启东中学作业本高二物理下5word版有详细解答过程.docx
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启东中学作业本高二物理下5word版有详细解答过程
第十七章交变电流
练习一交变电流的产生和变化规律
一、选择题(每题5分,共50分)
11.A对于图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象,下列描述正确的是
A.电流的大小变化,方向也变化,是交变电流
B.电流的大小变化,方向不变,不是交变电流
C.电流的大小不变,方向不变,是直流电
D.电流的大小不变,方向变化,是交变电流
答案:
B
2.A矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动,经过中性面时,以下说法正确的是
A.线圈平面与磁感线方向垂直
B.线圈中感应电流的方向将发生改变
C.通过线圈平面的磁通量最大
D.通过线圈的感应电流最大
答案:
ABC
3.A矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的感应电动势最大值为50V,那么该线圈由图所示位置转过30°时,线圈的感应电动势大小为
A.50VB.25
VC.25VD.10V
答案:
B
4.A如图所示,线框在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向),当转到图示位置时,磁通量和感应电动势大小的变化情况是
A.磁通量和感应电动势都在变大
B.磁通量和感应电动势都在变小
C.磁通量在变小,感应电动势在变大
D.磁通量在变大,感应电动势在变小
答案:
D
5.B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随时间变化如图所示,下面说法正确的是
A.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改变方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
答案:
D
6.B一矩形线圈在匀强磁场中转动,产生的感应电动势e=220
sin100πt(V),则
A.交流电的频率是100πHz
B.t=0时线圈垂直于中性面
C.交流电的周期是0.02s
D.t=0.05s时,e有最大值
答案:
BC
7.B某交流电动势的瞬时值e=Emsinωt,若将转速提高1倍,其他条件不变,则其电动势的瞬时值为
A.Emsin2ωtB.EmsinωtC.2EmsintωD.2Emsin2ωt
答案:
D
8.B如图所示,一闭合单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场
的轴匀速转动,除了转轴分别为OO'和ab边外,其他条件均相同,则这两种情况下,线圈所产生的电流
A.变化规律不同B.最大值不同
C.瞬时值不同D.一切均相同
答案:
D
9.B某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示,如果其他条件不变,使线圈的转速加倍,则交流电动势的最大值和周期分别为
A.400V,0.02sB.200V,0.02s
C.400V,0.08sD.200V,0.08s
答案:
B
10.B一个长直螺线管通有交变电流,把一个带电粒子沿管轴射入管中,如不计粒子的重力和空气的阻力,粒子将在管中
A.做圆周运动B.沿轴线来回运动
C.做匀加速直线运动D.做匀速直线运动
答案:
D
二、填空题(每空4分,共24分)
11.B一闭合线圈在匀强磁场中做匀速转动,线圈的转速为240rad/min,当线圈平面转至与磁场方向平行时,线圈的电动势为2V,设线圈从中性面开始转动,则线圈所产生的电动势瞬时值表达式为________V,在
s时的电动势为________V.
答案:
D
12.B一个面积为S的单匝矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为转轴做匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示,感应电动势的最大值和周期可由图中读出.则磁感强度B=________;在t=
时刻线圈平面与磁感强度的夹角等于________.
答案:
EmT/(2πS),30°或150°
13.B如图所示,矩形线框ABCD放置在方向与线框所在面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为2T,线框绕AB边以每秒50转的转速匀速转动.当线框从图示位置转过
弧度后,感应电动势的瞬时值为2πV,若AB边长为0.1m,则AD边长为________m.若其他条件不变,仅将转速增加1倍,感应电动势的最大值为________V.
答案:
0.14,17.8
三、计算题(每题13分,共26分)
14.B如图所示,边长为0.5m的正方形线框ABCD绕AB边在匀强磁场中匀速转动,AB边和磁场垂直,转速为每秒50转,磁感应强度为0.4T.求:
(1)感应电动势的最大值;
(2)在转动过程中,当穿过线框的磁通量为0.05Wb时,感应电动势的瞬时值为多大?
答案:
解:
(1)ω=2πn=314rad/s
Em=BωS=31.4V
(2)φm=BS=0.1Wb
由φ=φmcosrheta得
cosθ=
,θ=60°
E=Emsinθ≈27.2V
15.C10匝线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电动势e=10
sin20πt(V).求:
(1)t=0时,线圈内磁通量φ和磁通变化率;
(2)线圈从中性面开始转动180°过程中,感应电动势的平均值和最大值之比.
