高中物理-交变电流练习题
2021年高中物理选修二第三章《交变电流》经典练习题(答案解析)
一、选择题1．如图所示，面积为S 的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B 中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势sin e BS t ωω=的图是（ ）A ．B ．C ．D ．2．如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 ．52AB ．5AC ．3.52AD ．3.5A 3．如图所示为某一线圈通过的交流电的电流—时间关系图象（前半个周期为正弦波形的12），则一个周期内该电流的有效值为（ ）A ．032IB 05IC 03ID ．052I 4．一电阻不计的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴作匀速转动，产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图甲中的线a 所示，用此线圈给图乙电路供电，发现三个完全相同的灯泡亮度均相同。
当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图甲中的线b 所示，以下说法正确的是（ ）A ．曲线a 、b 对应的线圈转动角速度之比为2：3B ．0t =时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行C ．转速调整后，灯泡3L 的亮度变暗D ．转速调整后，线圈电动势的有效值变为10V5．每年冬季，我国北方总会迎来冰冻雨雪天气，图为电力公司工作人员监测高压电线覆冰厚度，为清除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路，利用电流的热效应除冰，若在正常供电时，高压线上输电电压为U ，电流为I ，热损耗功率为ΔP ；除冰时，输电功率，输电线电阻不变，输电线上的热损耗功率为4ΔP ，则除冰时（ ）A ．输电电压为2UB ．输电电流为4IC ．输电电压为4UD ．输电电流为4I 6．有一个负载电阻值为R ，当将它接在20V 的直流电源上时，消耗的电功率为P ，若将R接在图中的变压器的次级电路中消耗的电功率是P 2。
已知变压器的输入电压的最大值为200V ，求此变压器的原、副线圈的匝数之比。
（ ）A ．5：1B ．1：5C ．1：10D ．10：1 7．下列说法正确的是（ ）A ．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流B ．电磁感应现象中，感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反C ．交流电设备上所标的电压和电流值都是交变电流的最大值D ．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流8．一理想变压器原、副线圈匝数比1211:5n n =：。
物理选修《交变电流》检测题含答案
物理选修3-2《交变电流》检测题 A. 5.. 2 A班级：姓名：一、选择题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（）B. 5AC. 3.5 . 2 AD.7.有两个完全相同的电阻，一个通以功率为2P,那么（）A.交流的有效值为10A10A的直流电流，热功率为P,另一个通以正弦式交变电流，热B .交流的最大值为10捉AA. t i时刻线圈通过中性面B. t2时刻线圈中磁通量最大C. t3时刻线圈中磁通量变化率最大D. t4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：C.交流的有效值为10. 2 A D .交流的最大值为20A8.在收音机线路中，经大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A4.一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10AB. 该交流电流的频率为100HzC. 该交流电流通过10 Q电阻时，电阻消耗的电功率为2000 W b应选择的兀件是（）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=311sin100兀t V的交流电源上，副线圈所接的负载电阻是11 Q，则副线圈中电流大小是（）A. 5AB. 11AC. 20AD. 55A10.输电线电阻为A. P Br,输送功率为P,若用电压U送电，则用户得到的功率为（D.该交流电流瞬时值表达式为i = 10 J2 sin628 t A5 .交流发电机在工作时的电动势 e E m sin t积减小一半，其它条件不变，则其电动势变为A. e E m sin t B . eC. e E m sin2 t D . e6.如图表示一交流电的电流随时间而变化的图像,如果将其电枢的转速提高一倍，同时将电枢所围面（）4E m sin 2 t4E m sin t,此交流电流的有效值是（）.P (P/U )2r D . (P/U)2r11.如图所示，理想变压器副线圈接两个相同的灯泡断开，当S闭合时，下列说法中_错遢的是（A. 副线圈两端的输出电压减小B. 通过灯泡L1的电流减小C. 原线圈中的电流增大D. 变压器的输入功率减小L1和L2。
交变电流练习题
第五章交变电流练习题1、如图，闭合导线框abcd 中产生感应电流的下列说法中正确的是（ ）A 、只要它在磁场中作切割磁感线的运动，线框中就产生感应电流B 、只要它处于变化的磁场中，线框中就产生感应电流C 、它以任何一条边为轴，在磁场中旋转，线框中就产生感应电流D 、它以OO '为轴在磁场中旋转，当穿过线框的磁通量为0时，线框中有感应电流。
2、(04 江苏)内阻不计的交流发电机产生电动势e = 10sin50πt V ，接有负载电阻R =10 Ω，现在把发电机的转速增加一倍，则（ ）A 、负载两端电压的有效值将变为28.2V 。
B 、交流电的频率将变为100Hz 。
C 、负载消耗的功率将变为20W 。
D 、负载消耗的功率将变为40W 。
3、（04年潍坊）矩形线圈的面积为S ，匝数为n ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω匀速转动。
当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时（ ）A ．线圈中的电动势为0B ．线圈中的电动势为ωnBSC ．穿过线圈的磁通量为0D ．线圈不受安培力作用4、一矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间t 的变化规律如图所示，下列说法正确的是（ ）A 、t 1和t 3穿过的线圈的磁通量为零B 、t 1和t 3时刻线圈的磁通量变化率为零C 、图示交流电是从线圈平面与磁场方向平行的时刻开始计时的D、每当感应电动势e 变换方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大 5、一交流电压瞬时值的表达式为u=141sin31.4tV 。
