电流的电压，D项错误．20.【答案】BC【解析】若原线圈接有u＝311sin100πt V的交变电压，则电压的有效值为220 V，由于原、副线圈的匝数比为5∶1，当P接a点时，原、副线圈的匝数比为5∶1，则副线圈的电压为44 V，而交流电虽能通过电容器，但受到一定的阻碍，所以灯泡的电压低于44 V，故A错误；当P接b时，原、副线圈的匝数比为5∶2，则副线圈的电压为88 V，又理想电流表以及R＝44 Ω的定值电阻，所以电流表的示数为2 A，故B正确；当P接b时灯泡两端的电压比P接a时大，所以灯泡消耗的功率比P接a时大，故C正确；P固定在a点不移动，原线圈接有u＝311sin 200πt V的交变电压，则副线圈得到的交流电的频率变大，则容抗变小，灯泡亮度变亮，故D错误．21.【答案】(1)A (2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UAn【解析】(1)A由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的．(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA.则nA＝n.22.【答案】(1)235.5 V (2)i＝47.1cos (100πt) A(3)160 V 33.3 A (4)5 544 W (5)150 V 0.15 C【解析】(1)设ab＝l1、bc＝l2，则交流电动势的最大值E m＝nBl1l2ω≈235.5 V(2)根据闭合电路欧姆定律，电流的最大值I m＝＝47.1 A在题图所示位置时，电流有最大值，则电流的瞬时值表达式为i＝I m cosωt，代入数值得i＝47.1cos (100πt) A(3)电流的有效值为I＝≈33.3 A路端电压的有效值为U＝IR≈160 V即电压表的示数为160 V，电流表的示数为33.3 A.(4)电动势的有效值为E＝≈166.5 V则发电机的功率为P＝IE≈5 544 W(5)平均电动势为＝n＝n＝n＝150 V通过线圈横截面的电荷量q＝Δt＝Δt＝n＝n＝0.15 C.23.【答案】(1)e＝314sin 314t V(2)i＝31.4sin 314t A(3)200 V【解析】(1)线圈的角速度ω＝2πn＝314 rad/s线圈电动势的最大值E m＝NBSω＝314 V故交变电动势的瞬时值表达式：e＝E m sinωt＝314sin 314t V(2)I m＝＝31.4 A所以交变电流的瞬时值表达式：i＝31.4sin 314t A(3)＝N＝＝4NBSn＝200 V.。

