第五章 正弦交流电路单元测验
第五章 正弦交流电路习题
第五章正弦交流电路习题一、填空题1、 正弦交流电的三要素为_______、_______和_______，它们是确定正弦交流电变化情况的三个重要数值。
2、 正弦交流电压V t u )45314sin(230︒+=，其振幅为 _____ 、角频率为 ______ 、频率为 ____ 、周期为 ____ 、初相角为 ________ 、有效值为 ______ 。
3、 我国第一颗人造地球卫星发出《东方红》乐曲的信号频率是20MHz ，则它的周期是 ___ 、角频率为 ___ 。
4、 某正弦交流电流I=10A 、Hz 、f 100=φ=－π/3，则该正弦电流瞬时值的表达式为i= 。
5、 已知正弦交流电流A t i )30314sin(2.28︒+=，其频率为 ____ 、周期为 ___ 、在s t 1.0=时瞬时值为 ____ 。
6 、 频率为50Hz 的两个正弦交流电压，当它们的相位差为π/3时，则时间差为 __ 。
7、 正弦交流电的最大值是有效值的 ___ 倍。
我国在日常生活中使用的交流电频率为 ___ ，周期为 __ 。
8、 已知两个正弦交流电流：2121,)3/2314sin(10,)3/314sin(5i i A t i A t i 和则ππ-=-=的相位差为 __ ，而且 __ 超前 __ 。
9 、 已知两个正弦交流电压：=︒-=21,)30314sin(2220u V t u,)90314sin(2220V t ︒+若将纵坐标轴向左移π/3，则1u 的初相位为 __ ，2u 的初相位为 __ ，1u 和2u 的相位差为 __ ，而且 _ 超前 _ 。
10、已知：sin 3,)35314sin(2,)150314sin(10021=︒-=︒-=i A t i V t uA t )60314(︒+，在保持相位差不变的条件下，将电压的初相位改为0°则A i A i V u __________,__________,__________21===。
高中物理第五章交变电流单元质量评估选修3-2
D.通过电阻的电流方向每秒变化 100次第五章交变电流单元质量评估 （90分钟 100分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。
其中1〜6题为单选题,7〜12题为多选 题） 1.（2018 •温州高二检测）两个相同的白炽灯 L 1和L 2,接到如图所示的电路中,灯L 1与电容器 串联,灯L 2与电感线圈串联，当a 、b 处接电压最大值为 U 、频率为f 的正弦交流电源时，两 灯都发光，且亮度相同。
更换一个新的正弦交流电源后 ，灯L 1的亮度高于灯L 2的亮度，新电源 的电压最大值和频率可能是 （ ）u m 而频率大于f u m 而频率小于f u m 而频率仍为f u m 而频率仍为f【解析】选A 。
灯L 1的亮度高于灯L 2的亮度，说明电容对交变电流的阻碍作用减小 ，电感对交 变电流的阻碍作用增大，根据电容、电感阻碍作用与交流电频率的关系 ，交流电的频率应该是 增大了，故A 正确。
2.（2018 •东莞高二检测）如图甲是阻值为5 Q 的线圈与阻值为15 Q 的电阻R 构成的回路。
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。
则 （ ）A.电压表的示数为 14.14 VB. 通过电阻的电流为 0.707 AC. 电阻R 上消耗的功率为 3.75 WA. 最大值仍为B. 最大值仍为C. 最大值大于D. 最大值小于丿)2X 15 W=7.5 W,故C 错误；由图象知周期T=0.04 s,所以每秒有25个周期，而一个周期电流方向变化 2次,因此电流方向每秒变化 50次,故D 错误。
0'sin100 n t(V)的交流电源上，副线圈接有R=55 Q 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 2 : 1,电流表、电压表均为理想电表。
下列说法 正确的是( )A. 原线圈的输入功率为 220B. 电流表的读数为1 AC. 电压表的读数为110 ''D.副线圈输出交流电的周期为50 s【解题指南】 解答本题应从以下三点分析(1) 在交流电路中交流电表均测量交变电流的有效值。
第5章 正统交流电习题与答案
第5章 正统交流电一、填空题1．正弦交流电在0.1s 时间内变化了5周，那么它的周期等于 0.02s ，频率等于 50Hz 。
2.我国民用交流电压的频率为 50 Hz ，有效值为 220V 。
3.一个电热器接在10V 的直流电源上，产生一定的热功率，把它接到交流电源上，使产生的热功率是直流时相等，则交流电压的最大值是14.14V 。
4.正弦交流电的三要素是 最大值 、 频率 、 初相位 。
5.已知一正弦交流电流i =10sin （100πt +3π）A ，则其有效值为 7.07A ，频率为 50Hz ，初相位为 3π。
6.已知一正弦交流电流最大值是50A ，频率为50Hz ，初相位为1200，则其解析式为i =50sin （100πt +1200）A 。
