交变电流章节练习题

第十七章交变电流练习一交变电流的产生和变化规律一、选择题(每题5分，共50分)11.A对于图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列描述正确的是A.电流的大小变化，方向也变化，是交变电流B.电流的大小变化，方向不变，不是交变电流C.电流的大小不变，方向不变，是直流电D.电流的大小不变，方向变化，是交变电流答案：B2.A矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，经过中性面时，以下说法正确的是A.线圈平面与磁感线方向垂直B.线圈中感应电流的方向将发生改变C.通过线圈平面的磁通量最大D.通过线圈的感应电流最大答案：ABC3.A矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50V，那么该线圈由图所示位置转过30°时，线圈的感应电动势大小为A.50VB.253VC.25VD.10V答案：B4.A如图所示，线框在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是A.磁通量和感应电动势都在变大B.磁通量和感应电动势都在变小C.磁通量在变小，感应电动势在变大D.磁通量在变大，感应电动势在变小答案：D5.B一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间变化如图所示，下面说法正确的是A.t1时刻通过线圈的磁通量为零B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当e改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大答案：D6.B一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=2202sin100πt(V)，则A.交流电的频率是100πHzB.t=0时线圈垂直于中性面C.交流电的周期是0.02sD.t=0.05s时，e有最大值答案：BC7.B某交流电动势的瞬时值e=Emsinωt，若将转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势的瞬时值为A.Emsin2ωtB.EmsinωtC.2EmsintωD.2Emsin2ωt答案：D8.B如图所示，一闭合单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，除了转轴分别为OO'和ab边外，其他条件均相同，则这两种情况下，线圈所产生的电流A.变化规律不同B.最大值不同C.瞬时值不同D.一切均相同答案：D9.B某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，如果其他条件不变，使线圈的转速加倍，则交流电动势的最大值和周期分别为A.400V，0.02sB.200V，0.02sC.400V，0.08sD.200V，0.08s答案：B10.B一个长直螺线管通有交变电流，把一个带电粒子沿管轴射入管中，如不计粒子的重力和空气的阻力，粒子将在管中A.做圆周运动B.沿轴线来回运动C.做匀加速直线运动D.做匀速直线运动答案：D二、填空题(每空4分，共24分)11.B一闭合线圈在匀强磁场中做匀速转动，线圈的转速为240rad／min，当线圈平面转至与磁场方向平行时，线圈的电动势为2V，设线圈从中性面开始转动，则线圈所产生的电动势瞬时值表达式为________V，在481s时的电动势为________V.答案：D12.B一个面积为S的单匝矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为转轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，感应电动势的最大值和周期可由图中读出.则磁感强度B=________；在t=12T时刻线圈平面与磁感强度的夹角等于________.答案：EmT／(2πS)，30°或150°13.B如图所示，矩形线框ABCD放置在方向与线框所在面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为2T，线框绕AB边以每秒50转的转速匀速转动.当线框从图示位置转过4弧度后，感应电动势的瞬时值为2πV，若AB边长为0.1m，则AD边长为________m.若其他条件不变，仅将转速增加1倍，感应电动势的最大值为________V.答案：0.14，17.8三、计算题(每题13分，共26分)14.B如图所示，边长为0.5m的正方形线框ABCD绕AB边在匀强磁场中匀速转动，AB边和磁场垂直，转速为每秒50转，磁感应强度为0.4T.求：(1)感应电动势的最大值；(2)在转动过程中，当穿过线框的磁通量为0.05Wb时，感应电动势的瞬时值为多大?答案：解：(1)ω=2πn=314rad／sEm=BωS=31.4V(2)φm=BS=0.1Wb由φ=φmcosrheta得cosθ=21m，θ=60°E=Emsinθ≈27.2V15.C10匝线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变电动势e=102sin20πt(V).求：(1)t=0时，线圈内磁通量φ和磁通变化率；(2)线圈从中性面开始转动180°过程中，感应电动势的平均值和最大值之比.答案：解：(1)t=0时，电动势的瞬时值为零，即磁通量的变化率为零，t=0，可见线圈在中性面位置，穿过线圈的磁通量为最大值φm.