高中物理交流电习题及答案.docx
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高中物理交流电习题及答案
《交流电》习题
一、交变电流的产生
1.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势,下面说法正确的是
A.当穿过线圈的磁通量最小时,感应电动势最小
B.当穿过线圈的磁通量最小时,感应电动势最大
C.当穿过线圈的磁通量是零时,感应电动势最小
D.当穿过线圈的磁通量是零时,感应电动势最大
2.已知交变电流的瞬时值的表达式是i=5sin50πt(A),从t=0到第一次出现最大值的时间是:
A.6.25秒B.1/200秒C.1/150秒D.1/100秒
3.如图1示的正弦交流电流,其流瞬时值的表达式为________________________。
图1图2
4.如图2所示的交流电电流的瞬时值的表达式为___________________________,已知时间
t=0.0025秒时交流电电流的值为14.14安。
5.一单匝线圈面积为S,在磁感强度为B的匀强磁场中,以角速度ω匀速转动,其感应电动
势e=εmsinωt,则下面判断正确的是
A.εm=BSωB.ωt是线圈平面和中性面之间的夹角
C.εm=nBSωD.ωt是线圈平面和中性磁场方向的夹角
6.图3为单匝线圈面积为S在磁感强度为B的匀强磁场中匀速转动,感
应电动势e=εmsinωt,感应电流i=Imsinωt
(1)在题中将线圈的转速提高一倍其他条件不变则电动势的表达式为
A.e=εmsinωt
B.e=2εmsinωt
C.e=2εmsin2ωt
D.e=εmsin2ωt
图3
(2)题中产生的最大感应电流为
Im要使感应电流的最大值变为
2Im可用的方法是:
A.把磁感应强度变为2B
B.把转动角速度变为
2ω
C.用同样的导线做成一个面积为2S的线圈
D.用同样的导线做成一个每边都是原长2倍的线圈
1
7.若上题中线圈是正方形边长为0.2m,磁感应强度B=1T,转动角速度ω=500πrad/s,
线圈每条边的电阻都为R=10Ω,那么图示位置时
(1)回路中的电流强度为
A.0AB.12.5AC.1.57AD.πA
(2)bd两点电势差为:
A.0VB.500VC.62.8VD.125.6V
8.如图4所示,在磁感强度B=10T的匀强磁场中有一矩形线圈abcd,
其电阻R=10Ω,初始放置时线圈平面与磁感线平行,已知线圈ab=
15cm,ad=10cm,线圈绕对称轴OO’转动,且转速为50转/秒。
求:
(1)线圈得到的感应电动势峰值是多大?
(2)如图规定感应电流方向
abcd为正方向,且开始时
ab边沿纸面
向外的方向旋转,写出感应电流
i的表达式。
图4
二、表征交变电流的物理量
9.i=5sin314t(A)的最大值为_______,有效值为________,周期为_______。
10.关于交变电流的几种说法正确的是
A.使用交变电流的电气设备上所标的电压电流值是指峰值
B.交流电流表和交流电压表测得的值是电路中的瞬时值
C.跟交变电流有相同热效应的直流电的值是交流的有效值
D.通常照明电路的电压是220伏,指的是峰值。
11.一只矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势e=10sin4πt(V)则
A.交流的频率是4πHzB.当t=0时线圈平面跟磁感线垂直
C.当t=0.5时,e有最大值D.交流的周期是0.5s
2
12.一只标有“220V100W”的电炉,接入U=156sin314t(V)的电路上问
(1)与电炉串联的交流电流表、并联的交流电压表的读数各为多大?