7.旋转矢量在纵轴上的投影，就是该正弦量的瞬时 值。
8.已知交流电压的解析式：u 1=102sin(100πt －900) V,，u 2=10sin(100πt ＋900) V ，则它们之间的相位关系是 反相 。
9.若正弦交流电在t=0时的瞬时值为2A ，其初相为π/6，则它的有效值为 2.828 A 。
10.已知某正弦交流电流在t=0时，瞬时值为0.5 A ，电流初相位为300，则这个电流的有效值为 7.07A 。
11.电容器和电阻器都是构成电路的基本元件，但它们在电路中所起的作用却是不同的，从能量上来看，电容器是一种 储能 元件，而电阻器则是 耗能 元件。
12.当R=2欧的电阻通入交流电，已知交流电流的表达式为i =4sin(314t-450)A ，则电阻上消耗的功率是16W 。
13.在纯电感交流电路中，电感两端的电压 超前 电流2π，在纯电容电路中，电容两端的电压 滞后 电流2π。
14．纯电感交流电路中，电感两端电压为u =2sin(100πt+6π)V ，L =10 mH ，瞬时功率最大值为 0.318 var ，一个周期内的平均功率为 0 W 。
物理选修3-2人教新课标第五章交流电单元测试题1(精)
物理选修3-2人教新课标第五章交流电单元测试题1(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)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1所示，此线圈与一个R＝10 Ω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()．图1A．交变电流的周期为0.125 sB．交变电流的频率为8 HzC．交变电流的有效值为 2 AD．交变电流的最大值为4 A解析本题考查对交流电的图像、交流电的最大值、有效值的掌握情况．由图像可以看出，此交变电流的周期为0.250 s，电压的最大值U m＝20 V．所以交变电流的频率为4 Hz，A、B项均错误；交变电流的最大值I m＝U mR＝2 A，有效值I＝22A＝ 2 A，C项正确、D项错误．答案 C图22.两个相同的白炽灯L1和L2，接到如图2所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为U m、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同．更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度高于灯L2的亮度，新电源的电压最大值和频率可能是()．A．最大值仍为U m而频率大于fB．最大值仍为U m而频率小于fC．最大值大于U m而频率仍为fD．最大值小于U m而频率仍为f解析灯L1的亮度高于灯L2的亮度，说明电容对交变电流的阻碍作用减小，电感对交变电流的阻碍作用增大，根据电容、电感阻碍作用与交流电频率的关系，交流电的频率应该是增大了，故A正确．答案 A3．如图3所示，边长为a m的正方形线圈在磁感应强度为B T的匀强磁场中，以对角线为轴匀速转动．角速度为ωrad/s，转动轴与磁场方向垂直，若线圈电阻为RΩ，则从图示位置转过90°角的过程中()．图3①磁通量变化率的最大值为Ba2ωWb/s②感应电流的最大值为2Ba2ω/R A③流过导体横截面的电荷量为Ba2/R C④线圈中产生的热量为2ωB2a4/πR J A．①B．①②C．①③D．③④解析线圈从图示位置转过90°的过程中，感应电动势最大值为Ba2ω V，即磁通量变化率的最大值为Ba2ω Wb/s；感应电流的最大值应为Ba2ω/R A，有效值为2Ba2ω/2R A；线圈中产生的焦耳热为Q＝I2Rt＝πωB2a44R J；流过导体横截面的电荷量q＝I·Δt＝ΔΦR＝Ba2R C.答案 C4．在电路的MN间加一如图4所示的正弦交流电，负载电阻为100 Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为()．图4A．220 V 2.20 A B．311 V 2.20 AC．220 V 3.11 A D．311 V 3.11 A解析电压表和电流表都是表示的有效值，根据图像得出电压的有效值是220 V，根据欧姆定律得出电流的有效值是2.20 A.答案 A5．(2012·全国，19)一台电风扇的额定电压为交流220 V．在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图5所示．这段时间内电风扇的用电量为()．图5A．3.9×10－2度B．5.5×10－2度C．7.8×10－2度D．11.0×10－2度解析因1度＝3.6×106J且电流表示数为电流有效值，故用电量W＝U(I1t1＋I2t2＋I3t3)，代入数值得W＝5.5×10－2度，故B项正确．答案 B二、多项选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分．每小题选对但不全的得4分，有选错的或不选的得0分)6．