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 =：。
高中物理交变电流练习题(含解析)
高中物理交变电流练习题学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．避雷针能起到避雷作用，其原理是（） A ．尖端放电B ．静电屏蔽C ．摩擦起电D ．同种电荷相互排斥2．理想变压器原、副线圈的电流分别为，1I 、2I ，电压分别为1U 、2U ，功率分别为1P 、2P ，关于它们之间的关系，正确的说法是（ ） A ．2I 由1I 决定 B ．2U 与负载有关 C ．1P 由2P 决定D ．以上说法都不对3．家庭电路中电压的瞬时值表达式为220sin314(V)=U t ，则交流电压的有效值是（ ）A ．220VB ．C ．110VD ．4．如图所示的交流电路中，灯L 1、L 2和L 3均发光，如果保持交变电源两端电压的有效值不变但频率增大，各灯的亮、暗变化情况为（ ）A ．灯L 1、L 2和L 3均变暗B ．灯L 1、L 2均变亮，灯L 3变暗C ．灯L 1不变，灯L 2变暗，灯L 3变亮D ．灯L 1不变，灯L 2变亮，灯L 3变暗5．某电路中的电流随时间的变化规律如图所示，让该电流通过一个阻值为2Ω的电阻，在3s 内产生一定的热量，如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻，也能在3s 内产生相等的热量，则这个电流值为（ ）A ．BC ．1.5AD ．3A6．小型交流发电机的示意图如图所示，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 '沿逆时针方向以恒定的角速度匀速转动，下列说法正确的是（）A．图示位置的线圈位于中性面B．线圈经过图示位置时磁通量的变化率最大C．线圈每经过图示位置，交变电流的方向就会发生改变D倍7．矩形线框ABCD以恒定的角速度ω绕对角线AC转动。
AC的左侧存在着垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，已知AB长为1l，BC长为2l，线框电阻为R。
则线框转动一周的过程中电阻上产生的热量为（）A．222124B l lRωB．222124B l lRπωC．222122B l lRπωD．2222124B l lRπω8．如图所示为街头通过降压变压器给用户供电的示意图。
交变电流专题练习
第一节 交变电流1．线圈在匀强磁场中匀速转动而产生交变电流，则( )A ．当线圈位于中性面时，感应电动势为零B ．当线圈位于中性面时，感应电流方向将改变C ．当穿过线圈磁通量为零时，线圈中感应电流也为零D ．当线圈转过一周时，感应电动势方向改变一次2．如图5－10所示，一个单匝矩形线圈abcd ，已知ab 边长为l 1，ad 边长为l 2，在磁感应强度为B 磁场中绕OO ′轴以角速度ω (从图中所示位置开始)匀速转动，则线圈两个输出端感应电动势为( )A ．B ．t l Bl ωωcos 21C ．t l Bl ωωsin 21D ．3．有一台交流发电机，其产生电动势e ＝10sin 2314t V 。
当发电机转速增加为原来2倍，其他条件不变时，则其电动势瞬时表达式为( )A ．e ＝10sin 2314t VB ．e ＝20sin 2628t VC ．e ＝10sin 2628t VD ．e ＝20sin 2314t V4．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向轴匀速转动，在t ＝0时感应电动势为零，在t ＝0.3s 时，感应电动势达到最大值为6V 。
已知线圈转动周期大于0.3s ，则t ＝0.4s 时，感应电动势可能值为( )A ．0VB ．6VC ．3VD ．33V5．一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内固定轴转动，线圈中感应电动势e 随时间t 变化规律如图5－11所示，下列说法正确是( )A ．t 1时刻通过线圈磁通量为零B ．t 2时刻通过线圈磁通量绝对值最大C ．t 3时刻通过线圈磁通量变化率绝对值最大D ．每当e 变化方向时，通过线圈磁通量绝对值都为最大6．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°角过程中，平均感应电动势和最大感应电动势比值为( )A ．π/2B ．2/πC ．2πD ．π7．矩形线圈匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场轴匀速转动时，穿过线圈磁通量随时间变化规律如图5－12所示，则下列结论正确是( )A ．在t ＝0.1s 和t ＝0.3s 时电动势最大B ．在t ＝0.2s 和t ＝0.4s 时电动势改变方向C ．电动势最大值是157VD ．在t ＝0.4s 时磁通量变化率最大，其值为3.14Wb/s8．如图5－13矩形线圈有n 匝，转动时穿过线圈磁通量最大值为Φm 。
高中物理(新人教版)选择性必修二课后习题：交变电流的描述(课后习题)【含答案及解析】
第三章交变电流交变电流的描述课后篇素养形成必备知识基础练1.下列提到的电压或电流,不是指有效值的是()A.交流电压表的读数B.保险丝熔断电流C.电容器击穿电压D.220 V交流电压2.下列关于交变电流的说法正确的是()A.若交变电流的峰值为5 A,则它的最小值为-5 AB.用交流电流表测交变电流时,指针来回摆动C.我国工农业生产和生活用的交变电流频率为50 Hz,故电流方向每秒改变100次D.正弦式交变电流i=20sin 10πt(A)的峰值为20 A,频率为100 Hz,不表示大小,A项错误;交流电流表测交变电流时,指针不会来回摆动,B项错误;我国工农业生产和生活用的交变电流周期为0.02 s,交变电流方向一个周期改变两次,所以每秒改变100次,C项正确;由ω=2πf得正弦式交变电流i=20sin(10πt) A的频率为5 Hz,D项错误。