则（ ）A. 该交流电压的有效值为141VB. 该交流电的有效值为100VC. 该交流电的周期为0.2sD. 该交流电压的频率为10Hz6、一个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 。
从中性面开始计时，当t=T 121时，线圈中感应电动势的瞬时值为2V ，则此交变电流的有效值为( )A. 22VB. 2VC. 2VD. 22V 7、一台理想变压器，电源电压保持不变，要增大输出功率，可采取的办法是（ ）A. 增加原线圈的匝数B. 增加副线圈的匝数C. 增大负载电阻D. 减小负载电阻8、如图18-2所示，理想变压器输入电压U 1一定，两个副线圈的匝 数分别为n 2和n 3，当把同一个电阻先后接在a 、b 间和c 、d 间时，通过电阻的电流和电阻两端的电压分别为I 2、U 2和I 3、U 3，变压器输入的电流分别为I 1，I 1′，则（ ）A.3232n n U U =B.3232n n I I =C.232211n n I I ='D.U 1（I 1+I 1′）=U 2I 2+U 3I 39、电感和电容对交流电的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关，还跟交流电的 频率有关，下列说法正确的是（ ）A ．电感是通直流、阻交流，通高频、阻低频B ．电容是通直流、阻交流，通高频、阻低频C ．电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频D ．电容是通交流、隔直流，通低频、阻高频 10、理想变压器原、付线圈的匝数比n 1：n 2=2：1，且分别接有相同的电阻R ，如图，若交流电源的电压为U ，则付线圈的输出电压为（ ）A 、U/2B 、U/3C 、2U/5D 、3U/411、如图，理想变压器原、付线圈的匝数之比n 1：n 2=4：1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R 相连接组成闭合回路。
高二下册物理交变电流练习题及答案
高二下册物理交变电流练习题及答案【】鉴于大家对高中频道十分关注，小编在此为大家搜集整理了此文高二下册物理交变电流练习题及答案，供大家参考!高二下册物理交变电流练习题及答案1.(2019年龙岩高二检测)甲、乙两电路中电流与时间关系如图5-1-12所示，属于交变电流的是()图5-1-12A.甲、乙都是B.甲是乙不是C.乙是甲不是D.甲、乙都不是解析：选B.甲图电流大小不变、方向变化，是交流电，乙图大小变化、方向不变，是直流电，故选B.2.在图5-1-13中，不能产生交变电流的是()图5-1-13解析：选A.矩形线圈绕着垂直于磁场方向的转轴做匀速圆周运动就产生交流电，而A图中的转轴与磁场方向平行，线圈中无电流产生，所以选A.3.交流发电机在工作时的电动势e=Emsint.若将线圈匝数、线圈面积都提高到原来的两倍，其他条件不变，则电动势变为()A.e=2EmsintB.e=4EmsintC.e=EmsintD.e=Emsint解析：选B.由电动势最大值表达式Em=NBS，N、S变为原来的两倍，则最大值变为4Em，故B正确.4.矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图5-1-14所示.下列结论正确的是()图5-1-14A.在t=0.1 s和t=0.3 s时，电动势最大B.在t=0.2 s和t=0.4 s时，电动势改变方向C.电动势的最大值是157 VD.在t=0.4 s时，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s 解析：选CD.在t=0.1 s和t=0.3 s时，矩形线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，电动势为0，此时电动势改变方向.故A、B错误.由图象可知，周期为0.4 s，故角速度==5，而最大电动势为Em=nBS=157 V，C正确.在t=0.4 s时，磁通量为0，磁通量变化率最大，其值为3.14 Wb/s.故D正确.5. (2009年高考天津卷)如图5-1-15所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框从中性面开始转过的过程中，求通过导线横截面的电荷量q.图5-1-15解析：q=t=t==.答案：一、选择题1.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法中不正确的是()A.在中性面时，通过线圈的磁通量最大B.在中性面时，感应电动势为零C.穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零D.线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次解析：选C.由中性面的特点可知，应选为C.2.线圈在匀强磁场中转动产生电动势e=10sin20t V，则下列说法正确的是()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时，导线切割磁感线的有效速率最大D.t=0.4 s时，e有最大值10 V解析：选AB.由电动势的瞬时值表达式，计时从线圈位于中性面时开始，所以t=0时，线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速率为零，A、B正确，C错误.当t=0.4 s时，e=10sin20t=10sin(200.4) V=0，D错误.3. (2019年雅安高二检测)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.线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图5-1-16所示.下面说法中正确的是()图5-1-16A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大解析：选D.t1、t3时刻感应电动势为零，线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，A、C错误;t2时刻感应电动势最大，线圈位于中性面的垂面位置，穿过线圈的磁通量为零，B错误;由于线圈每过一次中性面时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，e变换方向，所以D正确.4.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦式交变电流i=Imsin t.若保持其他条件不变，使线圈的匝数和转速各增加1倍，则电流的变化规律为()A.i=Imsin tB.i=Imsin 2tC.i=2Imsin tD.i=2Imsin 2t解析：选D.