如图6所示，处在磁感应强度为B的匀强磁场中的单匝矩形线圈abcd，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边正在离开纸面向外运动．则()．图6A．时刻t线圈中电流的瞬时值i＝BSωR cos ωtB．线圈中电流的有效值I＝BSωRC．线圈中电流的有效值I＝2BSω2RD．线圈消耗的电功率P＝(BSω)2R解析由题目条件可知，回路中感应电流最大值为BSωR，而如图所示，t＝0时刻线圈处于中性面，则电流瞬时值的表达式为i＝BSωR·sin ωt，故A错．而线圈中电流的有效值为I m2＝2BSω2R，故B错、C正确．而线圈消耗的电功率为P＝I2R＝(BSω)22R2·R＝(BSω)22R，故D错．答案 C7．单匝闭合线框在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴OO′匀速转动，在转动过程中，穿过线框的最大磁通量为Φm，线框中的最大感应电动势为E m，下列说法中正确的是()．A．在穿过线框的磁通量为Φm2的时刻，线框中的感应电动势为E m2B．在穿过线框的磁通量为Φm2的时刻，线框中的感应电动势为E m2C．线框每转动一周，线框中的感应电流方向改变一次D．线框转动的角速度为E m Φm解析闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，若从中性面开始计时，穿过线框的磁通量Φ按余弦规律变化，线框中产生的感应电动势按正弦规律变化，在穿过线框的磁通量为Φm/2的时刻，线框中的感应电动势大于E m/2，A错误；在穿过线框的磁通量为Φm/2的时刻，线框中的感应电动势等于E m/2，B项正确；线框每转动一周，线框中感应电流的方向改变两次，C错误；由E m ＝BSω＝Φmω解得线框转动的角速度为ω＝E m/Φm，D正确．图78.如图7所示，“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器，音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器()．A．甲扬声器是高音扬声器B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C．L1的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器D．L2的作用是减弱通过乙扬声器的低频电流解析这是一个实际应用问题，考查对电感、电容在高频、低频同时存在的电路中的综合作用．只要抓住基础知识点，就可进行综合分析．电路中的电感和电容作用可以简单概括为：电感——通直流，阻交流，通低频，阻高频；电容——通交流，隔直流，通高频，阻低频．答案BD图89.距离足够大的金属板A、B间有一电子(不计重力影响)，在A、B间接有如图8所示的正弦式电压u，t＝0时电子从静止开始运动，则()．A．电子做往复运动B．在足够长的时间后，电子一定要碰到某个金属板上C．t＝T/2时，电子速度达到最大值D．t＝T时，电子将回到原出发点解析电子始终朝一个方向运动，不断交替加速、减速，故B、C正确．三、非选择题(38分)图910．(8分)家庭用吊扇的电源采用220 V单相交流电，电扇中电动机电路如图9所示，C为移相电容，L1、L2为定子线圈．吊扇用了几年后，转速明显变慢，现在电容C上并联了一只标有“2 μF、400 V”的电容后，吊扇转速明显变快了，试说明理由．答案在电容C上并联一只电容后，总电容变大，对交流电起阻碍作用的容抗变小，线圈L中的电流变大，电动机转速明显加快．图1011．(15分)如图10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O O′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上产生的焦耳热Q.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＝T 4＝2π4ω＝π2ω，平均感应电动势为E＝NΔΦΔt＝2NBSωπ；平均感应电流为I＝ER＋r＝2NBSωπ(R＋r)；通过电阻R的电荷量为q＝I·Δt＝NBS R＋r.(2)线圈中感应电动势的有效值和最大值E m的关系是E＝E m2＝NBSω2，电路中电流的有效值为I＝ER＋r＝NBSω2(R＋r).电阻R上产生的焦耳热为Q ＝I 2R Δt ＝N 2B 2S 2ωR π4(R ＋r )2.答案 (1)NBS R ＋r(2)N 2B 2S 2ωR π4(R ＋r )212．(15分)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图11所示．在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为49π，磁场均沿半径方向，匝数为N的矩形线圈．abcd 的边长ab ＝cd ＝l 、bc ＝ad ＝2l .