【 精品同步】高中物理 第5章 交变电流 章末综合检测 新人教版选修3-2
人教版高中物理选修3-2《第五章交变电流章末综合.docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对得5分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，当线圈通过中性面时，则( ) A ．线圈平面与磁场方向垂直B ．线圈中的感应电动势的方向将发生变化C ．通过线圈的磁通量达到最大值D ．通过线圈的磁通量的变化率达到最大值 答案：ABC解析：知道线圈通过中性面这个特殊位置时各物理量及它们的变化情况是解题的关键． 2．一个电热器接在10 V 直流电源上消耗的电功率是P ，当把它接到一个正弦交流电压上时消耗的电功率为P /4，则该交流电压的最大值为( )A ．5 VB ．7.1 VC ．10 VD ．12 V答案：B解析：设电热器电阻为R ，接直流电时：P ＝U 2R ＝102R ，接交流电时：P 4＝U ′2R，由以上两式联立得：U ′＝5 V ，所以U m ＝2U ′＝52V ≈7.1 V ，应选B.3.如图所示，L 为电感线圈，C 为电容器，A 、B 为两只相同的灯泡，将它们接在电压为u的交流电源上，两只灯泡的亮度一样．若保持电源电压不变，而将电源频率增大，下列说法中正确的是( )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 答案：C解析：频率越高，线圈的感抗越大，电容器的容抗越小，所以频率增加时，I A 减小，I B增大，应选C.4.一个按正弦规律变化的交变电流的图象如图所示，由图可知( ) ①该交变电流的频率为0.2 Hz ；②该交变电流的有效值为14.1 A ；③该交变电流的瞬时值表达式为i ＝20sin0.02t A ； ④t ＝T8时刻，该交变电流大小与其有效值相等．A ．①②B ．②④C ．③④D ．①③答案：B解析：由图象知T ＝0.02 s ，频率f ＝1T ＝50 Hz ，电流最大值I m ＝20 A ，故有效值为I ＝I m2＝102A ≈14.1 A ．线圈转动的角速度ω＝2πf ＝100π，瞬时值表达式为i ＝20sin100πt A.将t ＝T 8代入瞬时值公式：i ＝20sin(100π×18×0.02)A ＝10 2 A ＝14.1 A ，由上可知②④正确，应选B.5．如图所示的四个图中，能正确表示电流互感器工作的是( )答案：D解析：电流互感器串联在电路中，而且连电流表的线圈电流小，匝数多，所以D 项正确，A 错；电压互感器并联在电路中，且原线圈匝数多，而连接电压表的副线圈匝数少，所以B 、C 错．6.如图所示是一调压变压器原理图，如将它作为升压变压器使用，则( ) A ．将交流电源接a 、b 端，用电器接在c 、d 端B ．将交流电源接c 、d 端，用电器接在a 、b 端C ．将交流电源接在a 、c 端，用电器接在b 、d 端D ．若要进一步升压，应使P 逆时针方向旋转 答案：B解析：根据变压器电压关系U 1U 2＝n 1n 2可知，要升压就必须增加副线圈的匝数，即要保证输出端的匝数多于输入端的匝数，故B 正确．7．图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化．下列说法正确的是( )A ．图1表示交流电，图2表示直流电B ．两种电压的有效值相等C ．图1所示电压的瞬时值表达式为u ＝311sin100πt VD ．图1所示电压经匝数比为的变压器变压后，频率变为原来的110答案：C解析：交流电的概念：大小和方向都随时间变化．在t 轴的上方为正，下方为负，A 错．有效值E ＝E m2只对正弦交流电使用，最大值一样，所以B 错．由图可知，C 对．变压之后频率不变，D 错．8.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，R 1＝20 Ω，R 2＝30 Ω，C 为电容器，已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则( )A ．交流电的频率为0.02 HzB ．原线圈输入电压的最大为200 2 VC ．电阻R 2的电功率约为6.67 WD ．通过R 3的电流始终为零 答案：C解析：由图乙可知交流电频率为50 Hz ，所以A 错．副线圈电压最大值U 2＝I 1R 1＝20 V ，由U 1n 1＝U 2n 2可知U 1＝200 V ，B 错．R 1和R 2并联P 2＝(U 22)2/30≈6.67 W ．因电容器接交流电有充放电电流，故D 错．9.如图所示，观察电流表的指针，可以看到( )A ．从图示位置开始，指针随着线圈转动而摆动，并且线圈旋转一周，指针左右摆动一次B ．当线圈平面转到跟磁感线垂直的平面位置时，电流表的指针的偏转最大C ．当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，电流表的指针的偏转偏大D ．从图示位置开始计时，在匀强磁场中匀速转动的线圈里产生感应电动势和感应电流按正弦规律变化的答案：C 10.如图所示，理想变压器原线圈a 、b 两端接正弦交变电压，副线圈c 、d 两端通过输电线接两只相同的灯泡L 1和L 2.输电线的等效电阻为R .在图示状态，电键S 是闭合的，当电键S 断开时，下列各量中减小的是( )A ．副线圈c 、d 两端的输出电压B ．副线圈输电线等效电阻R 上的电压C ．通过灯泡L 1的电流D ．原线圈上的电流 答案：BD解析：由U 1U 2＝n 1n 2可知，A 错，S 断开，副线圈电路中电流减小，所以B 正确．灯泡两端电压UL 1＝U 2－U R ，U R 减小，U 2不变，UL 1增大，C 错．由I 1I 2＝n 2n 1，可知，D 正确． 第Ⅱ卷(非选择题，共80分)二、填空题(每题5分，共15分) 11.如图所示为一理想变压器，它的原线圈接在交流电源上，副线圈接有一个标“12 V100 W”字样的灯泡．已知变压器原、副线圈的匝数比为，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为________________V ，电流表的读数为____________A.答案：216 0.46解析：灯泡正常发光，则副线圈两端电压为U 2＝12 V ，电流为I 2＝P U 2＝10012A ＝8.3 A由公式U 1U 2＝n 1n 2得U 1＝n 1n 2U 2＝18×12 V ＝216 V ，所以电压表的读数为216 V .由I 1I 2＝n 2n 1，得I 1＝n 2n 1I 2＝118×8.3A ＝0.46 A ，所以电流表的读数为0.46 A. 12.如图所示为一理想变压器，n 2＝10匝，n 3＝20匝，L 1和L 2均是“220 V15 W”的灯泡，与一匝线圈相连的电压表读数为11 V ，那么变压器的实际输入功率为__________W.答案：18.75解析：本题主要考查变压器的内容．一匝线圈的电压为11 V ，则n 2的电压为110 V ，n 3的电压是220 V ，则L 2能正常发光P 2＝15 W ，而L 1不能正常发光．由P ＝U 2R 知P 1＝14P＝3.75 W ，P 输入＝P 输出，P 1＋P 2＝(15＋3.75) W ＝18.75 W.13．如图所示，l 1和l 2是输电线，1是______________互感器，2是______________互感器．