(2)电炉的实际功率多大。
13.有一电阻加在它两端的电压U=282sin100πt(V)实际消耗的电功率200W,求通过该电阻的
交变电流有效值和瞬时值。
14、如右图所示,是一个交变电流的电流强度
i随时间t变化
i/A
的规律。
此交变电流的有效值是
4
2
A.52AB.5A
C.3.52A
D.3.5A
O
t/s
0.10.20.30.4
-3
2
15.一正弦式电流的有效值为
3A频率为50Hz则此交流电路的瞬时值表达式可能是:
A.i=3sin314t(A)
B.i=3
2
sin314t(A)
C.i=3sin50t(A)
D.I=3
2
sin50t(A)
16.一交流电压U=537.4sin100t(v),求它的最大值,有效值、周期并以
t为横坐标轴画出它
的图象。
17.使右图5中所示的交流电通过10Ω的电阻R,则R的发热功
率为___________用交流电流表测量,此电流表的读数为
___________。
图5
18.一根电阻丝接入100v的电路中,在1min内产生的热量为Q,同样的电阻丝接入正弦式
电流路中在2min内产生的热量也为Q,则该交流电路中的电压峰值为:
A.141.4VB.100VC.70.7VD.50V
3
三、电感器和电容器对交流的作用
19、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
~RLC
abc
20、三个电流表A1、A2、A3分别与电容、电阻、电感串接在一起,接到一电压最大值不变但
频率可变的交流电源上,当使交变电流的频率增加时,下列说法正确的是()
A、三个电流表示数不变B、三个表的示数都增加
C、A2表的示数不变D、A3表的示数变小
21、在收音机上我们常常能看到一些只绕几圈而且没有铁芯的线圈,它的作用是()
A、阻碍高频成分,让低频和直流成分通过
B、阻碍直流成分,让低频成分通过
C、阻碍低频成分,让直流成分通过
D、阻碍直流和低频成分,让高频成分通过
22、某线圈接到交变电压两端时流过的电流为I,把线圈拉直变成导线再次接入同一交变电压上,
流过的电流为I’,则()
A、I>I’B、I
23、对交变电流能够通过电容的正确理解是()
A、交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体
B、交变电流能够使自由电荷通过电容器两极间的绝缘介质
C、交变电流能够使电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流通过了电容器
D、交流“通过”了电容器,实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质
24、如图所示,在真空中速度V=6.4107m/s,的电子束,连续地射入两平行极板间,极板长
度为L=8.010-2m,间距为d=5.010-3m。
两极板不带电时,电子束沿两极板之间的中线通过。
在极板上加一50HZ的交变电压U=U0sint,如果所加电压的最大值为U0超过某一值UC时,将
4
开始出现以下下象,电子束有时能通过两极板;有时间断不能通过。
(1)求UC的大小
(2)求U0为何值时才能使通过的时间和间断时间之比为
2:
1。
(电子质量m=9.110-31kg)
三、变
压
器
19.一原副线圈本身电阻不计的理想变压器,原线圈匝数为
n1,副线圈匝数为
n2,则
A.副线中的两端电压U2和原线圈的两端电压
U1之比为n2
n1
B.副线中的电流I2和原线圈的电流I1之比为n2
n1
2
C.副线圈中输出功率P2与原线圈中输入功率P2之比为n2
n12
D.副线圈中输出功率P2与原线圈中输入功率P2之比为n2
n1
20.用U1、U2、I1、I2代表一理想变压器原副线圈的电压和电流,下面说法正确的是:
A.U2与匝数成正比,U1随U2的增加而增加B.I2与匝数成反比,若I2增加则I1减少
C.I1=常数,I1随I2的增大而增大
D.I1
=常数,I2随I1的增大而增大
I2
I2
21.如图7在有变压器的交流电路中,
A1,A2都是交流电流表,在开关原来闭合情况下再将开
关断开,两只电流表的读数如何变化?