由电动势的最大值知，最大电动势与角速度成正比，与匝数成正比，所以电动势最大值为4Em，匝数加倍后，其电阻也应该加倍，此时线圈的电阻为2R，根据欧姆定律可得电流的最大值为Im==2Im，因此，电流的变化规律为i=2Imsin 2t.5.如图5-1-17所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知()图5-1-17A.此感应电动势的瞬时表达式为e=200sin0.02tB.此感应电动势的瞬时表达式为e=200sin100tC.t=0.01 s时，穿过线圈的磁通量为零D.t=0.02 s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大答案：B6.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图5-1-18所示.则下列说法中正确的是()图5-1-18A.t=0时刻，线圈平面与中性面垂直B.t=0.01 s时刻，的变化率最大C.t=0.02 s时刻，感应电动势达到最大D.该线圈转动的角速度为50 rad/s解析：选BD.由图象可知t=0、0.02 s、0.04 s时刻线圈平面是中性面位置，最大.=0，故E=0.t=0.01 s、0.03 s、0.05 s时刻线圈平面与磁感线平行，最小，最大，故E最大，从图象可知，交变电流变化的周期T=0.04 s，则==50 rad/s.所以B和D正确.7.(2019年包头高二检测)如图5-1-19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).若从图所示位置开始计时，并规定电流方向沿abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是图中的() 图5-1-19图5-1-20解析：选A.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交变电流，只是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.8.如图5-1-21所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()图5-1-21A.线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B.线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是abcdD.线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力解析：选A.如图所示，设ab=l1，ad=l2，O1a=r1，O1d=r2.线圈绕P1轴转动时，产生的感应电动势e1=Bl1v=Bl1l2.线圈绕P2轴转动时，产生的感应电动势e2=Bl1r1+Bl1r2，即e1=e2，所以i1=i2，故选项A对B错.由右手螺旋定则可知，线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，均是adcb方向，故选项C错，再根据安培力公式可知F安=BIl1，即安培力相同，D错.9.如图5-1-22甲所示，a、b为两个并排放置的共轴线圈，a 中通有如图乙所示的交变电流，则下列判断错误的是()图5-1-22A.在t1到t2时间内，a、b相吸B.在t2到t3时间内，a、b相斥C.t1时刻两线圈间作用力为零D.t2时刻两线圈间吸引力最大解析：选D.t1到t2时间内，a中电流减小，a中的磁场穿过b且减小，因此b中产生与a同向的磁场，故a、b相吸，A选项正确.同理B选项正确.t1时刻a中电流最大，但变化率为零，b中无感应电流，故两线圈的作用力为零，故C选项正确，t2时刻a中电流为零，但此时电流的变化率最大，b中的感应电流最大，但相互作用力为零，故D选项错误.因此，错误的应是D.二、非选择题10.发电机的转子是匝数为100，边长为20 cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度B=0.05 T的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以=100 rad/s的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时.线圈和外电路的总电阻R=10 .线圈从计时开始，到转过60过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少?解析：=n 又= 且=，t=t.所以，通过线圈某一截面的电荷量q=t=t=从中性面计时，转过60，如图所示=BS=BS(1-cos 60)=BSq== C=110-2C.答案：110-2C11.如图5-1-23所示，匀强磁场B=0.1 T，矩形线圈的匝数N=100，边长ab=0.2 m，bc=0.5 m，以角速度=100 rad/s绕OO轴匀速转动.当线圈通过中性面时开始计时，试求：线圈中感应电动势的表达式.图5-1-23解析：法一：线圈经过时间t转过的角度=t，这时bc和da 边不切割磁感线，ab和cd边切割磁感线产生感应电动势eab=ecd=NBab]vsint其中v==所以e=eab+ecd=2eab=2NB sint=NBSsintEm=NBS=1000.10.1100 V=314 Ve=314sin100t V.法二：感应电动势的瞬时值e=NBSsint，由题可知：S==0.20.5 m2=0.1 m2Em=NBS=1000.10.1100 V=314 V所以e=314sin100t V.答案：e=314sin100t V12.如图5-1-24所示，线圈的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 ，外接电阻R=9 ，匀强磁场的磁感应强度为B=T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：图5-1-24(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式.(2)线圈转了 s时电动势的瞬时值多大?(3)电路中流过电阻R的电流的峰值是多少?解析：(1)角速度=10 rad/sEm=NBS=1000.0510 V=50 V感应电动势的瞬时值e=Emsint=50sin10t V.(2)当t=1/30 s时，e=50sin(10)V=25 V(3)电流峰值Im=Em/(R+r)=A=5 A.答案：(1)e=50sin10t V (2)25 V (3)5 A【总结】2019年已经到来，高中寒假告示以及新的工作也在筹备，小编在此特意收集了寒假有关的文章供读者阅读。
2021年高中物理选修二第三章《交变电流》经典练习(答案解析)
一、选择题1．黄冈中学有许多选课走班教室，有些教室的特种设备需要用可变电压为设备供电，小米同学设计了如图所示的变压器为某设备供电，理想变压器的原线圈连接一个r =9Ω的电阻，且原线圈匝数n1可以通过滑动触头P来调节，在副线圈两端连接了R =16Ω的电阻，副线圈匝数n2=1000。
