高中物理交变电流专题复习(有答案)

12015届高中物理交变电流专项复习知识梳理：一、交变电流1.交变电流：电流强度的大小和方向，这种电流叫交变电流。2.交变电电流的产生和变化规律（1）产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈产生的是交变电流.（2）规律（瞬时值表达式）：①中性面的特点：②变化规律：（交变电流瞬时值的表达式）电动势：电压：电流：③正弦（余弦）交变电流的图象二、描述交变电流的物理量1.交变电流的最大值：（1）交变电流的最大值（mmIE、）与无关，但是转动轴应与磁感线.（2）某些电学元件（电容器、晶体管等）的击穿电压指的是交变电压的最大值.2.交变电流的有效值：（1）有效值是利用定义的.（即，则直流电的数值就是该交流电的有效值.）（2）正弦交变电流的有效值：（3）通常说的交变电流的电压、电流强度以及交流电表的读数、保险丝的熔断电流的值，都是指交变电流的值.此外求解交变电流的电热问题时，必须用值来进行计算.3.交变电流的周期、频率、角速度：（1）周期T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间.（2）频率f：1s内完成周期性变化的次数.（3）角速度ω：1s内转过的角度.2（4）三者关系：我国民用交变电流的周期T=s、频率f=Hz、角速度ω=rad/s.4.交变电流平均值：（1）交变电流图象中图象与t轴所围成的面积与时间的比值叫做交变电流的平均值.（2）平均值是利用来进行计算的，计算时只能用平均值.三、电感和电容对交流的作用电感是“通流、阻流、通频、阻频”.电容是“通流、隔流、通频、阻频”.四、变压器1.变压器的构造图：2.变压器的工作原理：3.理想变压器（1）电压跟匝数的关系：（2）功率关系：（3）电流关系：（4）决定关系：五、远距离输电1、示意图：32、两个关系：（1）.输电过程的电压关系：（2）.输电过程功率的关系：4专题一交变电流的产生和图像1、将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是（）A．电路中交变电流的频率为0.25HzB．通过电阻的电流为2AC．电阻消耗的电功率为2.5WD．用交流电压表测得电阻两端的电压是5V2、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知（）A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin（25t）VB．该交流电的频率为25HzC．该交流电的电压的有效值为1002VD．若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W3、正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图1所示的方式连接，R=10Ω，交流电压表的示数是10V。图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象。则（）A.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=2cos100πt(A)B.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=2cos50πt(V)C.R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=52cos100πt(V)D.R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=52cos50πt(V)4、如图所示，同轴的两个平行导线圈M、N，M中通有图象所示的交变电流，则（）A.在t1到t2时间内导线圈M、N互相排斥B.在t2到t3时间内导线圈M、N互相吸引C.在t1时刻M、N间相互作用的磁场力为零D.在t2时刻M、N间相互作用的磁场力最大V交变电源~图1u/Vt/×10-2sOUm-Um12图2MNt1t2t3t4itO55、在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r=1m、电阻为R=3.14Ω的圆形线框，当磁感应强度B按图示规律变化时（以向里为正方向），线框中有感应电流产生。⑴画出感应电流i随时间变化的图象（以逆时针方向为正）。⑵求该感应电流的有效值。B/Tt/sO2134679Br6V专题二表征交流电的物理量、四值问题1、如图，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长为L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动。,/2srad外电路电阻R=4Ω。求：（1）感应电动势最大值（2）由图示位置转过60。角时的感应电动势值（3）由图示位置转过60。角过程中产生的感应电动势值（4）交流电压表的示数（5）线圈转动一周在电阻R上产生的热量（6）在61周期内通过电阻R的电荷量为多少。2.如下图所示，是一个交变电流的电流强度i随时间t变化的规律。此交变电流的有效值是A.52AB.5AC.3.52AD.3.5A3、一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时。t1=1/60s，线框中感应电动势为50V，当t2=1/30s时，线框中感应电动势为503V，求：（1）感应电动势的最大值；（2）线框转动的角速度的大小；（3）线框中感应电动势的瞬时表达式。42-32Oi/At/s0.10.20.30.474、一根电阻丝接入100v的直流电，1min产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电压，2min产生的热量为0.5Q，那么该交变电压的最大值为（）A、50vB、100vC、502vD、503v5、将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为（）A.(2πl2nB)2/PB.2(πl2nB)2/PC.(l2nB)2/2PD.(l2nB)2/PbaBl8图13-2-6专题三变压器原理和应用1、下列有关理想变压器的说法正确的是：（）A、原、副线圈中交变电流的频率一定相等B、穿过原、副线圈的磁通量的变化率一定相等C、副线圈的输出功率和原线圈的输入功率一定相等D.原线圈的导线比副线圈导线细E．变压器是一种能够改变交流电压的设备F．凡是能改变交流电压的设备，都是变压器G．原线圈中输入功率随着副线圈中的负载阻值增大而增大H．负载空载时，原线圈中的电流为零I．当副线圈空载时，原线圈上的电压为零J．