1交变电流专题

第一讲交变电流及其应用1．（08）一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10Ω的电阻。则A．流过电阻的电流是20AB．与电阻并联的电压表的示数是1002VC．经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD．变压器的输入功率是1×103W2．（10）在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R。闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I。然后，断开S。若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图像是A．B．C．D．3．（11）某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈L，小灯泡A，开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大C．线圈电阻偏大D．线圈的自感系数较大4．（12）一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为0.5P。如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为A．5VB．V25C．10VD．V2105．（12）物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环，闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起。某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动，对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是A．线圈接在了直流电源上B．电源电压过高C．所选线圈的匝数过多D．所用套环的材料与老师的不同6．（13）如图，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，金属杆MN在平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，MN中产生的感应电动势为El；若磁感应强度增为2B，其他条件不变，MN中产生的感应电动势变为E2。则通过电阻R的电流方向及E1与E2之比El∶E2分别为A．c→a，2∶1B．a→c，2∶1C．a→c，1∶2D．c→a，1∶27．（10华约）匀强磁场中有一长方形导线框，分别以相同的角速度绕图a、b、c、d所示的固定转轴旋转，用Ia、Ib、Ic、Id表示四种情况下线框中电流的有效值，则A．adIIB．abIIC．bcIID．cdII8．（天津13）普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接。图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则A．ab接MN、cd接PQ，IabIcdB．ab接MN、cd接PQ，IabIcdC．ab接PQ、cd接MN，IabIcdD．ab接PQ、cd接MN，IabIcd9．（四川13）用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图像如图所示，则A．变压器输入功率约为3.9WB．输出电压的最大值是110VC．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D．负载电流的函数表达式：i=0.05sin(100πt+2)A10．（山东13）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是A．电流表的示数为10AB．线圈转动的角速度为50πrad/sC．0.01s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左11．（江苏13）如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光。要使灯泡变亮，可以采取的方法有A．向下滑动PB．增大交流电源的电压C．增大交流电源的频率D．减小电容器C的电容12．（海南13）通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s。电阻两端电压的有效值为A．12VB．410VC．15VD．85Vu/Vt/×10-2sO2202123-2202i1tt′OIi1tt′OIi2tt′OIi2tt′OIL++L1L2SER++L2SELA铁芯线圈套环acRbdvBMNabcdAMNPQ~t/si/A00.05-0.050.010.02t/×10-2sNSAABCDO′OREF图甲i/AO12102-102图乙1i/At/s0.50.10.2-0.1-0.20abcd13．（广东13）如图5，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1，V和A均为理想电表，灯泡电阻R1=6Ω，AB端电压u1=122sin100πt（V）。下列说法正确的是A．电流频率为100HzB．V的读数为24VC．A的读数为0.5AD．变压器输入功率为6W14．（福建13）如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r=1.0Ω，外接R=9.0Ω的电阻。闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势102sin10(V)et，则A．该交变电流的频率为10HzB．该电动势的有效值为102VC．外接电阻R所消耗的电功率为10WD．电路中理想交流电流表A的示数为1.0A15．一台发电机最大输出功率为4000kW。电压为4000V，经变压器Tl升压后向远方输电。输电线路总电阻R=1kΩ。到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的l0％，变压器Tl和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态。则下列判断正确的是A．Tl原、副线圈电流分别为103A和20AB．T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220VC．Tl和T2的变压比分别为1∶50和40∶1D．有6×104盏灯泡（220V、60W）正常发光16．调压变压器是一种自耦变压器，其构造如图所示。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P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，电流表的读数变大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17．如图，是通过变压器降压给用户供电的示意图。变压器输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，开关S闭合后，相当于接入电路中工作的用电器增加。如果变压器上的能量损失可以忽略，则关于开关S闭合后，以下说法正确的是A．电表V1示数不变，V2示数减小B．电表A1、A2示数均增大C．原线圈输入功率减小D．电阻R1两端的电压减小18．如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO´以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ=45º时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是A．B．C．D．19．如图所示，abcd是交流发电机的矩形线圈，ab=30cm，bc=10cm，共50匝，它在B=0.8T的匀强磁场中绕中心OO′顺时针方向匀速转动，转速为480r/min，线圈的总电阻为r=1Ω，外电阻为R=3Ω，试求：⑴线圈从图示位置转过1/4转的过程中，电阻R上产生的热量和通过导线截面的电量；⑵从图示位置开始计时，电流的瞬时值表达式；电流表和电压表的读数；⑶从图示位置转过180°过程中的平均感应电动势。20．如图甲所示，是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图，图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定转轴上的矩形线圈，转轴过bc边中点，与ab边平行，它的一端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图乙所示。当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线圈在磁极间转动，产生正弦交变电流，给车头灯供电。已知自行车车轮半径r=35cm，线圈有n=800匝，线圈横截面积S=20cm2，总电阻R1=40Ω，磁场的磁感应强度B=0.01T，车头灯电阻R2=10Ω。假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动，当车轮转动的角速度ω=8rad/s时，求：⑴发电机线圈转动的角速度；⑵车头灯中电流的有效值。21．（08）风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置。其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等，如图所示。⑴利用总电阻R=10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率P0=300kW，输电电压U=10kV，求导线上损失的功率与输送功率的比值；⑵风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。⑶已知风力发电机输出电功率P与Pm成正比。某风力发电机在风速v1=9m/s时能够输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。AVABLn1n2u1图5erRAS～UABRQPAR0～A1V1V2R1R2SA2i/AOt/sπ2ππ23π2π2i/AOt/sπ2ππ23π2π2i/AOt/sπ2ππ23π2π2i/AOt/sπ2ππ23π2π2图bb(c)(d)aB45ºO´bacdOB图ar风轮机叶片齿轮箱与发电机风力发电机示意图AVRbcadBOO’甲乙参考答案1．D2．B3．C4．C5．D6．C7．AD8．B9．A10．AC11．BC12．B13．D14．D15．ABD16．BC17．BD18．D19．20．21．⑴0.03⑵3221vrPm，增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等。⑶8×105kWh