交流电复习题

交流电 传感器

考点1. 交流电的产生

1. (多选) 矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（ ）

A ．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大

B ．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零

C ．每当线框经过中性面时，感应电流方向就改变一次

D ．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零

2.如图所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO ′沿顺时针方向转动，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M 和N 相连．M 和N 又通过固定的电刷P 和Q 与电阻R 相连．在线圈转动过程中，通过电阻R 的电流 ( ) A ．大小和方向都随时间做周期性变化 B ．大小和方向都不随时间做周期性变化 C ．大小不断变化，方向总是P →R →Q D ．大小不断变化，方向总是Q →R →P

考点2.交流电的描述

3.在图所示电路中，A 是熔断电流为I 0＝2A 的保险丝，电阻可不计，R 是可变电阻，是交流电源．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e ＝2202sin (314t ) V ．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( ) A ．1102Ω B ．110Ω C ．220Ω D ．2202Ω

4．如图所示是某种交变电流的电流强度随时间变化的图线，i >0部分的图线是一个正弦曲线的正半周，i <0部分的图线是另一个正弦曲线的负半周，则这种交变电流的有效值为( ) A ．I 0

B.2I 0

C.3I 0

D.6I 0

5.两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 . 1：4 B. 1：2 C. 1：2 D. 1：1

6. (多选)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 ＝311sin (100πt ) V

D ．两种电压的周期相同

7. (多选)如图所示，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乙中曲线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∶3 C ．曲线a 表示的交变电动势频率为25Hz D ．曲线b 表示的交变电动势有效值为10V

8. (多选)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。下列说法正确的是( )

A.电流的表达式为i ＝0.6sin 10πt (A)

B.磁铁的转速为10 r/s

C.风速加倍时，电流的表达式为i ＝1.2 sin 10πt (A)

D.风速加倍时，线圈中电流的有效值为0.6 2 A 考点3. 电容电感在电路中的作用

9.(多选)图甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a 、b 是各部分电路的输入端，其中输入的交

流高频成分用“～～～”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．关于两

图中负载电阻R 上得到的电流特征是( ) A ．图甲中R 得到的是交流成分 B ．图甲中R 得到的是直流成分 C ．图乙中R 得到的是低频成分 D ．图乙中R 得到的是高频成分

10.如图所示，电路中完全相同的三只灯泡L 1、L 2、L 3分别与电阻R 、电感L 、电容C 串联，然后再并联到220V 、50Hz 的交流电路上，三只灯泡亮度恰好相同．若保持交变电压不变，将交变电流的频率增大到60Hz ，则发生的现象是( ) A ．三灯亮度不变 B ．三灯均变亮

C ．L 1不变、L 2变亮、L 3变暗

D ．L 1不变、L 2变暗、L 3变亮

11．如图所示的电路，有直流和交流成分的电流通过，为了尽量减少R 2上的交流成分，应( ) A ．选用自感系数较大的线圈和电容较小的电容器 B ．选用自感系数较小的线圈和电容较大的电容器 C ．选用自感系数较小的线圈和电容较小的电容器 D ．选用自感系数较大的线圈和电容较大的电容器 考点4. 变压器

12．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n 1：n 2＝4:1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表的示数是12mA ，则副线圈中电流表的示数是( ) A ．3mA B ．48mA

C ．零

D ．与R 的阻值有关

13．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。在副线圈输出端连接了定值电阻和滑

动变阻器R ，在原线圈上加一电压恒为U 的交流电，则 ( ) ①保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变大； ②保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变小； ③保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变大； ④保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变小。 A ．②③ B.①③ C ．②④ D.①④

14．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 、0.4A B 、0.1A C 、0.5A D 、以上答案都不对

15．(多选)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600匝，电源电压为220V ，原线圈串联一个0.2A 的保险丝，副线圈120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 考点5.电能的输送