线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动、bc 和ad 边同时进入磁场，在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B 、方向始终与两条边的运动方向垂直，线圈的总电阻为r ，外接电阻为R .求：图11(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小E m ；(2)线圈切割磁感线时，bc 边所受安培力的大小F ；(3)外接电阻上电流的有效值I .解析 (1)bc 、ad 边的运动速度v ＝ωl 2，感应电动势E m ＝4NBl v ，解得E m ＝2NBl 2ω.(2)电流I m ＝E m r ＋R ，安培力F ＝2NBI m l ，解得F ＝4N 2B 2l 3ωr ＋R .(3)一个周期内，通电时间t ＝49T ，R 上消耗的电能W ＝I 2m Rt ，且W ＝I 2RT解得I ＝4NBl 2ω3(r ＋R ).答案 (1)E m ＝2NBl 2ω (2)F ＝4N 2B 2l 3ωr ＋R4NBl2ω(3)I＝3(r＋R)。
电工电子技术基础单元测试第五章 自测题-电路的暂态分析
[解]
初始值：
uC
(0
)=U
2
R1
R2 R2
=18 4k 4k 4k
9V
根据换路定则： uC (0 ) uC (0 ) =9V
稳态值： uC ()
U
2
R1
R2 R2
=8
4k 4k 4k
4V
时间常数：
=RC=(R1 //R2 )C=
4k 4k 4k
50 F
0.1s
由三要素法求解公式：
f
(t)=f
2
[解] 初始值： uC (0 )=I R3 =2012 240V
根据换路定则：uC (0 ) uC (0 ) =240V
稳态值： uC () 0V
时间常数：
=RC=(R1+R2 //R3 )C =(6k
6k 12k 6k 12k
)4 F
0.04s
由三要素法求解公式：
f
(t)=f
()+[f
(0
()+[f
(0 )-f
()]
e-
t
，得 t
0
时：
uC (t) uC ()+[uC (0 ) uC ()] e- t 4 (9 4) e- t 0.1 (4 5e-10t )V
2.. 图示电路，I=20mA，R1=6k，R2=6k，R3=12k，C=4μF。在开关 S 闭合前 电路已处于稳态。求开关闭合以后的电容上的电压 uc。)-fFra bibliotek()]
e-
t
，得
t
0
时：
uC (t) uC ()+[uC (0 ) uC ()] e- t 240e-25tV 3. 如图所示，在开关 S 闭合前电路已处稳态，用三要素法求开关闭合后的电压
电路分析正弦交流电路自测题
正弦交流电路自测题一、填空题1、正弦交流电的三要素是指正弦量的、和。
2、反映正弦交流电振荡幅度的量是它的；反映正弦量随时间变化快慢程度的量是它的；确定正弦量计时始位置的是它的。
3、已知一正弦量A )30314sin(07.7︒-=t i ，则该正弦电流的最大值是A ；有效值是A ；角频率是rad/s ；频率是Hz ；周期是s ；随时间的变化进程相位是；初相是；合弧度。
4、正弦量的值等于它的瞬时值的平方在一个周期内的平均值的，所以值又称为方均根值。
也可以说，交流电的值等于与其相同的直流电的数值。
5、两个正弦量之间的相位之差称为相位差，频率的正弦量之间不存在相位差的概念。
6、实际应用的电表交流指示值和我们实验的交流测量值，都是交流电的值。
工程上所说的交流电压、交流电流的数值，通常也都是它们的值，此值与交流电最大值的数量关系为：。
7、电阻元件上的电压、电流在相位上是关系；电感元件上的电压、电流相位存在关系，且电压电流；电容元件上的电压、电流相位存在关系，且电压电流。
8、正弦交流电路中，电阻元件上的阻抗z =，与频率；电感元件上的阻抗z =，与频率；电容元件上的阻抗z =，与频率。
9、与正弦量具有一一对应关系的复数电压、复数电流称之为。
最大值的模对应于正弦量的值，有效值的模对应正弦量的值，它们的幅角对应正弦量的。
10、单一电阻元件的正弦交流电路中，复阻抗Z=；单一电感元件的正弦交流电路中，复阻抗Z=；单一电容元件的正弦交流电路中，复阻抗Z=；电阻电感相串联的正弦交流电路中，复阻抗Z=；电阻电容相串联的正弦交流电路中，复阻抗Z=；电阻电感电容相串联的正弦交流电路中，复阻抗Z=。
11、R 、L 、C 串联电路中，电路复阻抗虚部大于零时，电路呈性；若复阻抗虚部小于零时，电路呈性；当电路复阻抗的虚部等于零时，电路呈性，此时电路中的总电压和电流相量在相位上呈关系，称电路发生串联。
12、R 、L 、C 并联电路中，电路复导纳虚部大于零时，电路呈性；若复导纳虚部小于零时，电路呈性；当电路复导纳的虚部等于零时，电路呈性，此时电路中的总电流、电压相量在相位上呈关系，称电路发生并联。
正弦交流电 单元检测题
正弦交流电单元检测题（90分）班级：姓名：成绩：一、填空题（每空2分，共20分）1.三相四线制路中，正相序，已知u1=3802sin（314t+2100），则线电压的瞬时值u23=____ ___ A。
2.规定为电流的方向，规定为电动势的方向。
