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的左边存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场,右边没有磁场,单匝矩形线圈abcd的对称轴恰与磁场右边界重合,线圈平面与磁场垂直.线圈沿图示方向绕
轴匀速转动(即ab边先向纸外、cd边先向纸里转动),规定沿abcd方向为感应电流的正方向,若从图示位置开始计时,下列四个图像中能正确表示线圈内感应电流i随时间t变化规律的是( )
甲
乙
丙
8.如图,三个灯泡是相同的,而且耐压足够高.交、直流两电源的内阻可忽略,电动势相等。
当s接a时,三个灯亮度相同,那么s接b时()
A.三个灯亮度相同
B.甲灯最亮,丙灯不亮
C.甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮
D.只有丙灯不亮,乙灯最亮
10.如图所示为电热毯的电路图,电热丝接在
的电源上,电热毯加热到一定温度后,通过装置P使输入电压变为如图所示的波形,从而进入保温状态,若电热丝电阻保持不变,此时交流电压表的读数为:
()
A.110VB.156VC.220VD.311V
【例2】如图所示,通过降压变压器将220V交流电降为36V供两灯使用,降为24V供仪器中的加热电炉使用.如果变压器为理想变压器.求:
(1)若n3=96匝,n2的匝数;
(2)先合上K1、K3,再合上K2时,各电表读数的变化;
(3)若断开K3时A1读数减少220mA,此时加热电炉的功率;
(4)当K1、K2、K3全部断开时,A2、V的读数.
例3】如图所示,接于理想变压器的四个灯泡规格相同,且全部正常发光,则这三个线圈的匝数比应为()
A.1∶2∶3;
B.2∶3∶1
C.3∶2∶1;
D.2∶1∶3
【例4】有一台内阻为lΩ的发电机,供给一个学校照明用电,如图所示.升压变压器匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻R=4Ω,全校共22个班,每班有“220V,40W”灯6盏.若保证全部电灯正常发光,则:
(l)发电机输出功率多大?
(2)发电机电动势多大?
(3)输电线上损耗的电功率多大?
(4)输电效率是多少?
(5)若使用灯数减半并正常发光发电机输出功率是否减半.
【例6】在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率损失。
有一个坑口电站,输送的电功率为P=500kW,当使用U=5kV的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度。
求:
⑴这时的输电效率η和输电线的总电阻r。
⑵若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线,那么电站应使用多高的电压向外输电?
【附加题】甲、乙两个完全相同的理想变压器接在电压恒定的交流电路中,如图1所示。
已知两变压器负载电阻的阻值之比为R甲:
R乙=2:
1,设甲变压器原线圈两端的电压为U甲,副线圈上通过的电流为I/甲;
乙变压器原线圈两端的电压为U乙,副线圈上通过的电流为I/乙。
则以下说法正确的是:
A.U甲=U乙,I/甲=I/乙;
B.U甲=2U乙,I/甲=2I/乙;
C.U甲=U乙,I/甲=½
I/乙;
D.U甲=2U乙,I/甲=I/乙。
3.如图,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻,开关S是闭合的。
和
为理想电压表,读数分别为U1和U2;
、
和
为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3。
现断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是
A.U2变小、I3变小B.U2不变、I3变大
C.I1变小、I2变小 D.I1变大、I2变大
2012交变电流典型精练
一、表征交变电流的物理量(周期、频率、转速、线速度、角速度、瞬时值、最大值、有效值和平均值)
1(2010西城)某正弦式交流电的电流i随时间t变化的图象如图所示。
由图可知()
A.电流的最大值为10AB.电流的有效值为10A
C.该交流电的周期为0.03sD.该交流电的频率为0.02Hz
2(2007宣武):
某交流的电压随时间变化的规律如图9所示,则此交流电的频率为,若将该电压加在一阻值为
的纯电阻用电器,用电器恰能正常工作,则该用电器的额定功率为。
3(2007崇文)如图甲所示电路,电阻R的阻值为50Ω,在ab间加上图乙所示的正弦交流电,则下面说法中错误的是()
A.交流电压的有效值为100V
B.电流表示数为2A
C.产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/s
D.如果产生该交流电的线圈转速提高一倍,则电流表的示数也增大一倍
4(2009崇文)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.两种电压的有效值都是311V
C.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=220sin100πt(V)
D.图甲所示电压经原、副线圈匝数比为10:
1的理想变压器变压后,功率比为1:
1
5(2008海淀)图17(甲)为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90Ω,与R并联的交流电压表为理想电表。