16.(多选)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功

率的增大，下列说法中正确的有( ) A ．升压变压器的输出电压增大 B ．降压变压器的输出电压增大 C ．输电线上损耗的功率增大

D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 考点6传感器

17．有一些洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加

热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，

是因为(

)

A ．改变湿度

B ．改变温度

C ．改变磁场

D ．改变电容

考点7.交流电综合题

18. (多选)图甲是交流发电机的示意图，发出的电直接输出到理想变压器的原线圈，为理想交流电压表．变压器的副线圈接有三个支路，每个支路接有相同规格的小灯泡L 1、L 2和L 3，且L 2串有理想电感L 、L 3串有电容器C .发电机两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场．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 ．图甲线圈位置叫中性面，此时所产生的感应电动势最大，由图乙可得，此时电压表示数为10 V

B ．线圈转动的角速度为100π rad/s,0.02 s 时线圈内电流的流向是D →

C →B →A C ．如果灯泡L 1恰好正常发光，那么L 2、L 3两小灯泡都能发光但比L 1要暗

D ．增大线圈的转动速度，L 1、L 2、L 3三个小灯泡的亮度均不会变化

19．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，实验室中备有下列可供选择的器材：

A ．可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)

B ．条形磁铁

C ．直流电源

D ．多用电表

E ．开关、导线若干

(1)上述器材在本实验中不会用到的是________(填器材前的序号)，本实验中还需用到的器材有____________．

(2)如图所示，下列说法正确的是________． A ．与灯泡连接的线圈叫原线圈 B ．测量变压器输出电压要用直流电压表

C ．若只增加副线圈的匝数，变压器的输出电压变大

D ．若只增加副线圈的匝数，变压器的输出电压变小

20．在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中：

(1)若多用电表的选择开关及学生低压电源的面板如图所示，则多用电表的选择开关转到的位置和变压器原线圈应连接到学生低压电源的哪两个接线柱________．

A ．转到位置a ，接左边两个接线柱(标有“＋”“－”)

B ．转到位置b ，接左边两个接线柱(标有“＋”“－”)

C ．转到位置a ，接右边两个接线柱(标有“～”)

D ．转到位置b ，接右边两个接线柱(标有“～”) (2)如图实验中，下列说法正确的是________(填字母)．

A ．实验用控制变量法，用可拆变压器，能方便地从不同接线柱上选取不同匝数的线圈

B ．测量原、副线圈的电压，可用多用电表中的直流电压表

C ．原线圈接0、4接线柱，副线圈接0、8接线柱，副线圈电压约为原线圈电压的2倍

D ．若没有铁芯，变压器的输入电压与输出电压之比还是等于原、副线圈匝数之比

21．某中学创新班同学想用220 V 交流作为小型收录机的电源．他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6 V 的交流电源，于是他又添置了一台220 V/6 V 的变压器，如图所示．他看到这个变压器上有a 、b 、c 、d 四个引出线头，且a 、d 引线比b 、c 引线粗． (1)他不知道如何接法，也没有相应的说明书．你能帮他判断正确的接法是a 、d 端接________(填“220 V”或“6 V”)．

(2)这台220 V/6 V 的理想变压器接6 V 的线圈匝数是300 匝，则接220 V 的线圈匝数是________匝．

(3)为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数N a ＝80匝和N b ＝160

匝的

一个变压器重新接在电源上，测量结果记录如下，则接电源的是________(填“N a”或“N b”).

22.在远距离输电时，如果输送一定的功率，当输电电压为220 V时，在输电线上损失的功率为75 kW；若输电电压提高到6000 V时，在输电线上损耗的功率又是多少?