交变电流单元练习题一、交变电流的产生及变化规律1.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时刻线圈转过的角度为2 πD.若从O～D时刻历时0.02 s,则在1 s内交变电流的方向改变100次答案 D2.如图所示,一个匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为T.若把万用电表的选择开关拨到交流电压挡,测得a、b两点间的电压为20.0 V,则可知:从中性面开始计时,当t=T/8时,穿过线圈的磁通量的变化率约为（）A.1.41 Wb/sB.2.0 Wb/sC.14.1 Wb/sD.20.0 Wb/s答案B3.如图所示为演示用的手摇发电机模型,匀强磁场磁感应强度B=0.5 T,线圈匝数n=50,每匝线圈面积0.48 m2,转速150 r/min,在匀速转动过程中,从图示位置线圈转过90°开始计时.（1）写出交变感应电动势瞬时值的表达式.（2）画出e-t图线.答案（1）e=188sin 5πt V（2）见下图4.如图所示,矩形线框匝数n =250匝,ab =12 cm ,ad =10 cm ,线框置于B =π2 T 的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO ′以120 r/min 的转速匀速转动,线框通过滑环与外电路相连,外电路接有R =12Ω的电阻及一只发光电压和熄灭电压都为12 V 的氖泡L .求:（1）当S 接e 时,电流表读数为多少?R 的热功率为多大?10 min 内外力对线框做功多少?（2）当S 接f 时,氖泡闪光频率为多大?通电10 min ,氖泡发光总时间为多少?（线框电阻不计） 答案 （1）1.41 A 24 W 1.44×104 J （2）4 Hz 400 s二、描述交流电的物理量5、如图所示,交流发电机转子有n 匝线圈,每匝线圈所围面积为S ,匀强磁场的磁感应强度为B ,线圈匀速转动的角速度为ω,线圈内阻为r ,外电路电阻为R .当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中,求: （1）通过R 的电荷量q 为多少？ （2）R 上产生的电热Q R 为多少？ （3）外力做的功W 为多少？ 答案 （1）rR nBS+ （2）2222)(4πr R R S B n +ω （3）)(4π222r R S B n +ω6、一个边长为6 cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36Ω.磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为 （ ） A .2×10-5 A B .6×10-5 A C .22×10-5 AD . 223×10-5 A答案 B7、如图所示的交变电流,最大值为I m ,周期为T ,则下列有关该交变电流的有效值I ,判断正确的是（ ） A .I =2m I B .I ＜2m I C .I ＞2m ID .以上均不正确 答案 B三、交流电图象的应用8、如图所示,为某交变电动势随时间变化的图象,从图象中可知交变电动势的峰值为 V ,周期T 是 s,交变电动势变化最快的时刻是 ,穿过产生此电动势的线圈的磁通量变化最快的时刻是 ,若此交流线圈共100匝,则穿过此线圈的最大磁通量是 Wb .答案 310 2×10-2 2nT （n =1,2,3…） T n 412 （n =0,1,2,3…）1×10-2四、变压器9、如图所示为由一个原线圈n 1和两个副线圈n 2、n 3组成的理想变压器,已知n 1∶n 2∶n 3=4∶2∶1,电阻R =3Ω,副线圈n 2接2个“6 V , 6 W ”灯泡,副线圈n 3接4个3 W 的灯泡,所有灯泡均正常发光,求电源的输出功率. 答案 36 W10、如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2∶n 3=44∶3∶1,原线圈两端输入电压U 1=220 V ,在变压器输出端如何连接可使“20 V ,10 W ”灯泡L 1正常发光？如何连接可使“10 V ,5 W ”灯泡L 2正常发光？通过计算,分别画出连接图. 答案 见下图11、钳形电流表的外形和结构如图（a ）所示.电流表的读数为1.2 A .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2.4 A B .这种电流表能测交流电流,图（b ）的读数为0.4 A C.这种电流表能测交流电流,图（b ）的读数为3.6 AD.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3.6 A 答案 C12、如图甲所示,在变压器的输入端串接上一只整流二极管D ,在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u 1=U m 1sin t ,设t =0时刻为a “+”、b “-”,则副线圈输出的电压的波形（设c 端电势高于d 端电势时的电压为正）是图中的（ ）答案 B13、如图所示,原线圈匝数为n 1,两个副线圈的匝数分别为n 2和n 3.四只完全相同的灯泡分别接在理想变压器的原、副线圈的回路中,当原线圈回路中a 、b 接入交流电压U 0时,四只灯泡均正常发光,则三组线圈的匝数比n 1∶n 2∶n 3等于多少?灯泡的额定电压U 额等于多少? 答案 3∶2∶1 41U 014、如图两电路中,当a 、b 两端与e 、f 两端分别加上220 V 的交流电压时,测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110 V .若分别在c 、d 两端与g 、h 两端加上110 V 的交流电压,则a 、b 间与e 、f 间的电压分别为（ ） A .220 V ,220 V B .220 V ,110 VC .110 V ,110 VD .220 V ,0 V答案 B五、交变电流综合问题15、如图所示,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,电容器两极板水平放置.在两极板间,不计重力的带正电粒子Q 在t =0时由静止释放,若两板间距足够宽,则下列运动可能的是（ ）A .若t =0时,线圈平面与磁场垂直,粒子一定能到达极板B .若t =0时,线圈平面与磁场平行,粒子在两极间往复运动C .若t =0时,线圈平面与磁场垂直,粒子在两极间往复运动D .若t =0时,线圈平面与磁场平行,粒子一定能到达极板 答案 AB16、如图是示波管的示意图.竖直偏转电极的极板长l =4 cm ,板间距离d =1 cm ,板右端距荧光屏L =18 cm .（水平偏转电极上不加电压,没有画出）电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是1.6×107 m/s .电子的电荷量e=1.60×10-19 C,质量m=0.91×10-30 kg.若在偏转电极上加u=220sin 100πt V的交变电压,在荧光屏的竖直坐标轴上能观测到多长的线段?答案 10 cm=6.4×103m/s的电子束连续射入两平行板之间,板17、如图所示,在真空中速度v长L=12 cm,板间距离d=0.5 cm,两板不带电时,电子束将沿两板之间的中线做直线运动.在两板之间加一交变电压u=91sin100πt V,若不计电子间的相互作用,电子电荷量e=1.6×10-19 C,电子质量m=9.1×10-31 kg,不计电子打在极板上对两极电压的影响.（1）在图中画出电子束可能出现的区域.（画斜线表示,要求有推理和计算过程）（2）如果以两极板刚加上交变电压时开始计时（t=0）,则何时进入交变电场的电子打在极板上具有最大的动能?答案（1）见右图（2）（0.005+0.01n）s（n=0,1,2,…）。

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 m2＝50 2 V．加在R＝100 Ω的电阻上时的热功率P＝U2R＝50 W，瞬时值表达式u＝U m sin2πTt＝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 sin2ωt B．e＝4E m sin2ωtC．e＝E m cos2ωt D．e＝4E m cos2ωt解析：产生电动势的最大值E m＝NBSωω＝2nπ；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 m 2，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∶ 2 B．1∶2C．1∶3 D．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＝I12R×6×10－2，得I1＝33A；图乙中，I的值不变I2＝1 A，由W＝UIt＝I2Rt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 2πTt，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＝T 4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，T4～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＝T 4，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Δi Δt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＝BSωRcosωtB．线圈中电流的有效值为I＝BSωRC．线圈中电流的有效值为I＝2BSω2RD．线圈消耗的电功率为P＝BSω2 2R解析：回路中感应电动势最大值E m＝BSω，电流最大值I m＝E mR＝BSωR，t＝0时为中性面，故瞬时值表达式i＝BSωRsinωt.电流有效值I＝I m2＝2BSω2R，P＝I2R＝B2ω2S22R，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.l2nB2PB.l2nB2PC.l2nB22PD.l2nB2P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＝Bl2ω＝2πnBl2，其有效值E＝E m2＝2πnBl22，计算小灯泡的额定功率P要用其有效值，即P＝E2 R.R＝E2P＝Bnl22P，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＝10Ω，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＝2nπΦmT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＝ER＋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 m2，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 2πTcos(2πTt)，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 m2＝225A，小灯泡消耗的电功率P＝I2R＝2.88 W.(3)在0～T4时间内，电动势的平均值E＝nSΔBΔt，平均电流I＝ER＋r＝nSΔBR＋r t，流过灯泡的电荷量Q＝IΔt＝nSΔBR＋r＝4.0×10－3 C.答案：(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10－3 C。

高中物理学习材料 （精心收集**整理制作）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 BlC ．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 sinωt ，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________。