在图中空圈内填入所用的电表的符号，若已知变压比为，变流比为，并且知道电压表示数为220 V ，电流表示数为100 A ，则输电线路中的功率为____________W.答案：电压 电流 1中为V 2中为A 2.2×109解析：电压互感器是并联在电路中，电流互感器是串联在电路中，由电压表的读数和变压比得到电路两端电压为22000 V ，由电流表读数和变流比得到电路中的电流为100000 A ，由P ＝UI 得到功率为2.2×109 W.三、论述计算题(本题共4小题，65分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比n 1n 2＝，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B 的阻值相等．a 、b 端加一交流电压U 后，输入电压U 和B 两端电压U B 之比是多少？答案：解析：理想变压器的原、副线圈中的电流之比I A I B ＝n 2n 1＝14又R A ＝R B ，因此U A U B ＝由U 1U B ＝n 1n 2＝所以U U B ＝U A ＋U 1U B ＝(14＋4)U BU B＝15．有一正弦交流电源，电压有效值U ＝120 V ，频率为f ＝50 Hz ，向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U 0＝60 2 V ，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长．为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？解析：由正弦交流电的最大值与有效值U 的关系得： U m ＝120 2 V设t ＝0时交流电的瞬时电压U ＝0，则交流电的瞬时表达式为：u ＝1202sin100πt V 如图所示，画出一个周期内交流电的U －t 图象，其中阴影部分对应的时间t 1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t 1，当U ＝U 0＝602V 时，由上式得t 1＝1/600 s ，再由对称性 求得一个周期内能发光的时间：t ＝T －4t 1＝175s再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t ＝3600150×175 s ＝2400 s很明显，霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间只有1/300 s(如图t 2～t 3时刻)．由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约1/16 s ，远大于1/300 s ，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉．16．有一个10匝正方形线框，边长为20 cm ，线框总电阻为1 Ω，线框绕OO ′轴以10π rad/s 的角速度匀速转动，如右图所示，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． 解析：(1)交变电流电动势最大值为E m ＝NBSω＝10×0.5×0.22×10π V ＝6.28 V ，电流的最大值为I m ＝E m /R ＝6.281A ＝6.28 A.(2)线框转过60°时，感应电动势e ＝E m sin60°＝5.44 V .(3)由于线框转动是从中性面开始计时的，所以瞬时值表达式为e ＝E m sin ωt ＝6.28sin10πt V.17．一小型水电站，其交流发电机的输出功率为1000千瓦，输出电压为1000伏，在输电过程中，要求能量损耗不大于4%，已知输电线电阻为16欧，用户降压变压器的输出电压为240伏，求送电线路中，升压变压器与降压变压器的变压比各多大？解析：这是远距离输电的问题，解决这方面问题的必要步骤之一是画出输电线路的简单电路图，如图所示，P 线＝I 线2R 线 根据题目中条件P 线≤P 2×4%得： I 线＝P 线R 线＝P 2×4%R＝1000×103×416×100A ＝50 A根据能量守恒P 3＝P 2－P 线 ∴P 3＝P 2－P 2×4%＝960 kW。
第五章交变电流章末测试卷三(答案含解析)—人教版高中物理选修3-2
人教版物理选修3-2第五章交变电流章末测试卷三一、单选题(共30分)1．(本题3分)如图所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大（）A．I0B．32I0C．02+I0D．022．(本题3分)如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO’匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（）A．通过线圈的最大电流为1.25A B．线圈的角速度为50rad/sC．电压表的示数为502V D．穿过线圈的最大磁通量为2πWb3．(本题3分)如图所示，矩形闭合导线框abcd处于水平方向的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接有一只“11V，33W”的灯泡.当灯泡正常发光时，变压器输入电压u=33√2cos10πt(V).下列说法正确的是（）A．图示位置可能是计时起点B．图示位置通过线框的磁通量变化率最小C．变压器原、副线圈匝数之比为3√2:1D．电流表A的示数为√2A4．(本题3分)如图所示，电阻不计面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，产生e＝2202sin100πtV的正弦交流电，理想变压器的原、副线圈匝数比为10:1，灯泡的电阻R L＝10Ω(不考虑电阻的变化)，C为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，刚开始开关S断开，下列说法正确的是()A．线圈从t＝0时刻到转过180°的过程中矩形线圈的磁通量变化量为零B．交流电压表的示数为202VC．闭合开关S后，电阻R上不产生焦耳热D．灯泡的功率小于48.4W5．(本题3分)远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，那么当用户用电的总功率增大时，下列说法错误的是（）A．升压变压器的原线圈中的电流变大B．升压变压器的输出电压升高C．降压变压器的输出电压降低D．输电线上损失的功率增大6．(本题3分)如图所示,某小型发电站发电机输出的交变电压为500V,输出的电功率为50kW,用电阻为3Ω的输电线向远处输电,要求输电线上损失的功率为输电功率的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220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)．对整个输电过程,下列说法正确的是()A．升压变压器的匝数比为1:100B．输电线上的电流为100AC．输电线上损失的功率为300WD．降压变压器的输入电压为4700V7．(本题3分)当交流发电机的转子线圈平面与磁感线平行时，电流方向如图所示，当转子线圈平面旋转到中性面位置时（）A ．线圈中的感应电流最大，方向将不变B ．