3.目前测量电阻的常用方法是伏安法和惠斯通电桥法。
惠斯通电桥法可以精确的测量电阻值，精确度与和有关，与电源的电动势无关。
4.叠加定理只能用来求解线性电路中的，而不能进行功率的计算。
5. 的形状经常被用来判断铁磁性物质的性质和材料选择的依据。
6. 把容量0.25μF、耐压300V和容量0.5μF、耐压250V的两电容串联后，最大耐压值是_____V。
7. 若XL=5Ω的电感元件作用正弦电压u=-100sin（ωt+300）V 则通过该元件的电流瞬时值i=8. 法拉第电磁感应定律的内容是：。
二、多项选择题（每题至少有两个答案是正确的，多选、漏选均不得分，每题3分共27分）1.下列说法正确的是（）A．导体的电阻与其长度成正比，与横截面积成反比，与电压、电流无关B．形成电流的两个基本条件是：要有自由电荷和电位差C．串联电阻两端的电压与电阻成正比D．并联电阻消耗的功率与电阻成正比2.下列对电容说法正确的是（）A．电容与极板间距离成反比，与极板正对面积成正比B．串联电容可以提高耐压，并联电容可以增大电容C．电容处于充电状态时，电压、电流都是变小，能量增加D．电容器的电容量与两端电压成反比，与电荷量成正比3.下列对磁场和磁路说法正确的是（）A．磁感线是人为虚构的，可以表示磁场的方向和强度B．电流的磁效应可以用右手定则和安培定则判断磁感线绕向C．磁感应强度与流过线圈的电流大小、导体形状和媒介质的磁导率有关D．物质根据磁滞回线的形状分为：顺磁性物质、反磁性物质和铁磁性物质4.下列关于电磁感应说法正确的是（）A．感应电动势与磁通的变化量成正比B．自感系数与线圈的匝数、尺寸以及媒介质的磁导率有关C．变压器线圈的互感系数与它们的结构、相互位置及媒介质磁导率有关D．同名端中所讲的“极性”指的是感应电动势和电源的极性5.下列关于交流电的相关说法正确的是（）A．交流电的三要素是相位、有效值、角频率B．交流电的表示方法有解析式法、波形图法、矢量图法C．电阻、电容、电感都具有滤波功能D．对称三相电动势的特点是：幅值相等、频率相同、相位互差120º6.下列关于功率说法正确的是（）A．有功功率反映了电阻所消耗功率大小，其值等于最大功率的一半B．功率因数反映了电源功率被利用程度C．提高功率因数的方法是在感性负载两端并联适当的电容D．以上说法都不正确7.已知某RLC串联电路的端电压和电流的表达式分别为u=36sin(314t-50º)V，i=-4sin(314t+40º)A，则下列说法正确的是（）A．该电路为电感性电路 B。
人教版高二物理选修3-2第五章《交流电流》单元测试(含答案)
交流电流单元测试一、选择题1、交流发电机的线圈在匀强磁场中转动，当线圈平面通过中性面时，下列说法正确的是（）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零2、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流电动势如图5-1所示，下面说法正确的是（）图5-1A.交流电动势的最大值为20 VB.交流电动势的有效值为102VC.交流电动势的频率为50 HzD.交流电动势的周期为0.04 s3、一只“220 V 100 W”的灯泡接在u=311sin314t V的交变电源上，则下列判断正确的是（）A.灯泡能正常发光B.与灯泡串联的电流表的读数为0.45 AC.与灯泡并联的电压表的读数为220 VD.通过灯泡的电流表达式为i=0.64sin314t A4、如图5-2所示电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；L是一个25 mH的高频扼流圈，C是一个100 pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是（）图5-2A.L的作用是“通低频，阻高频”B.C的作用是“通交流，隔直流”C.C的作用是“通高频，阻低频”D.通过R的电流中，低频电流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比5、在交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在如图5-3所示的电路a、b两点间逐次将图中的电路元件（1）、（2）、（3）单独接入，当使交变电流频率增加时，可以观察到下列所述的哪一种情况（）图5-3A.A1示数不变，A2增大，A3减小B.A1示数减小，A2不变，A3增大C.A1示数增大，A2不变，A3减小D.A1、、A2、A3的示数均不变6、一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2，I1和I2，P1和P2，已知n1>n2，则（）A.U1>U2,P1<P2 B.P1=P2,I1<I2C.I1<I2,U1>U2D.P1>P2,I1>I27、理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶10，则正常工作时，变压器的输入功率与输出功率之比为（）A.1∶10B.10∶1C.1∶1D.1∶1008、某发电厂原来用11 kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220 kV输电，输送的电功率都是P.