答案:
解:
(1)t=0时,电动势的瞬时值为零,即磁通量的变化率为零,
=0,可见线圈在中性面位置,穿过线圈的磁通量为最大值φm.由Em=nφmω,得
φm=Em/nω=10
/(10×20π)(Wb)=2.25×10-2Wb
(2)线圈从中性面开始转动180°过程中,感应电动势的平均值为:
=n
=
=4nBS/T
∴
=2:
π
练习二表征交变电流的物理量
一、选择题(每题5分,共50分)
1.A由交流电动势瞬时值表达式e=10
sin4πt(V),可知
A.此交流电的频率是4π(Hz)
B.此交流电的周期是0.5s
C.当t=0.5s时,此交流电动势有最大值
D.当t=0时,产生此交流电的线圈平面与中性面重合
答案:
BD
2.A下面关于交变电流的说法中正确的是
A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值
B.用交流电表测定的读数值是交流电的瞬时值
C.给定的交变电流数值,在没有特别说明的情况下都是指有效值
D.跟交变电流有相同热效应的直流电的数值是交变电流的有效值
答案:
CD
3.A在相同的时间内,某正弦交流电通过一阻值为100omega的电阻产生的热量,与一电流强度为3A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等,则
A.此交流电的电流的有效值为3A,最大值为3
A
B.此交流电的电流的有效值为3
A,最大值为6A
C.电阻两端的交流电压的有效值为300V,最大值为300
V
D.电阻两端的交流电压的有效值为300
V,最大值为600V
答案:
AC
4.A一只低压教学电源输出的交变电压瞬时值U=10
sin314t(V),关于该电源的规格和使用,以下说法正确的是
A.这只电源可以使"10V2W"的灯泡正常发光
B.这只电源的交变电压的周期是314s
C.这只电源在t=0.01s时电压达到最大值
D.“10V2μF”电容器不能接在这只电源上
答案:
AD
5.A一个电阻接在10V的直流电源上,它的发热功率为P,当接到电压U=10sinωt(V)的交流电源上,它的发热功率是
A.0.25PB.0.5PC.PD.2P
答案:
B
6.A在如图所示电路中,已知交流电源电压U=200sin(100πt)V,电阻R=100omega.则电流表和电压表的读数分别为
A.1.41A,200VB.1.41A,141V
C.2A,200VD.2A,141V
答案:
B
7.B一个接在某直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1,若把它接到电压最大值与直流电压相等的交流电源上,该电热器所消耗的电功率为P2,则P1:
P2为
A.2:
1B.1:
2C.1:
1D.1:
答案:
B
8.B把电热器接到110V的直流电源上,每秒产生的热量为Q,现把它接到交流电源E,每秒产生的热量为2Q,则交流电压的最大值是
A.110
vB.220
V
C.220VD.110V
答案:
B
9.B右图表示一交变电流随时间而变化的图象,此交流电流的有效值是
A.5
AB.5A
C.
AD.3.5A
答案:
B
10.B正弦交流电压U=50sin314t(V),加在一氖管两端,已知当氖管两端的电压达到25
v时才开始发光,则此氖管在一个周期内发光的总时间为
A.0.02B.0.0025sC.0.01sD.0.005s
答案:
C
二、填空题(每空3分,共18分)
11.B如图所示为某正弦交变电流的图象,其最大值为________,周期为________,线圈转动的角速度为________,电流的瞬时值表达式为________.
答案:
20A,0.02s,314rad/s,i=20sin314t(A)
12.B将一电热器接在10V直流电源上,在时间t内可将一壶水烧开.现将电热器接到一个U=10sinωt(V)的交变电源上,煮开同一壶水需时间________;若接到另一交流电源上,需要时间为t/3,那么这个交流电源最大值为________.
答案:
2t10
(V)
三、计算题(13题10分,14题、15题各11分,共32分)
13.B某电路两端交流电压u=Usin100πt(V),在t=0.005s时刻,电压u值为10V.求接在此电路两端的电压表示数.如将阻值为R的电阻接在此交流电压上时功率为P;而改接在电压为U0的直流电压上时功率为P/2,求U0值.