1
2
变小
A.A
变大,A
B.A1
变小,A2
变大
C.A1A2都变小
D.A1A2都变大
图7
5
22.一台理想变压器原线圈加220V交流电压,在副线圈的两端电压是12V,现将副线圈增添
24匝后,副线圈的电压升至16v则原线圈的匝数为______,副线圈原来的匝数为______。
23.理想变压器原线圈为1320匝,副线圈60匝在副线圈上接上一个10Ω的电阻,通过它的
电流强度为1安,则原线圈的电压为_____伏,输入功率是_____瓦,在其他条件不变时,若将副
线圈匝数加倍,则原线圈中电流将变为_________。
24.采用变压器给负载供电,哪些办法可以减少变压器的输入功率
A.减少原线圈的匝数,其他条件不变B.增加原线圈的匝数,其他条件不变
C.减小负载R的阻值,其他条件不变D.增加负载R的阻值,其他条件不变
25.右图8所示变压器的n1∶n2=3∶1,次级接3个相同的灯泡均能正常发光,初级线圈
串有一个相同的灯泡那么
A.灯L也正常发光
B.灯L比另3个暗
C.灯L将会烧毁
D.不能确定
图8
26.如图9,理想变压器的原副线圈分别接有相同的白炽灯,原副线圈匝数比n1∶n2=2∶1,
电源电压为U,求B灯两端电压UB=?
图9
27.一个变压器有5V、6V、350V三个副线圈,原线圈接在220V电压上,当5V线圈输出功率为6W、6V线圈接6Ω的电阻,350V线圈中有400mA电流时,原线圈中电流是多少?
28.如图10,变压器的原线圈接到220V的交流电源上,副线圈有
两个,副线圈2的匝数n2=30匝,与一个标有“12V12W”的灯泡组
成闭合回路,且灯泡L正常发光,副线圈3的输出电压U3=110V,与
6
电阻R组成闭合回路,通过电阻R的电流强度为0.4A,求
(1)副线圈3的匝数n3=?
(2)原线圈匝数n1=?
及流经它的电流强度I1=?
图10
7
四、远距离输电
29.远距离输电时,在输送的电功率不变的条件下
A.只有增大导线的电阻,才能减小电流,提高输电效率
B.只有提高输电电压,才能减小电流,提高输电效率
C.提高输电电压势必增大输电导线上能量的损耗
D.提高输电电压势必增大输电导线上电流
30.在远距离输电中,当输电线的电阻和输送的电功率不变时,那么A.输电线路上损失的电压与输送电流成正比
B.输电的电压越高,输电线路上损失的电压越大C.输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比
D.输电线路上损失的功率跟输电线的电流成正比
31.远距离输送一定功率的交流电,若输电电压提高n倍则
A.输电导线上损失的电功率不变
B.输电导线的电压损失不变
C.输电导线的电功率损失原来的1/n倍
D.输电导线的电功率损失是原来的
1/n2倍
E.输电导线的电压损失是原来的
1/n倍
F
.输电导线的电压损失是原来的
1/n2倍
32
.发电厂电机的输出电压为
U发电厂至学校的的输电导线总电阻为
R,通过导线的电流
1
为I,学校得到的电压为
U2
则输电导线上损耗的功率可表示为:
2
B.(U
2
2
D.(U-U)I
A.U/R
-U)/R
C.IR
1
1
2
1
2
33
.某用电器离供电电源
L米,线路上的电流为I,若要求线路上的电压降不超过
u/2,已知输电导线的电阻率为
ρ,那么该输电导线的横截面积最小值是
A.ρL/R
B.2ρLI/U
C.U/(ρLI)
D.2UL/(Iρ)
34
.某小水电站,输出功率
P=40kW,机端电压U机=500V,向远处输电,导线总
电阻R
=5Ω,升压变压器匝数比为1∶5,降压变压器匝数比为11∶1,向用户供电。
求
(1)用户得到的电压
(2)此输电过程的效率有多高
(3)若如果不升压直接输电,输电线上损耗的功率是多少?