若输电线路的电阻为R，则下列说法正确的是（）A.据公式I=P/U，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20B.据公式I=U/R，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C.据公式P=I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400D.据公式P=U2/R，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍9、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的电压输送，后又改用2 000 V的电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率变化情况是（）A.减少50 WB.减少1 200 WC.减少7.68×106 WD.增大7.68×106 W二、填空题10、如图5-4所示为一理想变压器，它的原线圈接在交流电源上，副线圈接有一个标有“12 V 100 W”字样的灯泡，已知变压器原、副线圈的匝数比为18∶1，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.图5-411、闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240 r/min,若线圈平面转至与磁感线平行时的电动势为 2 V，则从中性面开始计时，所产生的感应电动势表达式为e=__________ V.从中性面起经1/48 s，感应电动势的大小为__________.12、一阻值恒定的电阻器，当两端加上10 V的直流电压时，测得它的功率为P；当两端加上某一正弦交流电压时，测得它的功率为P/2，由此可知该交流电压的有效值为__________ V，最大值为__________ V.13、远距离输电，原来用电压U0输送，输电线上损失的功率为P0，现要使输电线路上损失的功率减少到原来的1%，在保持输送功率不变的情况下，输电电压变为__________U0.三、综合题14、闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈的转速为240 r/min,已知这个线圈平面转到与磁场方向平行时的感应电动势为2 V，某时刻该线圈平面与中性面重合，从此时刻起的1/48 s内，线圈内的平均感应电动势是多少？在1/48 s时，线圈中的瞬时电流是多大?（已知线圈的总电阻为0.5 Ω）15、如图5-5所示，某发电厂的输出电压恒定，分别用甲、乙两种线路向同一用电器送电，用电器上的功率相同，甲线路中不用变压器，线路总电阻为0.9 Ω；乙线路中在用电器处装原、副线圈匝数比为9∶10的升压变压器，线路总电阻为1.8 Ω.求：图5-5（1）两种输电方式中线路损失的功率之比；（2）用电器的电阻.16、如图5-6所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈长度为a、宽度为b,共有n匝，总电阻为r,与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动，沿转轴OO′方向看去，线圈转动方向沿顺时针.求：图5-6（1）从图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向;（2）从图示位置（线圈平面平行于磁场方向）开始计时，经多长时间，通过电阻R 上的电流的瞬时值第一次为零;（3）与电阻并联的交流电压表的示数是多大.17.供电网中某一居民小区的用户变压器输入电压为U1=1×104 V，此变压器的匝数比为125∶3.原来小区各用户用电总功率为44 kW，由于用电功率随生活条件的改善而增加，现在小区各户居民用电总功率增加到88 kW，打算在不改变线路的情况下更换一台用户变压器.设新用户变压器的输入电压仍为U1=1×104 V不变，且用电器户正常工作电压为220 V.求：(1)居民小区输电线路的电阻R线；(2)新更换的用户变压器的原、副线圈匝数比.参考答案1、思路解析：题中“当线圈平面通过中性面时”，穿过线圈的磁通量最大，而此时磁通量的变化率为零，线圈中感应电动势为零（因此得名“中性面”），故C 选项正确. 答案:C2、思路解析：此题属于交变电流的图象类问题，由图象知E m =20 V ，T=0.04 s ，f=25 Hz,E=102 V ，故正确选项为ABD. 答案:ABD3、思路解析：由u=311sin314t V 知：U=23112m U V=220 V ，灯泡能正常发光，选项A 正确.I=U P =220100 A=0.45 A ，电流表和电压表的读数均为有效值，故选项BC 正确.I m =2I=2×0.45 A=0.64 A ，故D 正确，故该题正选项为ABCD. 