线圈中的感应电流最大，方向将改变C ．线圈中的感应电流等于零，方向将不变D ．线圈中的感应电流等于零，方向将改变8．(本题3分)如图所示，边长为L=0.2 m 的正方形线圈abcd ，其匝数n=10，总电阻为r=2Ω，外电路的电阻为R=8Ω，ab 的中点和cd 的中点的连线OO'恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B=1T ，若线圈从图示位置开始计时，以角速度ω= 2 rad/s 绕OO'轴匀速转动．则以下判断中正确的是（ ）A ．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=0.8sin 2tB ．从t=0到t=4π 时间内，通过R 的电荷量q=0.02C C ．从t=0到t=4π时间内，电阻R 上产生的热量为Q = 3.2π×10-4J D ．在t=4π时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，此时线圈中的磁通量随时间变化最慢 9．(本题3分)如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈一侧接一输出电压恒为U 1的正弦交流电源，电阻R 1，R 2，R 3，R 4的阻值相等。
高中物理人教版选修3-2检测：第五章 交变电流5.1交变电流 Word版含答案
5.1 交变电流课时作业基础达标1．交变电流是( ).A．矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动时产生的电流B．按正弦规律变化的电流C．强度随时间做周期性变化的电流D．方向随时间做周期性变化的电流【解析】本题考查了交变电流的定义，只要方向随时间做周期性变化的电流就是交变电流，正弦式交变电流仅是其中之一，故D项正确．【答案】 D2．如图所示属交变电流的是( )【解析】大小和方向做周期性变化的电流，称为交变电流，在图象上表现为时间轴上下都存在图线，故选CD.【答案】CD3．关于矩形线圈在匀强磁场中转动时产生的正弦式电流，正确的说法是( )A．线圈每转动一周，感应电流方向改变一次B．线圈每转动一周，感应电动势方向改变一次C．线圈每转动一周，感应电流方向改变两次，感应电动势方向改变一次D．线圈每转动一周，感应电流方向和感应电动势方向都改变两次【解析】感应电动势和感应电流的方向，每经过中性面时改变一次，每个周期内方向改变两次，故选D.【答案】 D4．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，当线圈通过中性面时，则( ) A．线圈平面与磁场方向垂直B．线圈中的感应电动势的方向将发生变化C．通过线圈的磁通量达到最大值D．通过线圈的磁通量的变化率达到最大值【解析】线圈通过中性面这个特殊位置时，线圈平面与中性面垂直，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，故A、C正确，D错误；线圈每经过中性面一次，电流方向就改变一次，故B正确．abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴′观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B ，转动的角速度为ω.则当线圈转至图示位置时( )．线圈中感应电流的方向为abcdanBl 2ωR．穿过线圈磁通量的变化率为0图示位置，线圈平面与磁场平行，所以穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变错误，此时由右手定则可知电流方向为adcba ，＝nBl 2ωR ，图示位置感应电流等于峰值，时间内，①②相吸时间内，①②相斥时刻两线圈间作用力为零时刻两线圈间吸引力最大如图所示，单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中，中心轴线从上向下看逆时针方向)匀速转动，为正方向，则下图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的内，ab 一侧的线框在磁场中绕OO ′转动产生正弦交流电，电流方向由且越来越大.t 4～t2内，ab 一侧线框在磁场外，而dc dcba 且越来越小，以此类推，可知i －t 图象正确的为如右图所示，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( )A．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a→b→c→dD．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】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＝Bl1l2ω.线圈绕P2轴转动时，产生的感应电动势e2＝Bl1r1ω＋Bl1r2ω＝Bl1l2ω，即e1＝e2，所以i1＝i2，故选项A对B错．由右手定则可知，线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，均是a→d→c→b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．【答案】 A4．一长直导线通以如图甲所示的交变电流，在导线下方有断开的线圈，如图乙所示，规定电流从左向右为正，则相对于b点来说，a点电势最高的时刻是在( )A．t1时刻 B．t2时刻C．t3时刻 D．t4时刻【解析】欲使a相对b电势最高，即ab间电动势最大，t1、t3时刻电流i最大但电流的变化率最小，感应电动势为零，故选项A、C错误；t2时刻电流的变化率最大，线圈中磁通量变化率也最大，但此时穿过线圈的磁通量减小到零，由楞次定律可知此时刻b点电势高于a点，故选项B错误；当t4时刻，由楞次定律可知，ab中感应电动势a点高于b点，且电动势的圆形线圈共100匝，在磁感应强度′以n＝600 r/min的转速匀速转动，当线圈转至中性面写出线圈内所产生的交变电动势的瞬时值表达式；时的电动势的瞬时值．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴线匀速转动时，线圈内产生正弦交变电动势，当线圈平面在中性面时开始计时，其表达式为与线圈形状无关)，t.86.6 V.(2)86.6 V，边长为20 cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100平面跟磁场方向垂直时开始计时．线圈和外电路的总电阻Δt＝t.【答案】1×10－2 C。
高中物理人教版选修3-2检测：第五章交变电流5.5电能的输送含答案解析