3.(2020海南卷)图甲、乙分别表示两种电流的波形,其中图乙所示电流按正弦规律变化,分别用I1和I2表示图甲和图乙表示的两电流的有效值,则()A.I1∶I2=2∶1B.I1∶I2=1∶2C.I1∶I2=1∶√2D.I1∶I2=√2∶1,大小不变,故图甲的电流有效值为I 1=I 0;图乙所示的电流为正弦式交变电流,其有效值为I 2=0√2,故I 1∶I 2=√2∶1,选项D 正确。
4.如图所示,两只阻值相同的电阻分别通以正弦波和方波电流,电流的最大值相等,则两只电阻产生的热功率的比是( )A.1∶4B.1∶2C.1∶1D.2∶1Q 正=(√2A)2RT ,则P 正=Q 正T =(√2A)2·R=12R (W)。
方波电流通过电阻在一个周期内产生的热量为Q 方=(1 A)2·RT ,则P 方=Q方T =(1 A)2·R=R (W)。
P 正P方=12,B 选项正确。
5.如图是一个正弦式交变电流的图像,下列说法正确的是( )A.周期是0.2 s,电流的峰值是10 AB.周期是0.15 s,电流的峰值是10 AC.频率是5 Hz,电流的有效值是10 AD.频率是0.2 Hz,电流的有效值是7.07 AT=0.2 s,I m =10 A,故频率f=1T =5 Hz,有效值I=m √2=5√2 A =7.07 A,故A 正确,B 、C 、D错误。
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。
2021年高中物理选修二第三章《交变电流》经典练习(答案解析)(3)
一、选择题1．如图所示，三只完全相同的灯泡L1、L2、L3分别与电感线圈、电容器和电阻串联后接在同一交流电源上，供电电压瞬时值为u1=U m sinω1t，此时三只灯泡亮度相同。
现换另一个电源供电，供电电压瞬时值为u2=U m sinω2t，ω2=12ω1，U m保持不变，则改换电源后（）A．L1灯比原来暗B．L2灯比原来暗C．L3灯比原来暗D．L1、L2、L3三灯亮度仍然相同2．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1：n2=3∶1，正弦交流电压有效值为U0恒定，电路中四个电阻R1=R2=R3=R4，理想电压表示数为U，则下列说法正确的是（）A．R1与R2的电流之比为1∶1B．R1与R2的电压之比为3∶1C．R1与R2的功率之比为1∶3D．R1与R2的功率之比为1∶93．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。
当开关S接通时，以下说法中不正确的是（）A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大4．如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在220V，50Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。
若接在220V，60Hz的交变电压两端，则（）A．三只灯泡亮度不变B．三只灯泡都将变亮C．a亮度不变，b变亮，c变暗D．a亮度不变，b变暗，c变亮5．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L1和L2，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7：1 B．原、副线圈的匝数之比为6：1C．此时灯泡L1和L2的功率之比为7：1 D．此时灯泡L1和L2的功率之比为6：1 6．如图甲所示，手摇发电机在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动，外接一电阻R和一个理想交流电流表。
高中物理----交变电流专题训练(有答案)
t4 20 0.01-3 20.02 0.03 0.04i/Aab cdψO`ORB1.正弦式交变电流电动势的最大值ωNBSEm=2.正弦式交变电流电动势的表达式从线圈转至中性面开始计时tNBSeωωsin=从转至平行磁感线开始计时tNBSeωωcos=3.正弦式交变电流电动势的有效值：2mEE=平均值：tNE∆∆Φ=例1.如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值（）A.5 2 AB.5AC．3.5 2 A D.3.5A例2.如图所示为一正弦交变电流通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是（）A．这也是一种交变电流B．电流的变化周期是0.02 sC．电流的变化周期是0.01 sD．电流通过100Ω的电阻时，1 s内产生热量为200 J例3.若6A直流电流通过电阻R时，t秒内产生的热量为Q，现让一正弦交变电流通过电阻R，若t秒内产生的热量也为Q/4，则该交变电流的最大值为（）例4.如图表示两种电压的波形，其中图甲表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．两种电压的有效值都是311 VC．图甲所示电压的瞬时值表达式为u=220sin（100πt）D．以上说法都不对例5.如图，矩形线圈面积为s，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感强度为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求：⑴.写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；⑵.如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；⑶.当线圈由图示位置转过900的过程中，电阻R上所产生的热量；⑷.当线圈由图示位置转过600的过程中，通过电阻R的电荷量。
1.交流发电机在工作时电动势为e= E m sinωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（）A．e= E m sin（ωt/2） B．e= 2E m sin（ωt/2）C．e= E m sin2ωt D．e= E m/2 sin2ωt2.一电热器接在10v的电源（恒定，不计内阻）上，产生的热功率为P,把它改接到另一正弦交变电路中，要使产生的热功率为原来的一半，如果忽略电阻值随温度的变化，则该交变电流的电压的最大值为等于（）A．5v B．14vC．7.1v D．10v3．将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。