在A、B间加上一输出电压恒定的正弦交流电，下列说法正确的是（）A．若交流电的周期增大，则变压器的输出功率会增大B．若触头P向上移动，则电阻R消耗的功率一定减小C．若触头P向下移动，则流过电阻r的电流一定减小D．当n1=750时，电阻R消耗的功率最大2．如图所示，单匝线框在匀强磁场中匀速转动，周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线框电阻为2 Ω。
若线框从图示位置转过 60°时感应电流的瞬时值为 1A。
则下列说法正确的是（）A．线框匀速转动过程中消耗的电功率为 8WB．线框中感应电流的有效值为 2AC．线框在图示的位置磁通量变化率为零D．从图示位置开始计时，在任意时刻穿过线框磁通量的表达式为Φ=22sinT tTππ（W b）3．如图所示，三只完全相同的灯泡L1、L2、L3分别与电阻R、电感L、电容C串联，再并联到电压有效值不变、频率可调的交流电源上，当交变电流的频率为50Hz时，三只灯泡恰好正常发光。
现仅将交变电流的频率降低到40Hz，则下列说法正确的是（）A ．三灯均变暗B ．三灯亮度均不变C ．L 1亮度不变、L 2变亮、L 3变暗D ．L 1亮度不变、L 2变暗、L 3变亮4．家用电子调光灯的调光原理是利用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的调节，比过去用变压器调压方便且体积较小。
如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在台灯上的电压，即在正弦式电压的每一个12周期中，前面的14波形被截去，从而改变了台灯上的电压。
那么现在台灯上电压的有效值为（ ）A ．U mB ．m2U C ．m2U D ．m4U 5．如图所示，在以水平线段AD 为直径的半圆形区域内有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。
【单元练】人教版高中物理选修2第三章【交变电流】经典练习卷(含答案解析)(2)
一、选择题1．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n 1：n 2=3∶1，正弦交流电压有效值为U 0恒定，电路中四个电阻R 1=R 2=R 3=R 4，理想电压表示数为U ，则下列说法正确的是（ ）A ．R 1与R 2的电流之比为1∶1B ．R 1与R 2的电压之比为3∶1C ．R 1与R 2的功率之比为1∶3D ．R 1与R 2的功率之比为1∶9A解析：AA ．设通过2R 的电流为I ，则变压器输出端电流为3I ，根据匝数比与电流比1221I n I n = 则输入端电流为1=I I所以流过R 1与R 2的电流之比为1∶1，故A 正确；B ．根据欧姆定律U IR =可知1R U U =所以R 1与R 2的电压之比为1∶1，故B 错误；CD ．根据2P I R =可得R 1与R 2的功率之比为1∶1，故CD 错误。
故选A 。
2．如图所示，电阻均匀的正方形导线框ad 边的中点和bc 边的中点连线'OO 恰好位于某磁场右边界上，磁场方向与线框平面垂直，已知该磁场的磁感应强度的变化2002π(T/s)B t t∆=∆ ，线框的边长L =20cm 。
则线框c 、d 两点间的电压有效值为（ ）A ．1VB ．2VC ．2VD ．22V A解析：A线框中的感应电动势为 220.22002sin100πV 42sin100π(V)22B L E t t t t ∆Φ∆==⋅=⨯=∆∆ 电动势的有效值为42V 4V 22E U === 线框四根导体棒串联，所以c 、d 两点间电压有效值为11V 4U U '== 故选A 。
3．如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡L 1和L 2，当原线圈a 、b 端输入电压U 为灯泡额定电压的7倍时，两灯泡均正常发光，则（ ）A ．原、副线面的匝数之比为7：1B ．原、副线圈的匝数之比为6：1C ．此时灯泡L 1和L 2的功率之比为7：1D ．此时灯泡L 1和L 2的功率之比为6：1B 解析：BAB ．设灯泡L 1和L 2的额定电压为0U ，则0=7U U ，而01=+U U U ，20=U U ，根据理想变压器的原理可知1122=U n U n ，联立以上式子可知126=1n n ，故A 错误，B 正确；CD ．根据理想变压器的原理12211=6I n I n =，灯泡L 1和L 2消耗的功率之比为011220211==6U I P n P U I n =，故CD 错误； 故选B 。
(完整word版)高二物理交变电流单元测试题及答案
高二物理交变电流单元测试题一、 选择题(每道小题 3分 共 39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n 1:n 2=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 、BScos ωtC 、BSsin ωtD 、BS/sin ωt 5、 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的感应电动势最大值为mE (V)，转动的角速度为ω(rad/s)。
若线圈转到图示位置开始计时，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A 、e=m E sin ωt(V)B 、e=m E cos ωt(V)C 、e=m E sin(ωt+90°)(V)D 、e=mE cos(ωt+90°)(V)6、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。
高中物理选修3-2 第五章交变电流第1节交变电流同步练习
第五章交变电流第一节交变电流同步练习一、单选题1.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是（）A. 该交流电压瞬时值的表达式u=100sin（25πt）VB. 该交流电的频率为50HzC. 该交流电的电压的有效值为100D. 若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W2.某线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过它的磁通量φ随时间的变化规律如图所示，那么在图中（）A. t1时刻，穿过线圈磁通量的变化率最大B. t2时刻，穿过线圈的磁通量变化率为零C. t3时刻，线圈中的感应电动势达最大值D. t4时刻，线圈中的感应电动势达最大值3.单匝矩形线圈abcd边长分别为l1和l2，在匀强磁场中可绕与磁场方向垂直的轴OO′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OO′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. 2Bl1l2ωcosθB. 