【最新】高中物理人教版选修3-2检测：第五章交变电流5.5电能的输送学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损耗的电压可表示为()A．U1B．U1－IRC．IR D．U22．某变电站用11 kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R.现若用变压器将电压升高到220 kV送电，下面选项正确的是()A．因I＝U/R，所以输电线上的电流增为原来的20倍B．因I＝P/U，所以输电线上的电流减为原来的1/20C．因P＝U2/R，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍D．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的1/4003．水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW，若以1 100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3 300 V送电，则线路损失可降为()A．3.3 kW B．1.1 kW C．30 kW D．11 kW4．如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2．则（）A．用户端的电压为I1U1/I2B．输电线上的电压降为UC．理想变压器的输入功率为I12rD．输电线路上损失的电功率为I1U5．图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1＝n4<n2＝n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻R L>2R，忽略灯丝电阻随温度的变化．当A、B端接入低压交流电源时()A．A1、A2两表的示数相同B．L1、L2两灯泡的亮度相同C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率D．R2两端的电压小于R4两端的电压二、多选题6．如图是远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是A．增加输电导线的截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过增大输电电压来减小输电线中的电流，有利于减小输电过程中的电能损失C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中电能损失越小D．高压输电时必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好7．一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电.输电线路总电阻为R=1kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V 60 W).若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则A．T1原、副线圈电流分别为103A和20 AB．T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 VC．T1和T2的变压比分别为1：50和40 :1D．有6×104盏灯泡(220V 60 W)正常发光8．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则()A ．3214n n n n > B ．3214n n n n < C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率9．(多选)电厂发电机的输出电压为250 V ，输出功率为10 kW ，在进行远距离输电时，输电线总电阻为5 Ω，则( )A ．直接输电，用户两端的电压只有50 VB ．若要求用户两端的电压为220 V ，则应配备原、副线圈匝数比为1∶4 (发电厂)和5∶1 (用户端)的变压器C ．若要求输电线损耗的功率仅为总功率的5%，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶4D ．若用10 000 V 的高压输电，输电线的损耗功率仅为总功率的0.05%10．某水电站用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( ) A ．输电线上输送的电流大小为6.0×103 A B ．输电线上由电阻造成的电压损失为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻三、填空题11．发电机端电压为220 V ，输送功率110 kW ，若要保证用户至少获得100 kW 电功率，则输电导线电阻不得大于________Ω；若用一个升压变压器升压至5 500 V 后进行输电，则导线电阻不得大于________Ω.四、解答题12．某发电站的输出功率为104kW ，输出电压为4 kV ，通过理想变压器升压后向80 km 远处用户供电．已知输电导线的电阻率为ρ＝2．4×10－8Ω·m ，导线横截面积为1．5×10－4m 2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，升压变压器的输出电压为________，输电线路上的电压损失为________．13．风力发电作为新型环保能源，近年来得到了快速发展，如图4所示的风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线总电阻为10Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；(2)画出此输电线路的示意图；(3)用户得到的电功率．14．某水电站，水流的高度差为h=5m，流量Q=2m3/s，若发电机的总效率为50%，输出电压为250V，输电线路总电阻R=30Ω，允许损失功率为发电机输出功率的6%，为使用户获得220V 电压，求：（1）该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？（2）能使多少盏“220V 100W”的电灯正常发光？参考答案1．C【解析】AD 、U 1为输出电压，U 2为用户得到的电压，故AD 错误； BC 、输电线的电压损失ΔU =U 1－U 2=IR ，故B 错误，C 正确； 故选C 。
人教版高二选修3-2第五章交变电流单元测试含答案解析
人教版高二选修3-2第五章交变电流单元测试学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．某正弦式交变电流的电流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．该交流电的周期为0.03sD．该交流电的频率为0.02Hz2．当交流发电机的转子线圈平面与磁感线平行时，电流方向如图所示，当转子线圈平面旋转到中性面位置时（）A．线圈中的感应电流最大，方向将不变B．线圈中的感应电流最大，方向将改变C．线圈中的感应电流等于零，方向将不变D．线圈中的感应电流等于零，方向将改变3．如图所示的电路中，L为电感线圈，C为电容器，A、B为两个相同的灯泡，将它们接在交流电源上，两个灯泡的亮度一样.保持电源电压不变，某一时刻A灯泡变暗，B 灯泡变亮，造成这一现象的原因可能是（）A．电源的频率增大B．电源的频率减小C ．电感线圈短路D ．电容器被击穿4．小型交流发电机中的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的关系如图所示.此线圈与一个阻值R=10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻.