第五章-交变电流单元测试题

图1图2第五章交变电流单元测试题班级姓名座号评分一、选择题1．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生正弦式交流电。当线圈转到中性面位置时，下列说法正确的是（）A．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大B．穿过线圈的磁通量最小，线圈中的感应电动势最小C．穿过线圈的磁通量最小，线圈中的感应电动势最大D．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最小2．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T，从中性面开始计时，当转过四分之一个周期的时间时，感应电动势的瞬时值为2V，则此交变电动势的有效值为（）A．22VB．2VC．2VD．22V3．如图甲所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，若从图示位置开始计时，并规定电流方向abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是图乙所示的是（）4．有两个电容分别为C1=5μF,C2=3μF电容器，分别加在峰值一定的交流电源上，比较下列哪种情况通过电容器的电流强度最大A.在C1上加f=50Hz的交变电流B.在C2上加f=50Hz的交变电流C.在C1上加f=60Hz的交变电流D.在C2上加f=60Hz的交变电流5．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6．如图所示，某电子电路的输入端输入的电流既有直流成份，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，有下列说法：①L在此的功能为通直流，阻交流，叫高频扼流圈②L在此的功能为通高频，阻低频，叫低频扼流圈③C1在此的功能为通交流，阻直流，叫隔直电容④C2在此的功能为通高频，阻低频，叫高频旁路电容。以上说法中正确的有（）A．①和③B．①和④C．②和③D．③和④7、远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是（）A、输电线上的电功率损失是原来的1nB、输电线上的电功率损失是原来的21nC、输电线上的电压损失是原来的1nD、输电线上的电压损失是原来的21n8、超导材料电阻降为零的温度称为临界温度，1987年我国科学家制成了临界温度为90K的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电，现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4Ω,它提供给用电器的电功率为40kW，电压为800V，如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（）A、1kWB、1.6×103kWC、1.6kWD、10kW9．远距离输送交变电流都采用高压输电，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①可节省输电线的铜材料②可根据需要调节交流电的频率③可减少输电线上的能量损失④可加快输电速度以上说法中正确的是（）输出输入1CC2LA．①和③B．②和④C．①和②D．③和④10、在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为n1=600,n2=120,电源电压U1=220V，原线圈中串联一个0.2A的保险丝。为保证保险丝不被烧毁，则（）A、负载功率不能超过44WB、副线圈电流最大值不能超过1AC、副线圈电流有效值不能超过1AD、副线圈电流有效值不能超过0.2A11．理想变压器的原、副线圈匝数比为10：1，副线圈接上一个22Ω的负载电阻．如果原线圈接在220V的交流电源上，则副线圈中的电流为（）A．10AB．210AC．1AD．310A12．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=4:1,当导体棒向右匀速切割磁感线时，电流表A1的读数是12mA,则副线圈中电流表A2的读数应该为（）A、3mAB、48mAC、0D、与R阻值有关13．如图所示,理想变压器的原线圈接在交流电源上,副线圈降压后通过有一定阻值的输电线路接上负载.○A和○V是交流电表,原来开关K闭合,现将K断开,则()A、○V示数增大，○A示数增大B、○V示数增大，○A示数减小C、○V示数减小，○A示数减小D、R1消耗的功率将增大14．在没有实行农村电网改造前，中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其中客观原因是电网陈旧。在进行农网改造时，为减小远距离输电的损耗而降低电费价格可采取的措施是（）A．提高输送功率B．增大输送电流C．提高输电电压D．减小输电导线的横截面积15．“二分频”音箱内有高、低两个扬声器。音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动。如图为音箱的电路简化图，高低频混合电流由a、b端输入，L是线圈，C是电容器。则下列说法中正确的是（）A．甲扬声器是高音扬声器B．C的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C．L的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D．乙扬声器的振幅一定大二、填空题16．矩形线圈abcd的边长40cdabcm,30dabccm,共有200匝，以300r/min的转速在磁感强度为0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴OO′匀速转动,在0t时刻处于如图所示位置.此线圈产生的感生电动势最大值mE=Ｖ，有效值为E＝Ｖ，感电动势瞬时值表达式e＝Ｖ.17．