在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图17(乙)所示正弦规律变化。
求:
-2.0
2.0
3.14
6.28
9.42
Φ/⨯10-2Wb
t/×
10-2s
O
d
O′
R
B
a
b
c
V
图17
(甲)
(乙)
(1)交流发电机产生的电动势的最大值;
(2)电路中交流电压表的示数。
6(2010海淀)图15所示,一小型发电机内有
匝矩形线圈,线圈面积
,线圈电阻可忽略不计。
在外力作用下矩形线圈在
匀强磁场中,以恒定的角速度
绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,发电机线圈两端与
的电阻构成闭合回路。
(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值;
(2)从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过90º
角的过程中通过电阻R横截面的电荷量;
(3)线圈匀速转动10s,电流通过电阻R产生的焦耳热。
7(2011海淀)如图7所示,矩形导体线圈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′方向观察,线圈沿逆时针方向转动。
已知匀强磁场的磁感强度为B,线圈匝数为n,ab边的边长为l1,ad边的边长为l2,线圈电阻为R,转动的角速度为
,则当线圈转至图示位置时()
A.线圈中感应电流的方向为abcdaB.线圈中的感应电动势为
C.穿过线圈磁通量随时间的变化率最大
D.线圈ad边所受安培力的大小为
二、理想变压器
8(2008海淀)如图2所示,理想变压器初级线圈的匝数为n1,次级线圈的匝数为n2,初级线圈的两端a、b接正弦交流电源,电压表V的示数为220V,负载电阻
,电流表A1的示数是0.20A。
下列判断中正确的是()
A.初级线圈和次级线圈的匝数比为2:
1B.初级线圈和次级线圈的匝数比为5:
C.电流表A2的示数为1.0AD.电流表A2的示数为0.4A
n2
图2
A1
n1
A2
9(2009丰台)某变电站用原副线圈匝数比为n1:
n2的变压器,将远距离输来的电能送到用户,如图所示。
将变压器看作理想变压器,当正常工作时,下列说法正确的是()
A.原副线圈电压比为n2:
n1B.原副线圈电流比为n1:
C.原副线圈电压比为n1:
n2D.变压器的输入功率与输出功率的比为n1:
10(2010丰台)如图7所示,一理想变压器的原线圈匝数为
匝,副线圈匝数为
匝,电阻
,原线圈接入一电压
的交流电源,电压表和电流表对电路的影响可忽略不计,则()
A.副线圈交变电流的频率是100HzB.
的时刻,电压表的示数为0
C.变压器的输入电功率为22WD.电流表的示数为2.5A
11(2009西城)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220
sin(100πt)(V)的交流电源上,副线圈接有R=55Ω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.原线圈中电流表的读数为1AB.原线圈中的输入功率为
C.副线圈中电压表的读数为110
VD.副线圈中输出交流电的周期为50s
u/V
t/10-2s
2
4
100
-100
6
图1
~
12(2011西城)图1中的变压器为理想变压器,原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n2之比为10:
1。
变压器的原线圈接如图2所示的正弦式电流,两个20Ω的定值电阻串联接在副线圈两端。
电压表
为理想电表。
则
A.原线圈上电压的有效值为100V
B.原线圈上电压的有效值约为70.7V
C.电压表
的读数为5.0VD.电压表
的读数约为3.5V
t/×
220
-220
3
13(2009海淀)图1所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压-时间图象。
原、副线圈匝数比n1∶n2=10:
1,串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1A,则()
A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为220V
B.变压器输出端所接电压表的示数为22
C.变压器输出端交变电流的频率为50Hz
D.变压器的输出功率为220
W
14(2011丰台)如图7所示为理想变压器原线圈所接交流电压的图象。
原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1,原线圈电路中电流为1A,下列说法正确的是()
A.变压器输出端的交流电频率为100HzB.变压器输出端的电流为10
A
C.变压器输出端电压为22VD.变压器的输出功率为200
W
15(2010宣武)如图所示,理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡L1和L2。
导线的等效电阻为R。
现将原来断开的开关S闭合,若变压器原线圈两端的电压保持不变,则下列说法中正确的是()
A.副线圈两端的电压不变B.通过灯泡L1的电流增大
C.原线圈中的电流减小D.变压器的输入功率减小
三、远距离输电问题
16(2009西城)某发电站采用高压输电向外输送电能。
若输送的总功率为P0,输电电压为U,输电导线的总电阻为R。
则下列说法正确的是()
A.输电线上的电流
B.输电线上的电流
C.输电线上损失的功率