3Bl1l2ωsinθC. Bl1l2ωcosθD.Bl1l2ωsinθ4.如图甲所示，矩形线圈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ab时间段对应甲图中A至B图的过程B. 乙图中bc时间段对应甲图中C至D图的过程C. 乙图中d时刻对应甲图中的D图D. 若乙图中d处是0.02 s，则1 s内电流的方向改变50次5.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法正确的是（）A. 在中性面时，通过线圈的磁通量最小B. 在中性面时，磁通量的变化率最大，感应电动势最大C. 线圈通过中性面时，电流的方向发生改变D. 穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零6.矩形线框垂直于匀强磁场且位于线框平面的轴匀速转动时产生交变电流，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，线框中感应电动势为零第1页，共9页C. 每当线框掠过中性面时，感应电动势和感应电流方向就改变一次D. 线框经过中性面时各边切割线的速度为零7.线圈的匝数为100匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈磁通量随时间的变化规律如图所示．下列结论正确的是（）A. 在t=0 s和t=0.2s时，线圈平面和磁场垂直，电动势最大B. 在t=0.1s和t=0.3 s时，线圈平面和磁场垂直，电动势为零C. 在t=0.2s和t=0.4s时电流改变方向D. 在t=0.1s和t=0.3 s时，线圈切割磁感线的有效速率最大二、多选题8.在匀强磁场中，一矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（）A. t=0.01s时穿过线框的磁通量最小B. t=0.01s时穿过线框的磁通量变化率最大C. 该线框匀速转动的角速度大小为100πD. 电动势瞬时值为22V时，线圈平面与中性面的夹角可能为45°9.如图矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻R．在线圈由图示位置转过90°的过程中（）A. 磁通量的变化量△φ=nBSB. 平均感应电动势=C. 通过电阻的电量为D. 电阻R产生的焦耳热Q=10.一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5.0Ω接一只电阻为95.0Ω如图乙所示，则正确的是（）A. 周期为0.02sB. 电路中的电压表的示数为220VC. 该交变电动势的瞬时值表达式为e =220sin（100πt）D. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为20J11.如图所示，发电机的矩形线圈面积为S，匝数为N，绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动．从图示位置开始计时，下列判断正确的是（）A. 此时穿过线圈的磁通量为NBS，产生的电动势为零B. 线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωsinωtC. P向下移动时，电流表示数变小D. P向下移动时，发电机的电功率增大12.单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转轴垂直于磁场，如线圈所围面积里的磁通量随时间变化的规律如图所示，则线圈中（）A. 0时刻感应电动势最大B. 0.05s时感应电动势为零C. 0.05s时感应电动势最大D. 0～0.05s这段时间内平均感应电动势为0.4V13.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，当线框的转速为n1时，产生的交变电动势的图线为甲，当线框的转速为n2时，产生的交变电动势的图线为乙．则（）A. t=0时，穿过线框的磁通量均为零B. 当t=0时，穿过线框的磁通量变化率均为零C. n1：n2=3：2D. 乙的交变电动势的最大值是V三、计算题14.如图所示，在磁感应强度B=0.2T的水平匀强磁场中，有一边长为L=10cm，匝数N=100匝，电阻r=1Ω的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动，转速n =r/s，有一电阻R=9Ω，通过电刷与两滑环接触，R两端接有一理想电压表，求：（1）若从线圈通过中性面时开始计时，写出电动势瞬时植表达式；（2）求从中性面开始转过T时的感应电动势与电压表的示数；（3）在1分钟内外力驱动线圈转动所作的功．第3页，共9页15.如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共200匝；线圈总电阻r=1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度B=T，线圈以角速度ω=100πrad/s匀速转动．（1）若线圈经图示位置时开始计时，写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式；（2）求通过电阻R的电流有效值．16.如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以50rad/s 的角速度匀速转动，线圈和外部20Ω的电阻R相接．求：（1）若从线圈图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式（2）电键S合上时，电压表和电流表示数；（3）通过电阻R的电流最大值是多少；（4）电阻R上所消耗的电功率是多少．答案和解析【答案】1. D2. D3. D4. B5. C6. C7. B8. CD9. BCD10. AC11. BD12. ABD13. BCD14. 解：（1）角速度ω=2πn=200rad/s电动势的最大值E m=NBSω=100×0.2×0.12×200=40V表达式e=E m sinωt=40sin200t（V）（2）电压有效值E =V电压表示数U ==18V从中性面开始转过T时的感应电动势e =40×sin（3）外力做的功转化为电能W=EIt=E=4800J答：（1）若从线圈通过中性面时开始计时，电动势瞬时植表达式为e=40sin200t（V）；（2）从中性面开始转过T 时的感应电动势为V，电压表的示数为18V；（3）在1分钟内外力驱动线圈转动所作的功为4800J．15. 解：（1）感应电动势最大值为E m=NBS ω=200××0.05×100πV=1000V由于从中性面开始计时，则瞬时值表达式为：e=E m sin（ωt）=1000sin（100πt）V（2）流过电阻R的最大电流I m ===100A通过电阻R的电流有效值I ===50A．答：（1）若线圈经图示位置开始计时，线圈中感应电动势瞬时值的表达式是e=1000sin（100πt）V；（2）通过电阻R的电流有效值是50A．16. 