答案:ABCD4、思路解析：L 是一个自感系数很小的高频扼流圈，其作用是“通低频，阻高频”，A 选项正确.C 是一个电容很小的电容器，在题图所示电路中，对高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用是“通高频，阻低频”，C 选项正确.因电路中无直流电源，故B 选项错误.由于L 对高频交流的阻碍作用和C 对高频交流的旁路作用，使得通过R 的电流中，低频交流所占的百分比远大于高频交流所占的百分比，D 选项正确，本题A 、C 、D 选项正确. 答案:ACD5、思路解析：在交流电路中，当频率增加时，容抗减小，感抗增大，而电阻是与频率无关的，在电路中电源的电动势最大值不变，即a 、b 间的电压不变，所以当频率增加时，A 1示数增大，A 2不变，A 3示数变小，因此，该题正确选项为C. 答案:C6、思路解析：因为变压器为理想变压器，故有21U U =21n n ,P 1=P 2,由题意知n 1>n 2,U 1>U 2,又因I 1U 1=I 2U 2，则I 1<I 2，故B 、C 选项正确. 答案:BC7、思路解析：不管理想变压器的原、副线圈匝数比如何，正常工作时，变压器的输入功率与输出功率相等（因为能量守恒），故比值为1∶1，选项C 正确. 答案:C8、思路解析：由I=P/U ，得I 1=UP1,I 2=2U P ，I 1∶I 2=U 2∶U 1=220 kV ∶11 kV=20∶1,I 2=I 1/20，A 正确，B 错.线路损耗P 损=I 2R ，所以P 损1=I 12R ，P 损2=I 22R ，所以P 损2∶P 损1=I 22∶I 12=(201I )2∶I 12=1∶400.所以C 正确，D 错.（考查功率损失与电流平方正比关系的应用） 答案:AC9、思路解析：用400 V 的电压送电：ΔP 1=I 2R=(1U P)2·R=(40010203⨯)2×0.5 W=1 250 W ；改用2 000 V 电压输电：ΔP 2=(2U P )2·R=(200010203⨯)2×0.5 W=50 W ，损失电功率减少了ΔP 1-ΔP 2=（1 250-50） W=1 200 W ，B 正确.（考查输电线路损失功率与电压、电流的关系的应用）答案:B10、思路解析：灯泡正常发光，则副线圈两端电压为U 2=12 V ，电流为I 2=2U P =12100 A=8.3 A. 由公式21U U =21n n 得U 1=21n n U 2=18×12 V=216 V ，所以电压表的读数为216 V. 由1221n n I I =，得I 1=12n n I 2=181×8.3 A=0.46 A ，所以电流表的读数为0.46 A. 答案:216 0.4611、思路解析：由n=240 r/min=60240r/s=4 r/s,得ω=2πn=2π×4=8π.当线圈平面与磁感线平行时（S ∥B ），感应电动势最大，即E m =2 V .所以e=E m sin ωt=2sin8πt t=481 s 时，e=2sin （8π×481） V=2sin 6πV=2×21 V=1 V . 答案:2sin8πt 1 V12、思路解析：当电阻器两端加直流电压时，有P=U 2/R ；当电阻器两端加正弦交流电压时，设交流电压的有效值为U ′，有P/2=U ′2/R ；联立以上两式可解得U ′=52 V ，其最大值为U m =2U ′=10 V. 答案:52 1013、思路解析：设输送功率为P ，则P 0=(0U P )2R 线，0.01P 0=(UP)2·R 线,所以U=10U 0.（考查输电线路功率损失跟输送电压的平方成反比关系）答案:1014、思路解析：线圈的角速度ω=2πn=2π×240/60=8π rad/s,线圈平面与磁感线平行时，感应电动势最大E m =2 V.从E m =BS ω中可得到Φ1=BS=ωmE =π82Wb.当线圈从中性平面转t=1/48 s 时，转的角度θ=ωt=8π×481=6π,此时穿过线圈的磁通量Φ2=Φ1cos 6π=23Φ1,所以磁通量的变化ΔΦ=Φ1-Φ2=（π82-23×π82） Wb=π832- Wb.因此E=t ∆∆Φ=481832π- V=0.5 V .线圈从中性面开始（t=0）电动势的瞬时值表达式为e=E m sin ωt=2sin8π V当t=481 s 时，e=2sin 6πV=1 V 此时线圈中的电流为I=5.01=R e A=2 A.答案:0.5 V 2 A15、思路解析：(1)由用电器的功率相同，得 甲图中：P 线=I 2R 甲 乙图中：P 线′=(910I)2R 乙 所以200818.11009.08110081'=⨯⨯==乙甲线线R R P P . (2)由U 源=IR 甲+IR 用 U 源=910IR 乙+109IR 用 解得R 用=11 Ω.答案:(1)81∶200 (2)11 Ω16、思路解析：(1)图示位置为垂直中性面位置，由右手定则可判定感应电流的方向自上而下流过电阻R.(2)线圈转动产生感应电流的周期为T=2π/ω,从图示位置开始，过t=T/4=π/2ω第一次出现i=0的情况.