原线圈中的输入电流随着副线圈中的输出电流的增大而增大2.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220V，60W”灯泡一只，且灯泡正常发光。则（）A．电流表的示数为22023AB．电源输出功率为1200WC．电流表的示数为2203AD．原线圈端电压为11V3.如图所示，理想变压器的原线圈匝数为n1=1000匝，副线圈匝数为n2=200匝，交变电源的电动势e=311sin314tV，电阻R=88Ω，电流表和电压表对电路的影响忽略不计。下列结论正确的是（）A.电流表A1的示数为0.10AB.电压表V1的示数为311VC.电流表A1的示数为0.75AD.电压表V2的示数为62.2V4、如图13-2-6所示，理想变压器的副线圈上接有三个灯泡，原线圈与一灯泡串联在交流电源上。若所有灯泡都完全相同且都正常发光，则电源两端的电压U1与灯泡两端的电压U2A1V1V2A2Rn1n2~A9A1V1V2A2R图13-2-4之比为（）A、1:1B、2:1C、3:1D、4:15、图5-52所示为理想变压器，3个灯泡L1，L2，L3都标有“5V，5W”，L4标有“5V，10W”．若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1∶n2和输入电压u应为（）A．2∶1，25伏B．1∶2，20伏C．1∶2，25伏D．2∶1，20伏6、用理想变压器向负载供电，变压器的输入电压不变，如图图13-2-4所示，如果负载电阻的滑动触头向上移动，则图中所有交流电表的读数及变压器输入功率的变化情况为（）A．V1、V2不变，A1增大、A2减小，P增大B．V1、V2不变，A1、A2增大，P增大C．V1、V2不变，A1、A2减小，P减小D．V1不变、V2增大，A1减小、A2增大，P减小7.如图所示，理想变压器给负载R供电．保持输入的交变电压不变，各交流电表对电路的影响不计。当负载电阻的滑动触头向下移动时，图中各交流电表的示数及变压器的输入功率P的变化情况是（）A.V1和V2不变，A1增大，A2减小，P增大B.V1和V2不变，A1和A2增大，P增大C.V1和V2不变，A1和A2减小，P减小D.V1不变，V2增大，A1减小，A2增大，P减小8.如图所示，理想变压器输入的交变电压为U1，原线圈中的电流为I1。下列说法中正确的是KabRU1A1V1V2A2Rn1n210图13-2-8A.保持U1及R不变，将K由a改接到b时，I1将减小B.保持U1及R不变，将K由b改接到a时，R的功率将增大C.保持U1及K不变，将R增大时，I1将增大D.K不变，U1增大，I1将增大9、如图13-2-8所示的变压器，当通以交流电时，每一个线圈产生的磁通量只有一半通过另一线圈，另一半通过中间臂，已知线圈1、2匝数之比n1:n2，当线圈1输入电压U时，线圈2输出电压是________V，当线圈2输入电压U时，线圈1输出电压是________V，10.钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图（a）中电流表的读数为1.2A。图（b）中用同一电缆线绕了3匝，则（）A.这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为2.4AB.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4AC.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6AD.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图（b）的读数为3.6A11.调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。AB间加上正弦交流电压U，移动滑动触头图（a）A铁芯图（b）UABRQPA11P的位置，就可以调节输出电压。在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q。则（）Ａ.保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大Ｂ.保持P的位置不动，将Q向上移动时，电流表的读数变小Ｃ.保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变大Ｄ.保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向移动时，电流表的读数变小12.如图所示，理想变压器初级线圈接交变电压u，次级线圈a仅有1匝，外电路是一匝同样材料，同样大小的线圈b，且a的横截面积是b的2倍。此时测得次级线圈和外电路连接处两点间的电压为3.2V。若将a、b线圈的位置对调后，再测次级线圈和外电路连接处两点间的电压将是多少伏？bua12专题四：远距离输电1、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各用户．设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器总功率的增加将导致（）A．升压变压器初级线圈中的电流变小B．升压变压器次级线圈两端的电压变小C．高压输电线路的电压损失变大D．降压变压器次级线圈两端的电压变小2.一台交流发电机的输出电压为250V，输出功率为100kW，向远处输电用的输电线总电阻为8Ω。为了使输电线上损耗的功率不超过输送总功率的5%，且用户端刚好能得到220V交变电压，求：供电端的升压变压器和用户端的降压变压器的变压比应分别是多少？3.某发电站的输出功率为104kW，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电。已知输电导线的电阻率为ρ=2.4×10-8Ωm，导线横截面积为1.5×10-4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：⑴升压变压器的输出电压；⑵输电线路上的电压损失。4、图5-43为一输电系统，A地有一台升压变压器，B地有一台匝数比为10∶1的降压变压器，使120盏标有“120V,100W”的灯正常工作，A、B两地输电线的电阻是20Ω，求：(1)升压变压器输出端的电压．(2)若不用变压器，要在B地得到同样大小的电流和电功率，那么在13A地要用多大的电压将电能输出？(3)两情况下输电线上损耗功率之比是多少？5、发电机的端电压220v，输出电功率44kw，输电导线的电阻为0.2Ω，如果用原副级线圈匝数比为1:10的升压变压器，经输电线后，再用原副级线圈匝数比为10:1的降压变压器降压供给用户。（1）画出全过程的示意图（2）