关于通过电阻的电流，下列说法中正确的是（）A ．交变电流的周期为0.125sB ．交变电流的频率为8HzC ．交变电流的有效值为√2AD ．交变电流的最大值为4 A5．如图所示，交流发电机的矩形线圈边长ab=cd=0.2m ，ad=bc=0.4m ，线圈匝数为50匝，线圈的总电阻r=lΩ，线圈在磁感应强度B=0.2T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以100/r s π的转速匀速转动，外接电阻R=9Ω，电压表为理想交流电表，则（）A ．图甲中交流电压表的示数为B ．图甲中电阻K 上消耗的电功率为C ．如图乙所示，外电路接原、副线圈匝数之比12:3:1n n =的理想变压器时，电阻R 上消耗的电功率最大D ．如图乙所示，外电路接原、副线圈匝数之比12:1:3n n =的理想变压器时，电阻及上消耗的电功率最大6．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为10：1，b 是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为()1u t V π=，则 （）A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为B．单刀双掷开关由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍C．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器的滑片P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D．当单刀双掷开关由a拨向b时，电压表和电流表的示数均变小二、多选题7．图为某小型水电站的电能输送示意图，A为升压变压器，其输入功率为P1，输出功率为P2，输出电压为U2；B为降压变压器，其输入功率为P3，输入电压为U3，若A、B 均为理想变压器，输电线的总电阻为r，则下列关系式中正确的是（）A．P1>P2B．P2>P3C．U2>U3D．U2=U38．如右图所示，N匝矩形导线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表A和二极管D。
高中物理选修3-2章末检测-第五章交变电流含答案解析
B．变压器副线圈两端的电压为220 V
C．若仅将变阻器的滑片P向下滑动，灯泡将变亮
D．若仅图乙中交变电压的周期变大，灯泡将变暗
6．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2.保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是()
C．断开开关S，开关S1接a时电流表的示数为I1，开关S1接b时电流表的示数为I2，则I1>I2
D．断开开关S，开关S1接a时原线圈输入功率为P1，开关S1接b时原线圈输入功率为P2，则P1<P2
11．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成.当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路.仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有
A．t＝0.01 s时穿过线框的磁通量最小
B．该交变电动势的有效值为11 V
C．该交变电动势的瞬时值表达式为e＝22 cos 100 πt(V)
D．电动势瞬时值为22 V时，线框平面与中性面的夹角为45°
2．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比 ： ：5，电阻 ，D为理想二极管，原线圈接 的交流电 则
A．原线圈两端电压的瞬时值表达式为 V
B．变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为1:4
C．R′处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数变大，
D．电压表V2的示数为9V
5．如图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶11，L是自感系数较大的线圈，在变压器的原线圈两端加上如图乙所示的交变电压时，灯泡正常发光，则下列说法中正确的是()
人教版高中物理选修3-2：第五章 章末检测含答案
第五章章末检测一、选择题(本题共10个小题，每小题7分，共70分.1～6题为单项选择题，7～10题为多项选择题)1．下列说法正确的是( )A．正弦式交变电流在一个周期内电流方向改变两次B．交变电流的有效值与最大值的比值总是2 2C．因为有效值表示交变电流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同D．若正弦式交变电流的最大值是10 A，则它的最小值是－10 A 解析：对正弦式交变电流来说，线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一个周期内线圈平面有两次经过中性面，故A正确；对于正弦式交变电流有效值与最大值的比值总是22，对其他的交变电流不一定有这样的关系，B错；交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，与平均值不同，C错；交变电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，交变电流的最小值为零，D错．答案：A2．(烟台高二检测)一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO′匀速转动，线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中．通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是( )A．t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B．t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变C．t2、t4时刻线圈中磁通量最大D．t2、t4时刻线圈中感应电动势最小解析：t1、t3时刻通过线圈的磁通量Φ最大，磁通量变化率ΔΦΔt＝0，此时感应电动势、感应电流为零，线圈中感应电流方向改变，A 错误、B正确；t2、t4时刻线圈中磁通量为零，磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，C、D错误．答案：B3．(广州高二检测)如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中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( )A．线圈绕P1转动时产生的感应电流等于绕P2转动时产生的感应电流B．线圈绕P1转动时产生的感应电动势小于绕P2转动时产生的感应电动势C．线圈绕P1和P2转动时产生的感应电流的方向相同，都是a→b→c→dD．