（3）线圈转动时产生感应电动势的最大值为 E m =nBS ω=nBab ω 感应电流最大值为I m =E m /(R+r)=nBab ω/(R+r) 电阻两端电压的最大值为 U m =I m R=nBab ωR/(R+r) 交流电压表的示数为U=U m /2=nBab ωR/［2 (R+r)］.答案:(1)电流自上而下流过电阻R (2)t=T/4=π/2ω（3）U=U m /2=nBab ωR/［2 (R+r)］ 17、思路解析：(1)用户变压器副线圈电压 U 2=12n n U 1=1253×1×104 V=240 V 用户工作总电流I=用U P =220104.44⨯ A=200 A线路电阻R 线=2002202402-=-IU U 用Ω=0.1 Ω.(2)当用户功率增加为P ′=8.8×104 W时,用户工作总电流为I ′=220108.8'4⨯=用U P A=400 A 线路电压降ΔU ′=I ′R 线=400×0.1 V=40 V新的用户变压器副线圈电压U 2′=220 V+40 V=260 V 因此原副线圈匝数比为n 1∶n 2=U 1∶U 2′=500∶13. 答案:(1)0.1 Ω (2)500∶13。
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第五章 单元测验 1.选择题
（1）正弦交流电的三要素是指______。
A ．电阻、电感和电容
B ．有效值、频率和初相
C ．电流、电压和相位差
D ．瞬时值、最大值和有效值 （2）交流电路中视在功率的单位是______。
A ．焦 B ．瓦 C ．伏安 D ．乏
（3）在纯电容电路中，正确的关系式是______。
A ．CU I ω= B ．C U I ω=
C ．C
m X U I = D ．C X u
I = （4）交流电路如图所示，电流表A1、A2的读数分别为13A 和5A ，则电流表A3的
读数是______。
A ．8A
B ．12A
C ．18A
D ．约14A
（5）交流电路如图所示，电阻、电感和电容两端的电压都是100V ，则电路的端电压是_____。
A ．100V
B ．300V
C ．200V
D ．3100V
（6）在RLC 串联电路中，端电压与电流的相量图如图所示，这个电路是_____。
A ．电阻性电路 B ．电容性电路 C ．电感性电路 D ．纯电感电路 2.填空题
（1）市用照明电的电压是220V ，这是指电压的_______值，接入一个标有“220V 、100W ”的白炽灯后，灯丝上通过的电流的有效值是________，电流的最大值是________。
（2）在RLC 串联电路中，已知电流为5A ，电阻为30Ω，感抗为40Ω，容抗为80Ω，电路的阻抗为_______，该电路称为_______性电路。
电阻上的平均功率为_______，无功功率为_______；电感上的平均功率为_______，无功功率为_______；电容上的平均功率为_______，无功功率为_______；
（3）已知交流电压)45314sin(2220︒+=t u V ，它的有效值是_______，频率是______，初相是_______。
若电路接上一纯电感负载Ω=220L X ，则电路上电流的大小是______，电流的解析式是_______________。
（4）在图中，（a ）图是_________电路的波形图；（b ）图是_______电路的相量图。
（5）在谐振电路中，可以增大品质因数，以提高电路的_______；但若品质因数过大，就使_________变窄了，接收的信号就容易失真。
（6）如图所示，当交流电源电压的有效值不变，而频率升高一倍时，A1、A2、A3三个电流表读数的变化依次是_________、___________和___________。
（7）在RLC 串联谐振电路中，已知R=10Ω，电流谐振曲线如图所示，电路的品质因
数Q=__________，电感L=________，电容C=__________。
（8）_________________________之比叫做功率因数。
感性电路提高功率因数的方法是____________________________。
3.作图和计算题
（1）已知一个容量为10F μ电容器接到t u π100sin 2220=V 的交流电源上。
求：①电路中电流的大小；②写出电路中电流的解析式；③作出电流和端电压的相量图。
（2）已知一交流电路中的电流I=4.4A ，电路端电压U=220V ，相量图如图所示。
指出它是什么性质的交流电路，并在同一坐标中画出电流、电压的波形图。
（3）把一个电阻为20Ω，电感为48mH 的线圈接到)2
314sin(2110π
+=t u V 的交流
电源上。
求：①线圈中电流的大小；②写出线圈中电流的解析式；③作出线圈中电流和端电压的相量图。
（4）在RLC 串联谐振回路中，已知电感L=40H μ，电容C=40pF ，电路的品质因数Q=60，谐振时电路中的电流为0.06A 。
求：该谐振电路的①谐振频率；②电路端电压；③电感和电容两端的电压。