答案:
解:
根据u=Umsin100πt,代人t=0.005s时的电压值,10=Umsin0.5π得Um=10V
而交流电压表的示数反映的是有效值
故U=
=7.07V
由功率关系P=
和
得
所求直流电压的值U0=
U=
=5V
14.B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,如图所示.发电机内阻r=5.0omega,外电阻R=95omega,.已知感应电动势的最大值Em=nφmω,其中φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求串联在外电路的交流电流表(内阻不计)的读数.
答案:
解:
由题中可知感应电动势的最大值:
Em=nωφm①
设线圈在磁场中转动的周期为T,则有
ω=
②
根据欧姆定律,电路中电流的最大值为
Im=
③
设交流电流表的读数为I,它是有效值,则
I=
④
由题中的φ-t图线可读出:
φm=1.0×10-2WbT=3.14×10-2s
解以上各式,并代人数据得I=1.4A
15.C发电机转子是匝数n=100,边长L=20cm的正方形线圈,其置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,绕着垂直磁场方向的轴以ω=100π(rad/s)的角速度转动,当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时.线圈的电阻r=1omega,外电路电阻R=99omega.试求:
(1)写出交变电流瞬时值表达式;
(2)外电阻上消耗的功率;
(3)从计时开始,线圈转过
过程中,通过外电阻的电荷量是多少?
答案:
解:
(1)电动势的最大值:
Em=nBωL2=200π=628(V)
根据闭合电路欧姆定律得
Im=
=6.28A
故交变电流瞬时值表达式:
i=6.28sin100πt
(2)电流的有效值I=
由P=I2R得外电阻上的消耗功率:
P=(
)2R=1.95×103W
(3)从计时开始到线圈转过
过程中,平均感应电动势由E=n
得
平均电流:
=nB2L2/2(R+r)·Δt
通过外电阻的电荷量:
q=
·Δt=
5×10-3C
练习三电感和电容对交变电流的影响
一、选择题(每题5分,共50分)
1.A关于电感对交变电流的影响,下列说法中正确的是
A.电感不能通直流电流,只能通交变电流
B.电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同
C.同一只电感线圈对频率低的交变电流的阻碍较小
D.同一只电感线圈对频率高的交变电流的阻碍较小.
答案:
C
2.A如图所示,白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端,当交变电源的频率增加时
A.电容器电容增大B.电容器电容减小
C.电灯变暗D.电灯变亮
答案:
D
3.A两个相同的灯泡L1和L2,分别与两个相同的电容器C1和C2连接,如图所示.图中甲电路两端加恒定电压U1,乙电路两端加最大值1.2U1的正弦交变电压U2,则此两灯的发光情况是
A.L1灯比L2灯亮B.L1灯发光,L2灯不发光
C.L1灯不发光,L2灯发光D.两灯亮度相同
答案:
C
4.B如图所示的交流电路中,如果电源电动势的最大值不变,交流电的频率增大时,可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是
A.L1、L2、L3亮度都不变
B.L2变暗,L2不变、L3变亮
C.L1变暗、L2变亮、L3不变
D.L1变亮、L2变暗、L3不变
答案:
C
5.B下列关于低频扼流圈和高频扼流圈的阻碍作用的说法中,正确的有
A.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用,对高频交流电的阻碍作用就更大
B.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用,对高频交流电的阻碍作用就较小
C.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用,对低频交流电的阻碍作用就更大
D.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用,对低频交流电的阻碍作用就较小
答案:
AD
6.B如图所示,某电子电路的输入端输入电流既有直流成分,又有交流低频成分和交流高频成分.若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级,那么关于该电路中各器件的作用,下列说法中正确的有
A.L在此的功能为通直流,阻交流,叫高频扼流圈
B.C1在此的功能为通交流,隔直流,叫隔直电容
C.C2在此的功能为通高频、阻低频,叫做高频旁路电容
D.上述说法都不对
答案:
BC
7.B对电容器能通交变电流的原因,下列说法中正确的有