D.输电线上损失的功率
17(2010海淀)某小型水电站的电能输送示意图如图2所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。
已知输电线的总电阻为
,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1,降压变压器副线圈两端交变电压
,降压变压器的副线圈与阻值
的电阻组成闭合电路。
若将变压器视为理想变压器,则下列说法中正确的是()
A.通过R0电流的有效值是20AB.降压变压器T2原、副线圈的电压比为4:
C.升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压
D.升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率
18(2007海淀)某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压,它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压,然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器,经降低电压后再输送至村寨中各用户。
设变压器都是理想的,那么随着村寨中接入电路的用电器消耗总功率的增加,则()
A.通过升压变压器初级线圈中的电流变大B.升压变压器次级线圈两端的电压变小
C.高压输电线路上的电压损失变大D.降压变压器次级线圈两端的电压变小
19(2011海淀)图9所示,有一台交流发电机E,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R。
T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和输出功率分别为U2和P2;
T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3,它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。
设T1的输入电压U1一定,当用户消耗的电功率变大时,有()
图4
L1
L2
A.U2减小,U4变大B.U2不变,U3变小
C.P1变小,P2变小D.P2变大,P3变大
四、电阻、电感和电容对交变电流的作用
20两个相同的白炽灯泡L1和L2接到如图4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间处接电压最大值为Um、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的亮度低于灯L2的亮度。
新电源两极的电压最大值和频率可能是()
A.最大值仍为Um,而频率大于fB.最大值仍为Um,而频率小于f
C.最大值大于Um,而频率仍为fD.最大值小于Um,而频率仍为f
21(2011海淀)两只相同的白炽灯L1和L2,分别与电容器C和电感线圈L串联,接在如图8所示的电路中。
将a、b接在电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源E1两极之间时,两只灯泡都发光,且亮度相同。
若更换一个新的正弦交流电源E2后,灯L2的亮度高于灯L1的亮度。
则新电源E2的电压最大值和频率可能是()
A.最大值仍为Um,而频率大于fB.最大值仍为Um,而频率小于f
C.最大值大于Um,而频率仍为fD.最大值小于Um,而频率仍为f
22(2008宣武)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。
若将交变电压改为220V,25Hz,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
23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,若将交变电压改为“220V,500Hz”,则()
A三只灯泡亮度不变B三只灯泡都将变亮
Ca亮度不变,b变亮,c变暗Da亮度不变,b变暗,c变亮
24(2011西城)如图所示,把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后,并联接在交流电源的两端,三盏灯亮度相同。
要使灯泡L1变暗、灯泡L2变亮,下列措施中可行的是()
A.只减小交流电的电压
B.只增大交流电的电压
C.只减小交流电的频率
D.只增大交流电的频率
C
L
L3
25(2011东城)如图所示,当交流电源的电压为220V,频率为50Hz时,三只灯泡L1、L2、L3亮度相同。
若保持交流电源的电压不变,只将其频率改变为100Hz,则()
A.L1、L2、L3亮度都比原来亮
B.只有L1的亮度比原来亮
C.只有L2的亮度比原来亮
D.只有L3的亮度比原来亮
26(2010西城)如图所示,理想变压器的输出端有三组次级线圈,分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。
若用IR、IL、Ic分别表示通过R、L和C的电流,则下列说法中正确的是()
N
M
A.若M、N接正弦式交流电,则IR≠0、IL≠0、IC=0
B.若M、N接正弦式交流电,
则IR≠0、IL≠0、IC≠0
C.若M、N接恒定电流,则IR≠0、IL≠0、IC≠0
D.若M、N接恒定电流,则IR≠0、IL≠0、IC=0
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- 电流 经典 题型