交变电流试题

交变电流试题一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分。)1．(2013·乌鲁木齐一中月考)如图所示为理想变压器原线圈所接交流电压的波形．原、副线圈匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中电流表的示数为1A，下列说法中正确的是()A．变压器副线圈的电流为0.1AB．变压器的输出功率为200WC．变压器输出端的交流电的频率为100HzD．此变压器为升压变压器解析：本题考查变压器和图象分析．对于理想变压器，输出功率等于输入功率．设副线圈电流为I2，则有公式U2I2＝U1I1,20I2＝200，I2＝10A，故A选项错误；输出功率P＝U2I2＝U1I1＝200W，故B选项正确；由图象可知周期T＝0.02s，f＝1T＝50Hz，故C选项错误；由题意知此变压器为降压变压器，故D选项错误．本题难度中等．答案：B2．(2013·焦作质检)如图所示，原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器正常工作时，以下说法不正确的是()A．原、副线圈磁通量之比为2∶1B．原、副线圈电流之比为1∶2C．输入功率和输出功率之比为1∶1D．原、副线圈磁通量变化率之比为1∶1解析：本题考查变压器的基本知识．对理想变压器，原、副线圈绕在同一铁芯上，磁通量及磁通量变化都相同；输入功率等于输出功率；电流与匝数成反比．故本题选A.答案：A3．(2013·沈阳二模)如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为5∶1，交流电源的电压u＝2202sin100πt(V)，电阻R＝44Ω，电压表、电流表均为理想电表．则下列说法中正确的是()A．交流电的频率为100HzB．电阻R上的功率为1100WC．电压表V的示数为442VD．电流表A1的示数为0.2A解析：本题考查交流电及变压器基本知识．由U＝2202sin100πt(V)可得：f＝ω2π＝100π2π＝50Hz，A错；原线圈电压有效值U1＝220V，由U1U2＝n1n2得U2＝44V，电压表V示数为44V，C错；I2＝U2R＝1A，又由I1I2＝n2n1得I1＝0.2A，R上消耗功率P＝I2V2＝44W，B错，D对．答案：D4．(2013·北京海淀期末)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是()A．副线圈输出电压的频率为50HzB．副线圈输出电压的有效值为31VC．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小D．P向右移动时，变压器的输出功率增加解析：本题重在考查交变电流的相关概念及变压器．由图甲知交变电流的周期为T＝0.02s，则其频率为f＝1T＝50Hz，变压器不改变交变电流的频率，选项A对；原线圈中电流的有效值为220V，由U1U2＝n1n2，得U2＝n2n1U1＝22V，选项B错；由I1I2＝n2n1可知电流比不变，C错；当P向右移动时，副线圈回路中的总电阻减小，输出电流增大，输出功率增加，选项D对．答案：AD5．(2013·湖北重点中学联考)如图所示的交流电路中，理想变压器原线圈输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表．当滑动变阻器R的滑动头向下移动时()A．灯L变亮B．各个电表读数均变大C．因为U1不变，所以P1不变D．P1变大，且始终有P1＝P2解析：本题考查理想变压器原理以及动态电路问题．因为U1不变，匝数比不变，所以副线圈的端电压U2不变，当滑动变阻器R的滑动头向下移动时，造成副线圈回路的总电阻减小，副线圈干路电流I2增大，电压表读数U＝U2－I2R0减小，灯L变暗，A、B错误；输出功率P2＝U2I2增大，因变压器输出功率决定输入功率，所以输入功率P1增大，C错误，D正确．本题难度易．答案：D6．(2013·北京西城)如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1∶n2＝10∶1，接线柱a，b接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示．变压器右侧部分为一火灾报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，R1为一定值电阻．下列说法中正确的是()A．电压表示数为22VB．当传感器R2所在处出现火灾时，电压表的示数减小C．当传感器R2所在处出现火灾时，电流表的示数减小D．当传感器R2所在处出现火灾时，电阻R1的功率变小解析：本题考查交变电流和变压器原理．由图象可知交变电流的电压有效值为220V，因为原副线圈的匝数比为10∶1，故变压器副线圈的输出电压为22V，而电压表测的是R2两端的电压，所以小于22V，故A错误；当传感器R2处出现火灾时，热敏电阻R2的阻值随温度升高而减小，变压器的输出电压不变，热敏电阻与定值电阻R1分压，故R2的分压减小，电压表示数变小，B正确；R2减小时，变压器的负载电阻减小，电流增大，则原线圈的电流也增大，所以电流表的示数增大，C错误；由于负载电路的电流增大，电阻R1消耗的功率也增大，故D也错误．难度中等．答案：B7．(2013·天津河西质量调查)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A．升压变压器的输出电压增大B．降压变压器的输出电压增大C．输电线上损耗的功率增大D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析：本题考查变压器及远距离输电中的电压、电流、功率等的关系．由U1U2＝n1n2，知升压变压器的输出电压U2不变，选项A错；输出功率增大时，输电线路上的电流增大，则输电线上的损失电压ΔU增大，则降压变压器的输入电压U3＝U2－ΔU减小，由U3U4＝n3n4知降压变压器的输出电压减小，选项B错；输电线的损失功率P损＝I2r增大，选项C对；输电线的损耗功率占总功率的比例为η＝P损P总＝I·ΔUIU2＝ΔUU2增大，选项D对．故正确选项为CD.答案：CD8．(2013·陕西质检)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10∶1，R1＝20Ω，R2＝10Ω，C为电容器，原线圈所加电压u＝2202sin100πt(V)．下列说法正确的是()A．通过电阻R3的电流始终为零B．副线圈两端交变电压的频率为50HzC．电阻R2的电功率为48.4WD．