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第五章交变电流章末检测
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C.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10A,则它的最小值是-10A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,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.t
1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B.t
1、t3时刻线圈中感应电流方向改变C.t
2、t4时刻线圈中磁通量最大D.t
2、t4时刻线圈中感应电动势最小解析t
1、t3时刻通过线圈的磁通量Φ最大,磁通量变化率=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;t
2、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1900匝;原线圈为1100匝,接在有效值为220V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
2.0kW.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.380V和
5.3A B.380V和
9.1AC.240V和
5.3AD.240V和
9.1A解析根据理想变压器电压比关系=,代入数据解得副线圈两端的电压有效值U2=380V,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=A≈
9.1A,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A2的示数变大B.电压表的示数变大C.电流表A1的示数变小D.灯L1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,A2的示数变小;输出、输入功率变小,则A1的示数变小;因R上电压变小,则L1上电压变大,亮度变亮.故只有C对.答案C6.用220V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110V,通过负载的电流图象如图所示,则 A.变压器输入功率约为
3.9WB.输出电压的最大值是110VC.变压器原、副线圈匝数比是1∶2D.负载电流的函数表达式i=
0.05sin100πt+A解析由题图可知通过负载的电流最大值为Im=
0.05A,周期T=
0.02s,故电流的函数表达式i=Imsint=
0.05sin100πtA,D错误;理想变压器匝数比等于电压比,即n1∶n2=U1∶U2=2∶1,C错误;输出电压U2=110V,其最大值U2m=U2=110V,B错误;理想变压器输入功率等于输出功率,即输入功率P=I2U2=×110W=
3.9W,A正确.答案A7.小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πtV.对此电动势,下列表述正确的有 A.最大值是50VB.频率是100HzC.有效值是25VD.周期是
0.02s解析从中性面开始计时,交变电动势的表达式为e=Emsinωt,因e=50sin100πtV,所以最大值Em=50V,A错误.由ω=2πf=100πHz得f=50Hz,B错误.有效值E==25V,C正确.T==
0.02s,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U1,输出功率为P,用户降压变压器得到的电压为U2,则下面表示导线上的功率损失正确的式子是 A.B.2RC.D.-解析升压变压器的输出电压为U1,降压变压器的输入电压为U2,则输电线上的电压损失ΔU=U1-U2,输电线上损失的功率P损=ΔUI=U1-U2I或P损==.因为输电线上的电流为I,则输电线上损失的功率P损=I2R=2R.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πD.若从O→D时刻历时
0.02s,则在1s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,线圈旋转周,转过的角度为π,C项正确;如果从O到D时刻历时
0.02s,恰好为一个周期,所以1s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CD
10.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UR=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.UMN不变,UR增大,所以UL1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=30V,内阻不计,它通过一个R=6Ω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“6V,
0.25W”,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IL==A=A次级线圈总电流I2=96IL=4A变压器输入功率等于输出功率,有I1U1=I2U2=24W变压器原线圈电路中,由闭合电路欧姆定律可得E=U1+I1R=+6I1,又E=30V,解得I1=1AI1=4A应舍去,据题意知是降压变压器,应I1I2=4A所以指示灯上的电压U=I1R=6V2发电机输出功率P=I1E=30W答案16V 230W12.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=T的水平匀强磁场中,线框面积S=
0.48m
2.线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=100πrad/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“12V 30Ω”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;2求降压变压器的原、副线圈匝数比;3求灯泡正常发光时,电流表的读数.解析1利用右手定则判断得到,电流方向为DCBAD该正弦交流电的瞬时表达式为e=nBSωsinωt+φ0代入相关数据得e=480sin100πt+V.2发电机的电动势有效值是480V,升压变压器的原、副线圈匝数比为2∶5由=,得升压变压器副线圈的电压U2=1200V由于灯泡正常发光,则通过降压变压器电压降为12V=线路电阻不计,U2=U3得=.3灯泡正常发光时,P=
4.8W利用理想变压器功率不变原理得发电机输出功率P=
4.8WP=U1I1,解得电流表的读数,I1=
0.01A.答案1e=480sin100πt+V2100∶1
30.01A。