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：线圈转动产生的感应电动势的大小与转动轴的位置无关，选项A正确、B错误；绕两个轴转动产生的感应电流的大小相等，从上向下看，线圈逆时针旋转，电流的方向应为a→d→c→b，选项C 错误；电流相等，cd受到的安培力也相等，选项D错误．答案：A4．自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为( )A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 AC．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A解析：根据理想变压器电压比关系U1U2＝n1n2，代入数据解得副线圈两端的电压有效值U2＝380 V，因理想变压器原、副线圈输入和输出的功率相等，即p入＝P出＝U1I1，解得I1＝2×103220A≈9.1 A，选项B正确；选项A、C、D错误．答案：B5．(甘肃高二联考)图中B为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上．指示灯L1和L2完全相同(其阻值均恒定不变)，R 是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表．开始时开关S是闭合的，当S断开后，下列说法正确的是( )A ．电流表A 2的示数变大B ．电压表的示数变大C ．电流表A 1的示数变小D ．灯L 1的亮度变暗解析：变压器输出电压由输入电压和匝数比决定，S 断开后输入电压和匝数比不变，所以电压表的示数不变；但负载电阻变大，则输出电流变小，A 2的示数变小；输出、输入功率变小，则A 1的示数变小；因R 上电压变小，则L 1上电压变大，亮度变亮．故只有C 对．答案：C6．用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图象如图所示，则( )A ．变压器输入功率约为3.9 WB ．输出电压的最大值是110 VC ．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 ＋π2) A解析：由题图可知通过负载的电流最大值为I m ＝0.05 A ，周期T ＝0.02 s ，故电流的函数表达式i ＝I m sin 2πTt ＝0.05sin100πt (A)，D错误；理想变压器匝数比等于电压比，即n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝2∶1，C 错误；输出电压U 2＝110 V ，其最大值U 2m ＝2U 2＝110 2 V ，B 错误；理想变压器输入功率等于输出功率，即输入功率P ＝I 2U 2＝0.052×110 W ＝3.9 W ，A 正确．答案：A7．小型发电机产生的交变电动势为e ＝50sin100πt (V)．对此电动势，下列表述正确的有( )A ．最大值是50 2 VB ．频率是100 HzC ．有效值是25 2 VD ．周期是0.02 s解析：从中性面开始计时，交变电动势的表达式为e ＝E m sin ωt ，因e ＝50sin100πt (V)，所以最大值E m ＝50 V ，A 错误．由ω＝2πf ＝100π Hz 得f ＝50 Hz ，B 错误．有效值E ＝E m2＝25 2 V ，C 正确．T ＝1f＝0.02 s ，D 项正确．答案：CD8．在远距离输电电路中，输电导线的总电阻为R ，升压变压器输出的电压为U 1，输出功率为P ，用户降压变压器得到的电压为U 2，则下面表示导线上的功率损失正确的式子是( )A.U 21R B.⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 12R C.(U 1－U 2)2R D.U 21R －U 22R解析：升压变压器的输出电压为U 1，降压变压器的输入电压为U 2，则输电线上的电压损失ΔU ＝U 1－U 2，输电线上损失的功率P 损＝ΔUI＝(U 1－U 2)I 或P 损＝ΔU 2R ＝(U 1－U 2)2R.因为输电线上的电流为I ，则输电线上损失的功率P 损＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 12R .故B 、C 正确，A 、D 错误．答案：BC9．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32πD ．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次解析：从图中可知，在O 、B 、D 时刻感应电流为零，所以此时线圈恰好在中性面的位置，且穿过线圈的磁通量最大，B 项错误；在A 、C 时刻感应电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时穿过线圈的磁通量为零，A 项错误；从A 到D 时刻，线圈旋转34周，转过的角度为32π，C 项正确；如果从O 到D 时刻历时0.02 s ，恰好为一个周期，所以1 s 内线圈运动50个周期，经过中性面100次，交变电流的方向改变100次，D 项正确．答案：CD10.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L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开．当S接通时，以下说法中正确的是( )A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．输电线等效电阻R两端的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大解析：由于输入电压不变，所以S接通时，理想变压器副线圈两端M、N的输出电压不变．并联灯泡L2后，副线圈所在回路的总电阻变小，由欧姆定律知，通过R的电流增大，R两端的电压U R＝IR增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率得I1U1＝I2U2，故原线圈输入电流I1也增大．U MN不变，U R增大，所以U L1减小，通过灯L1的电流减小．答案：BCD二、非选择题(本题2个小题，共30分)11.如图所示，交流发电机电动势的有效值E＝30 V，内阻不计，它通过一个R＝6 Ω的指示灯连接降压变压器．变压器输出端并联96只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V，0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：(1)指示灯上的电压； (2)发电机的输出功率．解析：(1)彩色小灯泡额定电流I L ＝P U ＝0.256 A ＝124A次级线圈总电流I 2＝96I L ＝4 A变压器输入功率等于输出功率，有I 1U 1＝I 2U 2＝24 W 变压器原线圈电路中，由闭合电路欧姆定律可得E ＝U 1＋I 1R ＝24I 1＋6I 1，又E ＝30 V ，解得I 1＝1 A (I 1＝4 A 应舍去，据题意知是降压变压器，应I 1<I 2＝4 A)所以指示灯上的电压U ＝I 1R ＝6 V (2)发电机输出功率P ＝I 1E ＝30 W 答案：(1)6 V (2)30 W12．如图所示是交流发电机模型示意图，n ＝100匝的矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小为B ＝210πT 的水平匀强磁场中，线框面积S ＝0.48 m 2.线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω＝100π rad/s 匀速转动，并与理想升压变压器相连，升压变压器的原、副线圈匝数比为2∶5，理想降压变压器副线圈接入一只“12 V 30 Ω”的灯泡，且灯泡正常发光，线框、输电线路的电阻都不计．(1)将图示时刻记为t ＝0，指出此刻线圈中的电流方向，并写出该正弦交流电的瞬时表达式；。
