交变电流练习(含详解)

交流电练习1．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图，则在时刻（）A.t1，t3线圈通过中性面B.t2，t4线圈中磁通量最大C.t1，t3线圈中磁通量变化率最大D.t2，t4线圈平面与中性面垂直2．电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示．现把交流电加在电阻为9Ω电热丝上，下列判断正确的是A．线圈转动的角速度ω＝100rad/sB．在t＝0.01s时刻，穿过线圈的磁通量为零C．电热丝两端的电压UR＝VD．电热丝的发热功率P＝1800W3．如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B．电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场边界）．则线框内产生的感应电流的有效值为A．B．C．D．5．如图所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电．第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图3甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图3乙所示．若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是A．第一次灯泡两端的电压有效值是B．第二次灯泡两端的电压有效值是C．第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9D．第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶56．面积为S的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图1甲、乙所示的磁场中．图甲中有磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴做匀速转动；图乙中的磁场的变化规律为，从图示时刻起计时，则()A．两线圈中的磁通量变化规律均为B．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同试卷第2页，总4页C．两线圈中产生的交变电流的有效值不同D．从此刻起，时间内流过线圈截面的电荷量相同7．通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为A.，B．，C.，D．，8．如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1，原线圈接入一电压为u＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω的负载电阻．若，ω＝100πrad/s，则下述结论正确的是A．副线圈中电压表的读数为VB．副线圈中输出交流电的周期为C．原线圈中电流表的读数为0.5AD．原线圈中的输入功率为W9．在某交变电流电路中，有一个正在工作的理想变压器，如图所示．它的原线圈匝数n1＝600匝，交流电源的电动势e＝311sin(100πt)V(不考虑其内阻)，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，原线圈串联一个额定电流为0.2A的保险丝，副线圈匝数n2＝120匝，为保证保险丝不被烧断，则A．负载功率不能超过62WB．副线圈电流最大值不能超过1AC．副线圈电路中的电阻R不能小于44ΩD．副线圈电路中电压表的读数为62V10．有一台流发电机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11．如图所示，10匝矩形线框在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO′以角速度ω＝100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为S＝0.3m2线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L1(0.3W,30Ω)和L2，开关闭合时两灯泡均正常发光，且原线圈中电流表示数为0.04A，则下列判断正确的是A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为sin100t(V)B．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1C．灯泡L2的额定功率为0.9WD．若开关S断开，电流表示数将增大12．如图所示，在铁芯上．下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端与u=51sin314tV的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是()A．2.0VB．9.0VC．12.7VD．144.0V13．如图甲所示，理想变压器原．副线圈的匝数比为10:1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=l0，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c．d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是()A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22VB．当单刀双掷开关与a连接且t=0.0ls时，电流表示数为零C．当单刀双掷开关由a拔向b时，原线圈的输入功率变大D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz14．如图甲所示为一发电机原理图，产生的交变电流接理想变压器的原线圈、原副线圈匝数之比为22∶1，副线圈输出的电动势e随时间t变化的规律如图乙所示，发电机线圈电阻忽略不计，则()．A．在t＝0.01s时刻，穿过发电机线圈的磁通量最大B．变压器原线圈中瞬时电动势的表达式为e′＝1322sin50πtVC．若仅使发电机线圈的转速增大一倍，则变压器副线圈输出电压的频率增大一倍，而电压最大值不变D．若仅使发电机线圈的转速增大一倍，则变压器副线圈输出电压的频率和最大值都增大一倍15．一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知()．A．该交变电流的频率为25HzB．该交变电流电压的有效值为141.4VC．该交变电流电压的瞬时值表达式为u＝100sin(25t)VD．