解：（1）产生的感应电动势的最大值为瞬时表达式为闭合s 时，有闭合电路的欧姆定律可得电压为U=IR=40V（3）通过R 的电流最大值为（4）电阻R上所消耗的电功率P= IU=2×40 W=80 W．答：（1）若从线圈图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式为（2）电键S合上时，电压表和电流表示数分别为40V，2A；（3）通过电阻R 的电流最大值是（4）电阻R上所消耗的电功率是80W【解析】1. 解：A、由图象可知交变电流的周期T=0.04s ，角速度，频率f =Hz，故该交流电压瞬时值的表达式u=100sin（50πt）V，故AB错误；第5页，共9页C、该交流电的电压的有效值为，故C错误；D、若将该交流电压加在阻值R=100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为：P=，故D正确故选：D从图象中可以求出该交流电的最大电压以及周期等物理量，然后根据最大值与有效值以及周期与频率关系求解．本题考查了交流电最大值、有效值、周期、频率等问题，要学会正确分析图象，从图象获取有用信息求解．2. 解：A、t1时刻，磁通量最大，磁通量的变化率为零，t2时刻磁通量为零，磁通量的变化率最大．故AB 错误．C、t3时刻，磁通量最大，磁通量的变化率为零，则感应电动势为零．故C错误．D、t4时刻磁通量为零，磁通量的变化率为最大，则感应电动势最大．故D正确．故选：D．感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，磁通量φ随时间的变化图线的斜率反映感应电动势的大小．解决本题的关键知道感应电动势与磁通量变化率的关系，知道图线的斜率反映感应电动势的大小．3. 解：矩形线圈在匀强磁场中做匀角速转动，产生交流电，感应电动势的最大值为：E m=nBSω=nBL1L2ω根据电动势的瞬时值表达式：e=E m sinωt，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时，θ=ωt；此时线圈中产生的感应电动势的瞬时值为：e=Bl1l2ωsinθ．故选：D发电机产生正弦式交变电流，根据公式E m=nBSω求解最大电动势，根据电动势的瞬时值表达式：e=E m sinωt，即可得出结论．本题关键是记住交流电最大值表达式E m=nBSω，然后结合电动势的瞬时值表达式即可．4. 解：从线圈转过中性面的位置开始计时，所以电流在开始时为0；线圈在匀强磁场中绕轴逆时针匀速转动时，切割磁感线，产生电流，根据右手定则可以判定；A、乙图中ab，感应电流为正方向，且大小在减小，根据楞次定律，则有：感应电流方向abcda，根据法拉第电磁感应定律，则有：感应电流的大小在增大，所以对应甲图中B至C图的过程，故A错误；B、乙图中bc，感应电流为负方向，且大小在增大，根据楞次定律，则有：感应电流方向adcba，根据法拉第电磁感应定律，则有：感应电流的大小在增大，所以对应甲图中C至D图的过程，故B正确；C、乙图中d时刻，感应电流为零，则磁通量的变化率最小，即磁通量最大，且电流有负变为零，故对应A 图，故C错误；D、若乙图中D等于0.02s，则周期为0.02s，则交流电的频率为50Hz，而一个周期内电流方向改变两次，所以1s内电流的方向改变了100 次；故D错误；故选：B．该位置的磁通量最大，感应电流为0，是中性面．矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动时，在线圈中产生正弦交流电该题考查交流电的产生、中性面与交流电的图象，要明确线圈的转动图象与交流电的瞬时电动势的图象之间的关系．5. 解：A、在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大．故A错误．B、在中性面时，没有边切割磁感线，感应电动势为零．故B错误．C、线圈每次通过中性面，电流的方向均会发生改变；故C正确；D、穿过线圈的磁通量为零时，线圈与磁场平行，有两边垂直切割磁感线，感应电动势最大．故D错误．故选：C．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生正弦式电流．在中性面时，线圈与磁场垂直，磁通量最大，感应电动势为零．线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次．本题考查正弦式电流产生原理的理解能力，抓住两个特殊位置的特点：线圈与磁场垂直时，磁通量最大，感应电动势为零；线圈与磁场平行时，磁通量为零，感应电动势最大．6. 解：A、在中性面时感应电流为零，感应电动势为零，线圈与磁场垂直，磁通量最大．故A错误；B、当穿过线框的磁通量为零时，线框中感应电动势最大；故B错误；C、每当线框掠过中性面时，感应电动势和感应电流方向就改变一次；故C正确；D、左右两边要切割磁感线的速度不为零，但由于相互抵消而使磁通量为零；故D错误；故选：C．线圈在匀强磁场中匀速转动产生正弦交变电流，由电流图象读出感应电流的变化．由欧姆定律得知感应电流与感应电动势成正比，由法拉第电磁感应定律得知，感应电动势与磁通量的变化率成正比，当线圈磁通量最大时，感应电动势为零；而当线圈的磁通量为零时，感应电动势最大．本题考查理解正弦交变电流与磁通量关系的能力及把握电流的变化与线圈转过的角度的关系的能力．比较简单．7. 解：A、在t=0 s和t=0.2 s时，磁通量最最小，线圈位于与中性面垂直位置，感应电动势最大，故A错误；B、在t=0.1 s和t=0.3 s时，磁通量最大，线圈位于中性面位置，感应电动势为零，故B正确；C、在t=0.2s和t=0.4s时，磁通量最最小，线圈位于与中性面垂直位置，电流方向没有发生变化，故C错误；D、在在t=0.1s和t=0.3 s时，磁通量最大，线圈处于中性面位置，感应电动势为零，故磁通量变化率为零，线圈切割磁感线的有效速率最小，故D错误；故选：B．交变电流产生过程中，线圈在中性面上时，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势最小，线圈与中性面垂直时，通过的磁通量最小，电动势为大；结合Φ-t图象分析答题．要掌握交流电产生过程特点，特别是两个特殊位置：中性面和垂直中性面时，掌握电流产生过程即可正确解题．8. 解：A、由图象知：t=0.01s时，感应电动势为零，则穿过线框的磁通量最大，变化率最小，故AB错误；C、由图象得出周期T=0.02s，所以ω==100πrad/s，故C正确D、当t=0时，电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，故该交变电动势的瞬时值表达式为e=311sin（100πt）V，电动势瞬时值为22V时，代入瞬时表达式，则有线圈平面与中性面的夹角正弦值sinα=，所以线圈平面与中性面的夹角可能为45°，故D正确；故选：CD．从图象得出电动势最大值、周期，从而算出频率、角速度；磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大本题考查了对交流电图象的认识，要具备从图象中获得有用信息的能力，并掌握有效值与最大值的关系．9. 