高中物理人教版选修3-2第五章《交变电流》章末复习精品学案+单元测试题(含答案)
高中物理人教版选修3-2第四章《交变电流》章末复习学案+单元测试题知识网络专题归纳专题一交变电流的“四值”问题1．研究电容器的耐压值时，用峰值(最大值)矩形线圈绕垂直于磁感线的轴在匀强磁场中转动时，线圈中产生正弦交变电流，当线圈平面与磁感线平行时，线圈中感应电动势最大，最大值为E m＝nBSω，其中n表示线圈匝数，S表示线圈面积，E m与线圈转动时转轴的位置无关。
2．研究交变电流做功、功率及产生的热量时，用有效值对同样的电阻，在相同时间内跟交变电流热效应相等的直流电的值为交变电流的有效值。
一般交流电压表、电流表测出的数值是有效值，计算电功、电热时应使用有效值，其大小为EI (仅适用于正弦式交变电流)。
3．研究交变电流某一瞬间的电流、电压、功率等，用瞬时值 (1)当线圈平面与中性面重合时，线圈中感应电动势为零。
若从此位置开始计时，则瞬时值表达式为e ＝E m sin ωt ，i ＝I m sin ωt 。
(2)当线圈平面与中性面垂直时，线圈中感应电动势最大。
若从此位置开始计时，则瞬时值表达式为e ＝E m cos ωt ，i ＝I m cos ωt 。
4．研究交变电流通过导体截面的电荷量时，用平均值 交流电的平均值应根据E n t∆Φ=∆求解，在计算交流电路中通过某段导体的电荷量时，应用平均值计算，即q ＝I t 。
【例题1】 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝0.5 T ，边长L ＝10 cm 的正方形线圈abcd 共100匝，线圈电阻r ＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，角速度为ω＝2π r ad/s ，外电路电阻R ＝4 Ω，求：(1)转动过程中感应电动势的最大值。
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°时的瞬时感应电动势。
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势。
(4)交流电压表的示数。
(5)转动一周外力做的功。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第5章 交变电流 本章综合（人教版选修3-2）(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．根据交变电流瞬时表达式i ＝5sin500t (A)可知，从开始计时起，第一次出现电流峰值所需要的时间是( )A ．2 msB ．1 msC ．6.28 msD ．3.14 ms解析：选D.法一：由已知条件有2πT＝ω＝500 rad/s ，则T ＝2π/500.从中性面开始计时，第一次出现电流峰值需Δt ＝T /4＝2π/500×14 s ＝π1000s ＝3.14×10－3s.法二：由交流电瞬时值表达式，令i 为最大值时有sin(ωt )＝1，即(500t )＝π/2，则t ＝π/1000＝3.14×10－3(s)．选D.2．(2011年海淀高二检测)边长为L 的正方形闭合线圈共n 匝，在磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω绕垂直于磁感线并在线圈平面内的轴匀速转动，要使线圈中的感应电流增大1倍，下列措施可采用的是( )A ．只将角速度ω增大1倍B ．只将线圈边长L 增大至2LC ．只将线圈匝数增加至2nD ．只将磁感应强度增至2B 解析：选ABD.由公式I ＝UR＝U m2R ＝nBSω2R可推得A 、D 正确．边长为2L 时，S ′＝4S ，R ′＝2R ，故B 正确，若匝数n ′＝2n ，则R ′＝2R ，I 不变，故C 项错误．3．一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e ＝2202sin100πt V ，则( )A ．交流电的频率是100π HzB ．t ＝0时，线圈位于中性面C ．交流电的周期是0.02 sD ．t ＝0.05 s 时，e 有最大值解析：选BC.由瞬时值表达式可知：角速度ω＝100π rad/s.感应电动势是按正弦规律变化的，所以t ＝0时，线圈平面位于中性面．因ω＝2πf ，所以f ＝ω2π＝100π2πHz ＝50 Hz由T ＝1f 得T ＝150s ＝0.02 s当t ＝0.05 s 时，e ＝2202sin5π V＝0，故B 、C 选项正确．4.如图5－3所示，变频交变电源的频率可在20 Hz 到20 kHz 之间调节，在某一频率时，A 1、A 2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是( )图5－3A ．如果将频率增大，A 1炽热程度减弱、A 2炽热程度加强B ．如果将频率增大，A 1炽热程度加强、A 2炽热程度减弱C ．如果将频率减小，A 1炽热程度减弱、A 2炽热程度加强D ．如果将频率减小，A 1炽热程度加强、A 2炽热程度减弱解析：选BC.某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A 1的电流增大，通过A 2的电流减小，故B 项正确；同理可得C 项正确，故选B 、C.5．发电机的路端电压为U ，经电阻为r 的输电线向远处的用户供电，发电机的输出功率为P ，则( )A ．输电线上的电流为PUB ．输电线上的功率损失为U 2rC ．用户得到的功率为P －(P U)2r D ．用户得到的电压为Pr U解析：选AC.由题知，其供电原理如图所示，由P ＝UI 得输电线上的电流为P U，A 正确；输电线上的功率损失为ΔP ＝I 2r ＝(P U)2·r ，B 错误；用户得到的功率为P －(P U)2r ，C 正确；用户得到的电压为U －ΔU ＝U －Ir ＝U －(P U)r ，D 错误．6.有一交变电流如图5－4所示，则由此图象可知( )图5－4A ．它的周期是0.8 sB ．它的峰值是4 AC ．它的有效值是2 2 AD ．它的频率是0.8 Hz解析：选AB.由图象可读得其T ＝0.8 s ，f ＝1T＝1.25 Hz ，故A 对，D 错；又由图象读得I m ＝4 A ，故B 对；因为电流为非正弦式交流电，故有效值I ≠I m2＝2 2 A ，C 错．7．(2010年高考山东卷)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图5－5甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是( )图5－5A ．