若将该交变电流的电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50W16．在图甲所示的电路中，理想变压器原线圈两端的正弦交变电压变化规律如图乙所示．已知变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中电流表A1的u1n2nV试卷第4页，总4页示数为1A，下列说法正确的是()．A．电压表V的示数为2002VB．变压器的输出功率为200WC．变压器输出端交流电的频率为100HzD．电流表A2的示数为0.1A17．如图所示，电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关．P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈、副线圈中的电流．下列说法正确的是()．A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小18．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C为电容器．已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则()．A．交流电的频率为0.02HzB．原线圈输入电压的最大值为2002VC．电阻R2的电功率约为6.67WD．通过R3的电流始终为零19．某发电厂通过远距离向某学校输电，输送的电功率为P，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，则下列说法正确的是()．A．输送的电压越高，输电线路上损失的电压越大B．输电线路上损失的电压与输送电流成正比C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成正比D．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比20．如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为10cm和20cm，内阻为5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以502rad/s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部20Ω的电阻R相接。求电键S合上后，（1）写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式（2）电压表和电流表示数；（3）电阻R上所消耗的电功率是多少？（4）如保持转子匀速转动，外力每分钟需要对转子所做的功；（5）从计时开始，线圈转过3/的过程中，通过外电阻R的电量；答案第1页，总5页参考答案1．AD【解析】试题分析：t1，t3时刻，感应电动势为零，故线圈通过中性面，此时磁通量最大，磁通量的变化率最小，故选项A正确，BC错误；t2，t4时刻，感应电动势最大，此时线圈平面与中性面垂直，选项D正确。故选AD.考点：交流电的产生及变化规律.2．D【解析】由图可以看出该交变电流的周期T＝0.02s，则线圈转动的角速度，A错．t＝0.01s时刻，电压达到最大，则此时磁通量变化率最大，磁通量为零，B正确．电热丝两端电压为路端电压，则C错．电热丝的发热功率，则D正确．3．D【解析】交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T，而线框转动一周只有T/4的时间内有感应电流，则有，所以。D正确4．A【解析】加图乙电压时，电热丝在一个周期T=2×10-2s内产生的热量若给电热丝加直流电压U，则T时间内产生相同的热量．5．AD【解析】第一次所加正弦交流电压的有效值，A项正确；设第二次所加交流电压的有效值为U2，则根据有效值的含义有，解得，B项错；根据电功率的定义式可知，P1∶P2＝1∶5，C项错，D项正确．【答案】AD答案第2页，总5页【解析】由于线圈在磁场中以周期T绕OO′轴做匀速转动，所以其角速度，在面积相同的情况下两者的磁通量变化规律均为，那么二者实际产生的交变电流是相同的，因此感应电动势达到最大值的时刻、交变电流的有效值、时间内流过线圈截面的电荷量都是相同的，正确答案为A、D.7．D【解析】原线圈的电流为，由于P、U不变，故I1不变，由得P1＝IR＝；由得，则，故选项D正确8．C【解析】U1＝220V，由得：．故A错；由得：，故B错；，由得：，C正确；原线圈中的输入功率为P1＝P2＝I2U2＝2×55W＝110W，D错误．9．C【解析】由得U2＝44V，D错；由得I2≤1A，所以负载功率最大为P2＝U2I2≤44W，A错；副线圈中的电流最大值为，故B错；由得R≥44Ω，C对．10．BD【解析】由理想变压器输出决定输入可得，当用户功率增大时，升压变压器的输入功率必增大，即P1增大，输入电压U1为定值不变，升压变压器的匝数不变，输入电压不变，故输出电压U2不变，由于P1增大，由P1＝U1I1＝P2＝U2I2可得，I1增加，P2、I2增加，由闭合电路欧姆定律：U3＝U2－I2R，故U3减小，降压变压器原、副线圈匝数不变，所以随U3减小，U4减小，A错误，B正确；由于用户功率增加，即P4增加，理想变压器无功率损耗可得：P3＝P4，功率P3也增加，故C错误，D正确．11．BC【解析】若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为cos100t(V)，A错；原线答案第3页，总5页圈两端电压为U1＝30V，因灯泡正常发光，所以副线圈两端电压为U2＝＝3V，由变压比规律知理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，B对；由变流比规律知副线圈中电流为0.4A，通过灯泡L1的电流为0.1A，即通过灯泡L2的电流为0.3A，由P＝UI知灯泡L2的额定功率为0.9W，C对；若开关S断开，则负载电阻增大，副线圈中电流减小，电流表示数将减小，D错．12．A【解析】由1212UUnn得2121nUUn，其中1512UV，得25142UV9.0V，因此题中两线圈并非处于理想状态，会出现漏磁，所以交流电压表的读数小于9.0V，故选项A正确。13．AC【解析】原线圈输入电压的有效值为13112UV=220V，当单刀双掷开关与a连接时，21110UU=22V,A选项正确；当t=0.01s时，电流表示数不为零，电流表测量的是有效值，B选项错误；当单刀双掷开关由a拨向b时，'2115UU=44V,输出功率增大，原线圈的输入功率也增大，此时输出电压的频率不变，C选项正确，D选项错误。14．D【解析】根据题图乙可知，在t＝0.01s时刻，变压器副线圈上产生的感应电动势的瞬时值为零，说明穿过原副线圈的磁通量的变化率为零，磁通量最大，而此时发电机线圈中的瞬时电流最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零，选项