3
35.一小型水力发电站,水流量为1m/s落差为5m,发电机的总效率为50%,输出电压为
8
350V,输电线总电阻为4Ω,为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%,需要安装升压变
压器,用户需要电压为220V,所以到用户需要装降压变压器(g取9.8m/s2)则
(1)发电机
的输出功率为_______
(2)输电线路上的电流强度为________(3)升压变压器的原副线圈
的匝数之比为________(4)降压变压器原副线圈匝数之比为__________
36.一发电机组的输出电压为500v,输出功率为160kw,通过升压变压器后向远处输送,已
知输电线的总电阻为5Ω,要使输电线上损失的功率不超过发电机组输出功率的5%那么升压变
压器原副线圈的匝数比不能超过何值。
9
答案:
一、交变电流的产生
1.AD;
2.D,
3.
I
=4sin314t(A)
4.
I
=Imsinωt=20Asin314t
安;
5.AB;
6.
(1).C
(2).AB;
7.
(1).C
(2).A
8.
(1).
4
.71v
(2).I
=-Imsin(ωt+π/2)=-4.71sin(100πt+π/2)
答案:
二、表征交变电流的物理量
9、5A,3.5A,0.02s;
10.C;11.BD;
12、解:
先求出156V的有效值U=156/2
≈110(V),
即为交流电压表的读数。
后求电炉的电阻
R=2202/100=484Ω
I
=U/R=110/484=0.227A
即交流电流表的读数。
根据P=I2R=0.2272×484≈25W即电炉的实际功率。
13.
解:
1).先求交流电的有效值
U=Um
根据I=P=
200
=1A
2
U
282
2
2)
.后求出交流电压的峰值
Im=
2I=2A
则交变电流的瞬时值
i=2sin100πt(A)
14、311v
15、B
16、如图6
17.45W2.1A
18.B图6
答案:
三、变
压
器
19
.A;20.C
;21.C;22.1320
,72;23.220V,10W,0.18A;24.BD;25.A;
26
U
U1
,IB=UB/RB
再由U1/UB=2/1IA/IB=1/2
2
.解:
IA=
RA
可得UB=U
5
27.解:
根据P1=P2+P3+P4有
220I=6+62/6+350×400×10-3=152
I1=152/220=0.69A
10
28.解:
(1)
根据U2/U3=n2/n3
∴n3=U3n2/U2=275匝
(2)
根据U1/U2=n1/n2
∴n1=U1n2/U2=550匝
根据P=P+P=P+IU=12+0.4×110=56W
1
2
3
2
3
3
则I1=P1/U1=56/220=0.255A
答案:
四、远距离输电
29.B;30。
AC;31。
DE;32。
BC;33。
B;
34.解:
(1)升压过程:
U
=500V
I=P/U=80A
1
1
1
U
=nU/n=2500V
I=nI/n
2
=16A
2
2
1
1
2
1
1
电压损耗UR=I2R=16×5=80V
功率损耗PR=I22R=162×5=1.28kW
降压过程
U3=U2-UR=2500-80=2420V
n4
U3=
1
×2420=220V
U4=
n3
11
(2)根据η=P有/P总=
PPR
=
40
1.28
=28.72/40
=0.968=96.8%
P
40
(3)根据I=P/U=40000/500=80A
再根据P=I2R=802×5=32000=32kW
35。
解:
(1)水流功率P水=mgh/t
=1000×9.8×5/1=49000瓦
则发电机的输出功率
P发=49000×50%=24500=24.5kW
(2)P
损=24.5×5%=1255W
根据P
=I
2
=
P损
2
R则I
=1255/4=17.5A
损
2
R
(3)
根据升压变压器原理
则U2=P/I2=24500/17.5
=1400V
故n1∶n2=350∶140
n1/n2=1/4
(4)根据降压变压器原理
2
×4=1330
U=220
U=U-IR=1400-17.5
3
2
4
∴n/n
4
=1330/220≈6∶1
3
11
36.解:
输电线上损失的功率最多为P损=P×5%=1.6×105×0.05=8×103W
输电线上的电流最强为
I2
=
P损
=40A
R
升压变压器原线圈电流
I1
=1.6×105/500=320A
则原副线圈匝数比n
/n
=I/I
=40/320=1/8
1
2
2
1
12
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