原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10∶1解析：因为是交流电，所以电容C可以充放电，有电流通过R3，A错误；原、副线圈交变电压频率就是交流电频率f＝1T＝ω2π＝100π2π＝50Hz，B正确；根据变压器变压比公式U1∶U2＝n1∶n2，U1＝220V，U2＝22V，所以电阻R2的电功率为P2＝U22R2＝222210W＝48.4W，C正确；原、副线圈的磁通量变化率之比为1∶1，D错误．本题难度易．∶答案：BC9．(2013·浙江金华十校期末)图乙为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．发电机线圈内阻为1.0Ω，外接灯泡的电阻为9.0Ω，则()A．电压表的示数为6VB．在＝1×10－2s的时刻，穿过线圈磁通量为零C．若线圈转速改为25r/s，则电动势有效值为3VD．若线圈转速改为25r/s，则通过电灯的电流为1.2A解析：考查交变电流的产生、图象、最大值、有效值等问题．电压表的示数是交流电有效值U＝ER＋rR＝69＋1×9V＝5.4V，A错误；t＝10－2s时感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，B错误；原来线圈的转速为n＝ω2π＝2π2πT＝50r/s，当线圈的转速改为25r/s时，感应电动势的最大值为62/2V＝32|V，有效值为3V，C正确；通过灯泡的电流为0.3A，D错误．难度：中．答案：C10．(2013·南京调研)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，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R，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u＝2202sin100πtV，降压变压器的副线圈与阻值R0＝11Ω的电阻组成闭合电路．若将变压器均视为理想变压器，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∶1C．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的输入功率解析：本题考查了理想变压器、远距离输电有关知识．降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220V，所以通过R0电流的有效值是20A，A选项正确；降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，根据U1U2＝n1n2，I1I2＝n2n1，所以降压变压器原线圈两端电压为880V，电流为5A，B选项正确；升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线的总电阻R的损失电压，C选项错误；根据能量守恒，升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率加上输电线的损失功率，D选项正确．本题难度较低．答案：ABD11．(2013·浙江五校联考)图甲是某同学设计的电容式位移传感器原理图，其中右板为固定极板，左板为可动极板，待测物体固定在可动极板上．若两极板所带电量Q恒定，极板两端电压U将随待测物体的左右移动而变化，若U随时间t的变化关系为U＝at＋b(a、b为大于零的常数)，其图象如图乙所示，那么图丙、图丁中反映极板间场强大小E和物体位移随t变化的图线是(设t＝0时物体位移为零)()A．①和③B．②和④C．②和③D．①和④解析：由公式：C＝QU＝ES4πkd，及板间电场强度E＝Ud，可知板间距离发生变化时，E不变，故图线①对②错；板间距离d＝d0＋x，由于根据U＝at＋b，可知板间电压均匀增大，即d均匀增大，说明可动极板向左移动的位移x随时间t均匀增加，表明可动极板匀速向左运动，故图线④对③错．答案：D12．(2013·广州综合测试)如图所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度ω匀速转动．t＝0时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则()A．t＝0时，线圈中的感应电动势最大B．1s内电路中的电流方向改变了ω2π次C．滑片P向下滑动时，电压表的读数不变D．线圈匀速运动的角速度ω变大时，电流表的读数也变大解析：本题考查交流电的产生．由题意可知：线圈在t＝0时处于中性面位置，感应电动势最小，为0，A错；1s内线圈转过ω2π圈，每一圈电流方向改变两次，所以电流方向改变次数为ωπ，B错；电压表测量的是路端电压，P向下滑时，外电阻R阻值增加，电压表示数增大，C错；线圈转动速度ω增大时，由E－＝22BSω得，感应电动势有效值增加，电流有效值也增加，即电流表示数增加，D对．答案：D二、计算题(本题共4小题，共52分。写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。)13．(2013·浙江宁波十校联考)(12分)如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝；线圈总电阻r＝1Ω，外接电阻R＝9Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝1πT，线圈以角速度ω＝100πrad/s匀速转动．(1)若线圈经图示位置时开始计时，写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式；(2)求通过电阻R的电流有效值．解析：(1)Em＝NBSω＝100×1π×0.05×100V＝500Ve＝Emsinωt所以：e＝500sin100πt(V)(2)流过R的最大电流：Im＝EmR＋r＝5009＋1A＝50A流过R电流的有效值：I＝Im2＝252A本题考查交流电的原理、法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律等知识．14．(2013·北京东城期末)(14分)如图所示，n＝50匝的矩形线圈abcd，边长ab＝20cm，bc＝25cm，放在磁感应强度B＝0.4T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动，转动角速度ω＝50rad/s，线圈的总电阻r＝2Ω，外电路电阻R＝8Ω.试求：(1)线圈在图示位置(线圈平面与磁感线平行)时，感应电动势的大