23.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，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为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：

⑴通过R的电荷量q为多少？

⑵R上产生电热Q为多少？

⑶外力做的功W为多少？

24.有一台内阻为lΩ的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示．升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R=4Ω，全校共22个班，每班有“220 V，40W”灯6盏．若保证全部电灯正常发光，则：（l

）发电机输出功率多大？

（2）发电机电动势多大？

（3）输电线上损耗的电功率多大？

（4）输电效率是多少？

（5）若使用灯数减半并正常发光发电机输出功率是否减半．

期末复习答案

8.AD 解析 由图象可知，线圈转动周期T ＝0.2 s ，则ω＝T

＝10π(rad/s)，交流电的电流

表达式i ＝A sin ωt (A)＝0.6sin 10πt (A)，选项A 正确；根据ω＝2πn 可知转速为5 r/s ，选项B 错误；转速与风速成正比，当风速加倍时，转速也加倍，电流的最大值I m ＝1.2 A ，则电流的表达式为i ＝ 1.2 sin 20πt (A)，电流的有效值I ＝I m

2＝1.2

2

A ＝0.6 2 A ，选项C 错误，D 正确。

19.答案 (1)BC 低压交流电源 (2)C 20.(1)D (2)AC

21.(1)6 V (2)11 000 (3)N b

解析(1)因为理想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据P ＝UI 可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻要小，由公式R ＝ρl

S

知，引线要粗，故a 、d 接6 V.

(2)根据变压器工作原理知：U a U b ＝N a N b

，若理想变压器接6 V 的线圈匝数是300匝，则接220 V 的线圈匝数是11 000匝．

(3)根据变压器工作原理知：U a U b ＝N a

N b ，本题采用的是降压变压器，所以接电源的应该是匝数多的

线圈，所以接电源的是N b .

22.0、1 kw 解析：输电线路损失的功率为R U

P R I P 2

2

)(

额＝=

所以输电电压提高后损失的功率为W 100756000

220)(

2

2＝）＝（?'='P U U P 23.解：⑴按照电流的定义I =q /t ，计算电荷量q 应该用电流的平均值：即

()()r

R nBS

q r R t nBS r R t n r R E I t I q +=

∴+=+?Φ=+=

=,,而。 ⑵求电热应该用有效值，先求总电热Q ，再按照内外电阻之比求R 上产生的电热Q R 。

()()()()

2

2222222

22

4,4222)(r R R

S B n Q r R R Q r R S B n r R nBS r R E t r R I Q R +=+=+=+=?+=+=πωπωωπωωπ。 ⑶根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化

为内能，即放出电热。因此W =Q ()

r R S B n +=

42

22πω。

24.解析：题中未加特别说明，变压器即视为理想变压器，由于发电机至升压变压器及降压变压器至学校间距离较短，不必考虑该两部分输电导线上的功率损耗．

发电机的电动势ε，一部分降在电源内阻上．即I l r ，另一部分为发电机的路端电压U 1，升压变压器副线圈电压U 2的一部分降在输电线上，即I 2R

，其余的就是降压变压器原线圈电压U 2，而U 3应为灯的额定电压U 额，具体计算由用户向前递推即可． （1）对降压变压器： U /

2I 2=U 3I 3＝nP 灯=22×6×40 W=5280w 而U /

2＝4U 3＝880 V ，所以I 2=nP 灯/U /

2=5280/880=6A

对升压变压器： U l I l =U 2I 2=I 22

R ＋U /

2I 2＝62

×4＋5280＝5424 W ，所以 P 出=5424 W ．

（2）因为 U 2＝U /

2＋I 2R ＝880＋6×4＝904V ， 所以 U 1=?U 2=?×904＝226 V

又因为U l I l =U 2I 2，所以I l =U 2I 2/U l =4I 2=24 A ， 所以 ε＝U 1＋I 1r 1=226＋24×1＝250 V ． （3）输电线上损耗的电功率P R =I R 2

R =144W

（4）η＝P 有用/P 出×100％

（5）电灯减少一半时，n /

P 灯=2640 W ，

I /2＝n /P 灯/U 2＝2640/880=3 A ． 所以P /出=n /P 灯＋I /2

2R=2640＋32×4＝2676w 发电机的输出功率减少一半还要多，因输电线上的电流减少一半，输电线上电功率的损失

减少到原来的1/4。