解：A、图示位置磁通量为Φ1=0，转过90°磁通量为Φ2=BS，△Φ=Φ2-Φ1=BS．故A错误．B 、根据法拉第电磁感应定律得，平均感应电动势，△t =解得=，故B正确；C、通过电阻R的电量q=It =t=n，得到q =，故C正确；D、电流的有效值为I =，E =，电阻R所产生的焦耳热Q=I2Rt，解得Q =，故D正确．故选：BCD．图示位置磁通量为Φ1=0，转过90°磁通量为Φ2=BS=Φ2-Φ1．根据法拉第电磁感应定律求解平均感应电动第7页，共9页势．根据焦耳定律Q=I2Rt求解热量，I为有效值．根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式求解电量．对于交变电流，求解热量、电功和电功率用有效值，而求解电量要用平均值．注意磁通量与线圈的匝数无关．10. 解：A、由甲图可知交流电的周期T=0.02s，故A正确；B、由甲图可知交流电的最大值为E m=220V，故有效值E=220V，电压表示数U=V=209V．故B错误；C、角速度，故该交变电动势的瞬时值表达式为e=220sin（100πt），故C正确；D、发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q=t=×1J=24.2J．故D错误．故选：AC．由图读出电动势的最大值，求出有效值，根据欧姆定律求出外电压的有效值，即为电压表的示数．根据电流方向每个周期改变两次，求出每秒钟方向改变的次数．根据电压有效值求出灯泡消耗的功率．由焦耳定律，由有效值求出发电机焦耳热．交流电的电压、电流、电动势等等物理量都随时间作周期性变化，求解交流电的焦耳热、电功、电功率时要用交流电的有效值，求电量时用平均值．11. 解：A、此时线圈位移中性面，穿过线圈的磁通量最大为BS，故A错误；B、产生的感应电动势的最大值为E m=NBSω，从中性面开始计时，故e=NBSωsinωt，故B正确；C、当P位置向下移动、R不变时，副线圈匝数增大，根据理想变压器的变压比公式，输出电压变大，故电流变大，功率变大，故输入功率变大，故C错误，D正确故选：BD正弦式交流发电机从中性面位置开始计时，其电动势表达式为：e=NBSωsinωt；电压表和电流表读数为有效值本题关键明确交流四值、理想变压器的变压比公式、功率关系，注意求解电量用平均值12. 解：A、由图示图象可知，0时刻磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故A正确；B、由图示图象可知，0.05s时刻磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故B正确，C错误；D、由法拉第电磁感应定律可知，0～0.05s内平均感电动势：E===0.4V，故D正确；故选：ABD．根据法拉第电磁感应定律知，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比．通过法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势的大小．本题关键是掌握好图象的含义，磁通量比时间其物理含义为感应电动势，即图象的斜率表示感应电动势．13. 解：A、由图象知t=0时，电动势为零，穿过线框的磁通量最大，A错误；B、当t=0时，穿过线框的磁通量变化率均为零，B正确；C、由图象知=37.5，=25，所以n1：n2=3：2，C正确；D、由图象知NBS×2πn1=10V，所以，乙的交变电动势的最大值是NBS×2πn2=V，D正确；故选BCD根据图象判断初始时刻电动势为零，所以是从中性面开始计时，磁通量最大，磁通量变化率为零，由图象知道周期，求出转速之比，根据最大值的表达式判断D．本题考查了交流电的产生和原理，能够从图象中获取对我们解决问题有利的物理信息．14. （1）交流发电机产生电动势的最大值E m=nBSω，从线圈通过中性面时开始计时，电动势表达式为e=E m sinωt．（2）交流电压表测量的是路端电压有效值，根据闭合电路欧姆定律和最大值是有效值的倍，进行求解．（3）根据焦耳定律Q=EIt求解整个回路发热量，即可得到外力做功．解决本题的关键掌握正弦式交流电峰值的表达式E m=nBSω，知道从中性面计时，电动势表达式为e=E m sinωt，要注意求电功时必须用有效值求解．15. 从线圈处于中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式e=E m s inωt，由E m=NBSω求出E m．根据闭合电路欧姆定律求最大电流I m，通过电阻R的电流有效值I =．本题考查对交流发电机原理的理解能力．对于交流电表，显示的是交流电的有效值．瞬时值表达式要注意计时起点，不同的计时起点表达式的初相位不同．16. （1）由E m= nBSω求得最大值，根据e=E m cosωt求得瞬时表达式；（2）电压表和电流表测量的是有效值，根据闭合电路的欧姆定律即可判断；（3）根据求得最大值；（4）有P=UI求得产生的功率本题考查了求电压表与电流表示数、求电阻消耗的功率问题，求出感应电动势的最大值、掌握最大值与有效值间的关系、应用欧姆定律即可正确解题．第9页，共9页。
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高中物理-交变电流练习题
一、不定项选择题
1.某个正弦式交变电流的瞬时值表达式是i=44sin(20t)A,与这个表达式相符的交流电的图象是图中的( )
【解析】选C.由瞬时值表达式i=44sin(20t)A知I
m
=44A,T==0.314s,图C正确.
2.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时间内线圈转过的角度为2π
D.从O→D交变电流完成了一次全变化
【解析】选D.根据图象,首先判断出感应电流的数学表达式为i=I
m sinωt.其中I
m
是
感应电流的最大值,ω是线圈旋转的角速度.另外应该进一步认识到线圈是从中性面开始旋转,而且线圈旋转一周,两次经过中性面,经过中性面的位置时电流改变方向.从题图来看,在O、B、D时刻电流为零,所以此时线圈恰好在中性面位置,且穿过线圈的磁通量最大;在A、C时刻电流最大,线圈处于和中性面垂直的位置,此时磁通量为零;
从A到D时间内,线圈旋转周,转过的角度为π;从O到D,线圈在磁场中恰好转过一周,所以交变电流完成了一次全变化.只有选项D正确.
3.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图象如图所示,则
( )
A.t
1、t
3
时刻线圈通过中性面
B.t
2、t
4
时刻线圈中磁通量最大
C.t
1、t
3
时刻线圈中磁通量变化率最大
D.t
2、t
4
时刻线圈中感应电流方向改变
【解析】选A.t
1、t
3
时刻电动势为零,线圈经过中性面,此时磁感线与线圈平面垂直,
磁通量最大,但磁通量的变化率为零,A正确,C错误;t
2、t
4
时刻电动势的值最大,线圈
经过垂直中性面的位置,此时磁感线与线圈平面平行,磁通量为零,但磁通量的变化率
最大,B错误;由题图知电流方向在t
1、t
3
时刻改变,D错误.