副线圈输出电压的频率为50 HzB ．副线圈输出电压的有效值为31 VC ．P 向右移动时，原、副线圈的电流比减小D ．P 向右移动时，变压器的输出功率增加解析：选AD.副线圈输出电压的频率等于输入电压的频率f ＝1T＝50 Hz ，故选项A 正确；原线圈输入电压的有效值U 1＝3102V ＝220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2知，U 2＝22 V ，故选项B 错误；原、副线圈的电流比I 1I 2＝n 2n 1＝110，故选项C 错误；变压器的输出功率P ＝U 22R ＋R P，P 向右移动时，R P减小，所以P 变大，故选项D 正确．8.如图5－6所示的电路图中，变压器是理想变压器，原线圈匝数n 1＝600匝，装有0.5 A 的保险丝，副线圈的匝数n 2＝120匝．要使整个电路正常工作，当原线圈接在180 V 的交流电源上时，则副线圈( )图5－6A．可接耐压值为36 V的电容器B．可接“36 V40 W”的安全灯两盏C．可接电阻为14 Ω的电烙铁D．可串联量程为3 A的电流表测量其电路的总电流答案：B9．有两个输出电压相同的交流电源，第一个电源外接一个电阻R1，第二个电源外接一个变压器，变压器的初级线圈匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，变压器的负载为一个电阻R2，测得两个电源的输出功率相等．则此两电阻大小之比R1∶R2为( ) A．n1∶n2B．n21∶n22C．n2∶n1D．n22∶n21答案：B10．如图5－7所示，在远距离输电过程中，若保持原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是( )图5－7A ．升高U 1会减小输电电流I 2B ．升高U 1会增大线路的功率损耗C ．升高U 1会增大线路的电压损耗D ．升高U 1会提高电能的利用率解析：选AD.提高输电电压U 1，由于输入功率不变，则I 1将减小，又因为I 2＝n 1n 2I 1，所以I 2将减小，故A 对，线路功率损耗P 损＝I 22R ，因此功率损耗在减小，电压损失减小，故B 、C 错误，因线路损耗功率减小，因此利用率将升高．11．如图5－8所示中A 、B 、C 、D 是四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220 V 40 W”，当灯泡所消耗的功率都调到20 W 时，哪种台灯消耗的功率最小( )图5－8解析：选C.利用变阻器调节到20 W 时，除电灯消耗电能外，变阻器由于热效应也要消耗一部分电能，使台灯消耗的功率大于20 W ，利用变压器调节时，变压器的输入功率等于输出功率，本身不消耗电能，所以C 中台灯消耗的功率最小．12．如图5－9所示，理想变压器的原副线圈的匝数比n 1∶n 2＝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( )图5－9A ．4IR ＋mgvIB.mgv IC ．4IRD.14IR ＋mgv I解析：选A.根据电流与匝数的关系知变压器的输出电流为2I ，电动机消耗的总功率为P 2＝mgv ＋4IR ，又变压器的输入功率P 1＝UI ＝P 2＝mgv ＋4I 2R ，则U ＝mgvI＋4IR 故A 项正确．二、计算题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n ＝100.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图5－10甲所示．发电机内阻r ＝5.0 Ω，外电路电阻R ＝95 Ω.已知感应电动势的最大值E max ＝nωΦmax ，其中Φmax 为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数．图5－10解析：从Φ－t 图线看出Φmax ＝1.0×10－2Wb ，T ＝3.14×10－2s.(1分)已知感应电动势的最大值E max ＝nωΦmax ，又ω＝2πT.(1分)故电路中电流最大值I max ＝E max R ＋r ＝n ·2π·ΦmaxT R ＋r＝100×2×3.14×1.0×10－23.14×95＋5.0×10－2A ＝2 A(4分) 交流电流表读数是交变电流的有效值，即I ＝I max2＝1.4 A ．(2分)答案：1.4 A14．(8分)有一个电子元件，当它两端的电压的瞬时值高于u ＝110 2 V 时则导电，低于u ＝110 2 V 时不导电，若把这个电子元件接到220 V,50 Hz 的正弦式交变电流的两端，则它在1 s 内导电多少次？每个周期内的导电时间为多少？解析：由题意知，加在电子元件两端电压随时间变化的图象如图所示， 表达式为u ＝2202sin ωt V ．(2分)其中ω＝2πf ，f ＝50 Hz ，T ＝1f＝0.02 s ，得u ＝2202sin100πt V ．(2分)把u ′＝110 2 V 代入上述表达式得到t 1＝1600 s ，t 2＝5600s(1分) 所以每个周期内的通电时间为 Δt ＝2(t 2－t 1)＝4300 s ＝175s ．(2分)由所画的u －t 图象知，一个周期内导电两次，所以1 s 内导电的次数为n ＝2t T＝100.(1分)答案：100175s 15．(12分)如图5－11所示，变压器原线圈输入电压为220 V ，副线圈输出电压为36 V ，两只灯泡的额定电压均为36 V ，L 1额定功率为12 W ，L 2额定功率为6 W ．试求：图5－11(1)该变压器的原副线圈匝数比．(2)两灯均工作时原线圈的电流以及只有L 1工作时原线圈中的电流． 解析：(1)由变压比公式得U 1U 2＝n 1n 2(2分)n 1n 2＝22036＝559.(2分) (2)两灯均工作时，由能量守恒得P 1＋P 2＝U 1I 1(2分)I 1＝P 1＋P 2U 1＝12＋6220A＝0.082 A(2分)只有L 1灯工作时，由能量守恒得P 1＝U 1I ′1(2分)解得I ′1＝P 1U 1＝12220A ＝0.055 A ．(2分)答案：(1)55∶9 (2)0.082 A 0.055 A16．(12分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100 kW ，输出电压为500 V ，输电导线的总电阻为10 Ω，导线上损耗的电功率为4 kW ，该村的用电电压是220 V.图5－12(1)输电电路如图5－12所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW ，则该村还可以装“220 V 40 W”的电灯多少盏？ 解析：(1)因为P 损＝I 22R 线(1分) 所以I 2＝P 损R 线＝4×10310A ＝20 A(2分) I 1＝P U 1＝100×103500A ＝200 A(1分)则n 1n 2＝I 2I 1＝20200＝110(1分)U 3＝U 2－I 2R 线＝(500×10－20×10)V＝4800 V(1分)则n 3n 4＝U 3U 4＝4800220＝24011.(1分)(2)设还可装灯n 盏，据功率相等有P 3＝P 4(2分)其中P4＝(n×40＋60×103)W(1分)P3＝(100－4)kW＝96 kW(1分)所以n＝900.(1分)答案：(1)1∶10 240∶11 (2)900盏11。