交变电流特点 练习 高中物理新鲁科版选择性必修第二册(2022年)
3.1交变电流特点一、单选题1．图中各图线不表示交流的是（）A．B．C．D．2．下列关于交变电流和直流的说法中，正确的是()A．如果电流的大小做周期性变化，则一定是交变电流B．直流的大小可以变化，但方向一定不变C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．以上说法都不正确3．下列说法正确的是（）A．方向不变、大小随时间变化的电流是交变电流B倍C．远距离输电时，可通过减小输电线的电阻来降低输电损耗D．理想变压器原、副线圈中通过的交变电流的频率之比等于原、副线圈的匝数之比4．关于交变电流与直流电的说法中，不正确的是（）A．如果电流大小做周期性变化，则不一定是交变电流B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化5．如图所示的的几种电流随时间变化的图线中，不属于交变电流的是（）A．B．C．D．6．下列各图中不属于交变电流的是（）A．B．C．D．7．图甲、图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．两种电压的最大值和有效值都相等C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u=31lsin100πt(V)D．图甲所示电压经原副线圈匝数比为10︰1的变压器变压后频率变为原来的110二、多选题8．下列图像中属于交流电的是（）A．B．C．D．9．下列图像中，属于交流电的有（）A．B．C．D．10．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．电流的周期为0.01 sD．电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电11．在如图所示的几种电流随时间变化的图象中，属于交变电流的是() A．B．C．D．12．如图所示的各图象中表示交变电流的是（）A．B．C．D．三、解答题13．如图是一种利用电磁原理制作的充气泵的结构示意图，其工作原理类似于打点计时器。
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高中物理：交变电流练习题
1.判断图中哪个是正弦式交变电流( )
【解析】选D。
正弦式交变电流,首先应该是交变电流,C虽然形状符合,但不是交变电流；B虽然是交变电流,但不是正弦式交变电流。
2.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OO′与磁场边界重合,线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向)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abcd为正方向,则图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是( )
【解题指南】解答本题应明确以下两点：
(1)产生正弦式交变电流的条件。
(2)线圈转轴的位置对交变电流的影响。
【解析】选B。
在0～内,ab一侧的线圈在磁场中绕OO′轴转动产生正弦式交变电
流,电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大。
～内,ab一侧线圈在磁场外,而dc一侧线圈又进入磁场产生交变电流,电流方向为dcba且越来越小,以此类推可知
i-t图像正确的为B。
3.(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交流电动势e=220sin100πtV,则下列判断正确的是( )
A.t=0时,线圈位于中性面位置
B.t=0时,穿过线圈平面的磁通量最大
C.t=0时,线圈的有效切割速度方向垂直磁感线
D.t=0时,线圈中感应电动势达到峰值
【解析】选A、B。
因按正弦规律变化,故t=0时线圈位于中性面,A正确；此时穿过线圈的磁通量最大,B正确；t=0时,线圈的有效切割速度方向与磁感线平行,不产生感应电动势,故C、D错误。
4.如图所示,一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动。
沿着OO′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,线圈匝数为n,边长为l,电阻为R,转动的角速度为ω。
则当线圈转至图示位置时( )
A.线圈中的感应电流的方向为abcda
B.线圈中的感应电流为
2 nB
R
ω
l
C.穿过线圈的磁通量为B l2
D.穿过线圈的磁通量的变化率为0
【解析】选B。
图示位置为垂直于中性面的位置,此时通过线圈的磁通量为零,但磁通
量的变化率最大,感应电流也最大,则I==
2
nB
R
ω
l
,由右手定则可判断出线圈中
感应电流的方向为adcba。
5.如图所示,矩形线圈abcd的匝数为n=50,线圈ab的边长为l1=0.2m,bc的边长为
l
=0.25m,在磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场中,绕垂直于磁感线且通过线圈中线的2
OO′轴匀速转动,转动的角速度ω=100rad/s。
试求：。
(1)穿过线圈平面的最大磁通量Φ
m
(2)线圈在图示位置(线圈平面与磁感线平行)时,感应电动势e的大小。
【解析】(1)穿过线圈平面的最大磁通量
=BS=B l1l2=0.4×0.2×0.25Wb=0.02 Wb。
Φ
m
(2)线圈在图示位置时电动势达到最大值,此时感应电动势的值为
=nBSω=nB l1l2ω=50×0.4×0.2×0.25×100V=100V。
E
m
答案：(1)0.02Wb (2)100V
【互动探究】写出上题中从图示位置开始计时,线圈中电动势的瞬时值表达式。
提示：e=100cos100tV。
答案：见提示。