A.当电容器接到交流电源上时,因为有自由电荷通过电容器,电路中才有交变电流
B.当电容器接到交流电源上时,电容器交替进行充电和放电,电路中才有交变电流
C.在有电容器的交流电路中,没有电荷定向移动
D.在有电容器的交流电路中,没有电荷通过电容器
答案:
BD
8.B如图所示为某电器中电路的一部分,当输入有直流成分、交流低频成分和交流高频成分的电流后,在其输出端得到可调大小的交流低频成分,那么有关各元器件的作用的说法中,正确的有
A.C1为高频旁路电容器,交流高频成分被该电容器短路
B.R为滑动变阻器,它的滑动片上下移动可以改变输出端电压的大小
C.C2为隔直电容器,交流低频成分通过该电容输出
D.C1的电容较大、C2的电容较小
答案:
ABC
9.B如图所示,开关S与直流恒定电源接通时,L1、L2两灯泡的亮度相同,若将S与交变电源
接通
A.L1和L2两灯泡亮度仍相同
B.L1比L2更亮些
C.L1比L2更暗些
D.若交变电源电压的有效值与直流电压相同,两灯与原来一样亮
答案:
B
10.B如图所示,L1、L2为两个相同的灯泡,开关S接通恒定直流电源时,灯泡L1发光,L2不亮,后将S与有效值和直流电压相同的交变电源接通,这时
A,L2比L1更亮些B.L2比L1更暗些
C.L2仍然不亮DL2可能和L1一样亮
答案:
D
二、填空题(每空5分,共25分)
11.B如左图所示电路,一电感线圈和一个"220V40W"的灯泡串联,电路两端接在220V的交变电路中,如果将电感线圈的铁芯抽去,则灯泡的发光情况是________.如右图所示的电路中,一个电容器和一个灯泡串联,接在交变电路中,灯泡恰能正常发光,若将电容器两板间距离增大些,则灯泡的发光情况是________.
答案:
变亮、变暗
12.B两只完全相同的灯泡L1和L2分别与相同的电感串联,组成如图所示的甲、乙两个相同的部分电路.现在甲电路两端加恒定电压U,L1灯发光;而在乙电路两端加最大电压为
U,的正弦交变电压,L2灯也发光.比较两灯的明暗程度,是L1灯的亮度________L2灯亮度.(填“大于”、“等于”、“小于”)
答案:
大于
13.B如图所示电路,当在a、b两端加上直流电压时,L1正常发光,L2不亮;当a、b两端加上同样电压的交变电流时,L1发光亮度变暗,而L2正常发光.则A、B分别为________和________.
答案:
电感线圈、电容器
三、计算题(共25分)
14.B(12分)如图所示是常用电器中电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流高频成分和交流低频成分的电流后,能在输出端得到稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用.
答案:
当含有多种成分的电流输入到C1两端时,由于C1通交流、隔直流的功能,电流中的交流成分被衰减,而L有通直流、阻交流的功能,就只有直流成分的电流通过L,到C2两端时,C2进一步滤除电流中的残余交流成分,这样输出端得到的就是稳定的直流电.
15.C(13分)如图所示的电路,电源电压U=20sin314t(V),设二极管正向电阻为零,反向电阻为无限大,负载R=20omega,若其中一个二极管断路,求R中消耗的功率.
答案:
解:
图示电路中其中一个二极管断路相当于半波整流,在导电的半周期的功率为
P1=I2R=
=10W
而在截止的半周期内的功率P2=0
故一个周期内,电阻R上消耗的功率为:
=5W
练习四变压器
一、选择题(每题5分,共50分)
1.A对于理想变压器,下列说法中正确的是
A.原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大
B.原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大
C.原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化
D.当副线圈的电流为零时,原线圈的电压也为零
答案:
ABC
2.A如图所示,理想变压器原副线圈匝数之比n1:
n2=4:
1,当导体棒L在匀强磁场中向左做匀速直线运动时,电流表A1的示数12mA,则电流表A2的示数为
A.3mAB.0
C.48mAD.与负载R的值有关
答案:
B
3.A如图所示,一个理想变压器,初、次级线圈匝数比为10:
1,把初级线圈接入U=220
sin100πtV的交流电源,那么
A.用交流电压表测量次级输出电压为220
V
B.次级交流电的频率为100Hz
C.次级接入R=22omega的电阻,则初级线圈的电流为1A
D.次级接入,R=22omega的负载,则变压器的输入功率为22W
答案:
D
4.A将输入为220V,输出为6V的变压器,改绕成输出为30V的变压器.若副线圈原来的匝数为30匝,原线圈匝数不变,则副线圈应增加的匝数是
A.150匝B.120匝
C.130匝D.144匝
答案:
B