4.在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动,如图甲所示.产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示.则下列说法正确的是
( )
A.t=0.01s时穿过线框的磁通量最小
B.该交变电动势的有效值为11V
C.该交变电动势的瞬时值表达式e=22cos100πtV
D.电动势瞬时值为22V时,线圈平面与中性面的夹角为45°
【解析】选D.t=0.01s时感应电动势为零,穿过线框的磁通量最大,选项A错误;该交变电动势的有效值为22V,选项B错误;该交变电动势的瞬时值表达式为e=22sin100πtV,选项C错误;根据该交变电动势的瞬时值表达式可知,电动势瞬时值为22V时,线圈平面与中性面的夹角为45°,选项D正确.
5.如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光,要使灯泡变亮,可以采取的方法有( )
A.向下滑动P
B.增大交流电源的电压
C.增大交流电源的频率
D.减小电容器C的电容
【解析】选B、C.根据变压器的变压原理,滑片P向下滑动时,副线圈的匝数变少,则输出电压变小,灯变暗,A项错误;增大交流电源的电压时,输出电压随之增大,灯变亮,B项正确;电容器具有“通高频,阻低频”的特性,故增大交流电源的频率,使电容器通交流电的性能增强,灯变亮,C项正确;减小电容器C的电容,会使电容器通交流电的性能减弱,导致灯变暗,D项错误.
6.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5,原线圈两端的交变
电压为u=20sin100πtV,氖泡在两端电压达到100V时开始发光,下
列说法中正确的有
( )
A.开关接通后,氖泡的发光频率为100Hz
B.开关接通后,电压表的示数为100V
C.开关断开后,电压表的示数不变
D.开关断开前后,变压器的输入功率不变
【解析】选A、C.由=得,副线圈输出电压的最大值为
U
2
==V=100V,一个周期内有两次电压大于100V,故氖泡在一个周期内发光2次,而交变电压的周期T==s=0.02s,所以氖泡发光频率为
f==100Hz,A正确.电压表示数为U'
2
==V=100V,B错误.开关断开后电压表示数不变,但输出功率变化,所以输入功率变化,C正确、D错误.
【总结提升】变压器电路问题的动态分析思路:
U 1U
2
I
2
I
1
P
1
7.远距离输电装置如图所示,升压变压器和降压变压器均是理想变压器,当K由2改接为1时,下列说法正确的是( )
A.电压表读数变大
B.电流表读数变小
C.电流表读数变大
D.输电线损失的功率减小
【解析】选A、C.K接到1后,升压变压器副线圈匝数增多,所以输电电压U
2
升高,降压变压器的输出电压变大,电压表测路端电压,示数变大,故A正确;电压表示数增大,电流增大,则输入电流也变大,电流表的示数增大,故C正确,B错误;电流表示数增大,输电线损失功率增大,故D错误.
8.远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n
1、n
2
,电压分
别为U
1、U
2
,电流分别为I
1
、I
2
,输电线上的电阻为R,变压器为理想变压器,则下列关
系式中正确的是( )
A.=
B.I
2
=
C.I
1U
1
=R D.I
1
U
1
=I
2
U
2
【解析】选D.因为变压器为理想变压器,I
1U
1
=I
2
U
2
,选项D正确;又由=,可知=,
选项A错误;U
2
不是电阻R上的电压,而是R和降压变压器输入电压的和,所以选项B 错误;升压变压器的输入功率等于电线上损失的功率与用户得到的功率的和,没有完全损失在输电线上,选项C错误.
二、非选择题
9.如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁
场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.当线圈由图示位置转过90°的过程中,求:
(1)通过电阻R的电荷量q.
(2)电阻R上所产生的热量Q.
【解题指南】本题考查交变电流平均值、有效值的应用,关键要知道求电荷量用交变电流的平均值,求热量用交变电流的有效值.
【解析】(1)依题意磁通量的变化量ΔΦ=BS,线圈转过90°的时间为
Δt===,平均感应电动势为=N=.平均感应电流为==.通过电阻R的电荷量为q=·Δt=.
(2)线圈中感应电动势有效值和最大值E
的关系是E==,电路中电流的有效
m
值为I==.
电阻R上产生的热量为Q=I2Rt=.
答案:(1)(2)
10.交流发电机的原理如图甲所示,闭合的矩形线圈放在匀强磁场中,绕OO′轴匀速转动,在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,已知线圈的电阻为R=2.0Ω,求:
(1)通过线圈导线的任意一个横截面的电流的最大值是多少?
(2)矩形线圈转动的周期是多少?
(3)线圈电阻上产生电热的功率是多少?
(4)保持线圈匀速运动,1min内外界对线圈做的功是多少?
【解题指南】求解此题应把握以下两点:
(1)由图象可读出交变电流的最大值和周期.
(2)计算电阻上的热功率应当用交变电流的有效值.
=2.0A. 【解析】(1)由乙图可知通过线圈导线的任意一个横截面的电流的最大值I
m
(2)矩形线圈转动的周期
T=4.0×10-3s.
(3)由有效值I=知,线圈电阻上产生的电热功率为P=I2R=R=4W.
(4)由能量守恒定律可知,外界对线圈做的功先转化成电能再转化成电热,1min内外界对线圈做的功W=Pt=240J.
答案:(1)2.0A (2)4.0×10-3s
(3)4W (4)240J。