根据右图所示的i－t图象写出电流瞬时值表达式i=.18．一个电热器接在最大值36Ｖ交流电源上，产生电功率为Ｐ，若接到某直流电源上产生热功率为2p，忽略电阻随温度的变化，则所接直流电压Ｕ＝Ｖ.19．有一个电子器件，当其两端电压高于100V时则导电，等于或低于100V时则不导电，若把这个电子器件接到2100V、50Hz的正弦交流电源上，这个电子器件每秒钟内导电次数为________，每次导电时间为________。20、某发电厂发出11kV的交流电，用总电阻为20Ω的电缆进行远距离输电，输送的电功率为2.2×106W。则电缆上损失的电功率为_______W。若用220kV高压输电，输送相同的电功率，则电缆上损失的电功率为______W.21．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数分别为nl和n2，当负载电阻R中流过的电流为I时，原线圈中流过的电流为；现减小负载电阻R的阻值，则变压器的输入功率将（填“增大”、“减小”或“不变”）．22．正弦交流电是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的。线圈中感应电动势随时间变化的规律如图所示，则此感应电动势的有效值为_______V，频率为_______Hz。Ａ/iO2.02.02.04.0ｓ/tabcdOO三、计算题23．如图所示，边长为a的单匝正方形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，以OO边为轴匀速转动，角速度为，转轴与磁场方向垂直，线圈电阻为R，求（1）线圈从图示位置转过2的过程中产生的热量Q。（2）线圈从图示位置转过2的过程中通过线圈某截面的电量q。24．我国为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站。某一水电站发电机组设计为：水以13/ms的速度流入水轮机后，以21/ms的速度流出，流出水位比流入的水位低10m，水流量为Q=10m3/s,水轮机效率为75%，发电机效率为80%。试问：（1）发电机组的输出电功率是多少？（2）如果发电机输出电压为240V，用户需电压220V，输电线路中能量损失为5%，输电线电阻为503，那么所需升、降压变压器的原、副线圈匝数比分别是多少？25．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（1）升压变压器的输出电压；（2）输电线路上的电压损失。26．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=1Ω，外电路电阻R=99Ω。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3过程中，通过外电阻的电荷量是多少。参考答案与解析部分1．D2．C3．C4．C5．B6．D7．BC8．A9.A10．AC11．C12．C13．BD14．C15．B16．48π；224；48πsin10πt17．0．2sin5πt18．1819．100次；0.005s。（提示：由于电源的路端电压的有效值为100V，而最大值为2100V，所以一个周期内有两次导电，结合电源的频率为50Hz，故每秒内导电次数为100次。由于电压的瞬时值公式为100sin2100uπtV，将100uV代入，得一次不通电的时间为4001s，一个周期内有4次不通电的时间，共计0.01s。而两次不通电时间一共0.01s，所以每次不通电时间为0.005s。）20、8×105W2000W21．Inn12增大22．220（或22311）；5023．（1）RaB442；（2）RBa2。解析(1)线圈转动中感应电动势的峰值2aBEm，感应电流的有效值为RaBREIImm2222。线圈转过2的时间24Tt，所以在转动过程中产生的热量为RaBRRaBRtIQ42)2(42222（2）线圈转过2过程中的感应电动势和感应电流的平均值分别为RBaREIBatE222,，所以在转动过程中流过导体截面的电量为RBaRBatIq222224．（1）624kW（2）433:2600026945:433解：（1）水轮机获得的机械能为)](21[2221vvmmghEk×75﹪=)](21[2221vvQtghQt×75﹪，代入数据，得41078kEt则发电机的输出电能：kEE电80﹪=t310624发电机的输出功率：624/0tEP电KW（2）发电机的输出电流为2600240106243101UPIA输电线路损失0PP×5﹪=3102.31W输电电流由焦耳定律得，RPI/22，得3.432IA则升压变压器原副线圈匝数比26000:433::1221IInn用户端降压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率30108.592PPPW输出电流5.2694220108.592323UPIA所以用户降压变压器原副线圈匝数比433:26945::2343IInn25．（1）80kV；（2）0.32kV解析：设线路电阻为R，线路的损失功率为P损，线路的损失电压为U损，发电站的输出功率为P，升压变压器的输出电压为U。由电阻定律，得R=438105.11080104.2SlΩ=25.6Ω线路损失的功率P损=RIP2%40则损失的功率6.25101004.0%434RPIA=125A所以升压变压器的输出电压为U=125101034IPV=8×104V输电线路上的电压损失U损=IR=125×25.6V=3200V26．（1）i=6.28sin100πt；（2）1.95×103W；（3）5×10-3C。解析：（1）电动势的最大值：Em=nBωL2=200πV=628V，根据闭合电路欧姆定律得：Im=rRRm=6.28A，故交变电流瞬时值表达式：i=6.28sin100πt。（2）电流的有效值I=m21I，由P=I2R得外电阻上消耗功率P=(m21I)2R=1.95×103W（3）从计时开始到线圈转过3过程中，平均感应电动势由E=nt得：E=ntBLn2tcos602mm平均电流：rREI=nBL2／2(R+r)·Δt，通过外电阻的电荷量：q=I·Δt=22()nBLRr=1