5.B如图所示,在绕制变压器时,某人将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左右两个臂上,当通以交流电时,每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,另一半通过中间臂,已知线圈1、2的匝数比n1:
n2=2:
1,在不接负载的情况下
A.当线圈1输入电压220V时,线圈2输出电压为110V
B.当线圈1输入电压220V时,线圈2输出电压为55V
C.当线圈2输入电压110V时,线圈1输出电压为220V
D.当线圈2输入电压110V时,线圈1输出电压为110V
答案:
BD
6.B使用理想变压器给总电阻为R的电路供电,变压器输入电压保持一定时,下列各项措施中,可以使变压器的输入功率一定增加的是
A.副线圈匝数和负载R不变,增加变压器原线圈匝数
B.原线圈匝数和负载R不变,增加变压器副线圈匝数
C.原、副线圈匝数不变,增加负载R的阻值
D.增加负载R的阻值和原线圈匝数,副线圈匝数减少
答案:
B
7.B如图所示的含有变压器的交流电路中,A1、A2都是交流电流表,在开关S从闭合到断开的过程中,A1、A2电流表的读数I1和I2的变化情况是
A.I1变大,I2变小B.I1变小,I2变大
C.I1、I2都变小D.I1、I2都变大
答案:
C
8.B一理想变压器,原副线圈的匝数比n1:
n2=1:
2,电源电压u=220
sinωtV,原线圈电路中接人一熔断电流I0=1A的保险丝,副线圈中接人一可变电阻R,如图所示,为了使保
险丝不致熔断,调节R时,其阻值最低不能小于
A.440omegaB.440
omega,
C.880omegaD.880
omega
答案:
C
9.B如图所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡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.副线圈输电线等效电阻R上的电压降增大
C.通过灯泡L1的电流减小
D.原线圈中的电流增大
答案:
BCD
10.B如图所示,四个相同的电灯与理想自耦变压器连接,当接上交流电源后,四个电灯均正常发光,则初级与次级的电压之比U1:
U2为
A.1:
1B.3:
1
C.4:
1D.5:
1
答案:
C
二、填空题(每空4分,共24分)
11.B一台调压器原线圈匝数为3600匝,当电路电压降为180V时,副线圈要想得到220V的电压时,应将副线圈的匝数调整为________匝;若此时用电器的工作电流为0.9A,则原线圈中的电流为________A
答案:
4400,1.1
12.B如图所示为一理想变压器,原副线圈的匝数比n1:
n2=4:
1,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端加一定交流电压后,两电阻消耗功率之比PA:
PB=________.两电阻端电压之比UA:
UB=________.
答案:
1:
161:
4
13.B如图所示为理想变压器供电示意图,A为与原线圈串联的灯泡,A1、A2为副线圈的负载,当闭合开关S后(不考虑温度对灯丝电阻的影响),各灯泡亮度的变化情况是A1________,A2________.(填“变亮”、“变暗”或“不变”)
答案:
变亮、变亮
三、计算题(每题13分,共26分)
14.B如图所示,一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈,匝数比nA:
nB:
nC=4:
2:
1,在副线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R,当原线圈A与交变电源连接时,交变电流表A2的示数为I0,则交变电流表A1的示数为多少?
答案:
解:
由
=2可得UC=
UB,Ic=
I0
对于理想变压器有P1=P2+P3,即IAUA=I0UB+ICUc
所以IA=
解得结果为IA=5I0/8
15.C一单相变压器原副线圈匝数比为20:
1,原线圈两端电压U1=220V,副线圈电阻r2=1omega,负载电阻R=19omega.求副线圈输出电压U2、原线圈输人功率P1及变压器的效率.
答案:
解.由
得E2=11V
由E2=U2+I2r2=I2(R+r2)
得I2=
=0.55A则U2=I2R=10.45V
I1=
=0.028A
原线圈的输入功率为P1=I1U1=6.05W
输出功率为:
P2=I2U2=5.75W
变压器的效率为:
η=
×100%=95%
练习五电能的输送
一、送择题(每题5分,共50分)
1.A远距离输送交流电都采用高压输电.我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电.采用高压输电的优点是
A.可节省输电线的铜材料
B.可根据需要调节交流电的频率
C.可减少输电线上的能量损失
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