由Em=nφmω，得φm=Em／nω=102/(10×20π)(Wb)=2.25×10-2Wb(2)线圈从中性面开始转动180°过程中，感应电动势的平均值为：E=nt=5T.02nBS=4nBS／T∴mEE=2：π练习二表征交变电流的物理量一、选择题(每题5分，共50分)1.A由交流电动势瞬时值表达式e=102sin4πt(V)，可知A.此交流电的频率是4π(Hz)B.此交流电的周期是0.5sC.当t=0.5s时，此交流电动势有最大值D.当t=0时，产生此交流电的线圈平面与中性面重合答案：BD2.A下面关于交变电流的说法中正确的是A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的最大值B.用交流电表测定的读数值是交流电的瞬时值C.给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D.跟交变电流有相同热效应的直流电的数值是交变电流的有效值答案：CD3.A在相同的时间内，某正弦交流电通过一阻值为100omega的电阻产生的热量，与一电流强度为3A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则A.此交流电的电流的有效值为3A，最大值为32AB.此交流电的电流的有效值为32A，最大值为6AC.电阻两端的交流电压的有效值为300V，最大值为3002VD.电阻两端的交流电压的有效值为3002V，最大值为600V答案：AC4.A一只低压教学电源输出的交变电压瞬时值U=102sin314t(V)，关于该电源的规格和使用，以下说法正确的是A.这只电源可以使10V2W的灯泡正常发光B.这只电源的交变电压的周期是314sC.这只电源在t=0.01s时电压达到最大值D.“10V2μF”电容器不能接在这只电源上答案：AD5.A一个电阻接在10V的直流电源上，它的发热功率为P，当接到电压U=10sinωt(V)的交流电源上，它的发热功率是A.0.25PB.0.5PC.PD.2P答案：B6.A在如图所示电路中，已知交流电源电压U=200sin(100πt)V，电阻R=100omega.则电流表和电压表的读数分别为A.1.41A，200VB.1.41A，141VC.2A，200VD.2A，141V答案：B7.B一个接在某直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1，若把它接到电压最大值与直流电压相等的交流电源上，该电热器所消耗的电功率为P2，则P1：P2为A.2：1B.1：2C.1：1D.1：2答案：B8.B把电热器接到110V的直流电源上，每秒产生的热量为Q，现把它接到交流电源E，每秒产生的热量为2Q，则交流电压的最大值是A.1102vB.2202VC.220VD.110V答案：B9.B右图表示一交变电流随时间而变化的图象，此交流电流的有效值是A.52AB.5AC.2AD.3.5A答案：B10.B正弦交流电压U=50sin314t(V)，加在一氖管两端，已知当氖管两端的电压达到252v时才开始发光，则此氖管在一个周期内发光的总时间为A.0.02B.0.0025sC.0.01sD.0.005s答案：C二、填空题(每空3分，共18分)11.B如图所示为某正弦交变电流的图象，其最大值为________，周期为________，线圈转动的角速度为________，电流的瞬时值表达式为________.答案：20A，0.02s，314rad／s，i=20sin314t(A)12.B将一电热器接在10V直流电源上，在时间t内可将一壶水烧开.现将电热器接到一个U=10sinωt(V)的交变电源上，煮开同一壶水需时间________；若接到另一交流电源上，需要时间为t／3，那么这个交流电源最大值为________.答案：2t106(V)三、计算题(13题10分，14题、15题各11分，共32分)13.B某电路两端交流电压u=Usin100πt(V)，在t=0.005s时刻，电压u值为10V.求接在此电路两端的电压表示数.如将阻值为R的电阻接在此交流电压上时功率为P；而改接在电压为U0的直流电压上时功率为P／2，求U0值.答案：解：根据u=Umsin100πt，代人t=0.005s时的电压值，10=Umsin0.5π得Um=10V而交流电压表的示数反映的是有效值故U=mU21=7.07V由功率关系P=RU2和RUP2120得所求直流电压的值U0=21U=mU21=5V14.B一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动.线圈匝数n=100.穿过每匝线圈的磁通量φ随时间按正弦规律变化，如图所示.发电机内阻r=5.0omega，外电阻R=95omega，.已知感应电动势的最大值Em=nφmω，其中φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求串联在外电路的交流电流表(内阻不计)的读数.答案：解：由题中可知感应电动势的最大值：Em=nωφm①设线圈在磁场中转动的周期为T，则有ω=T2②根据欧姆定律，电路中电流的最大值为Im=rREm③设交流电流表的读数为I，它是有效值，则I=mI21④由题中的φ-t图线可读出：φm=1.0×10-2WbT=3.14×10-2s解以上各式，并代人数据得I=1.4A15.C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=1omega，外电路电阻R=99omega.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?答案：解：(1)电动势的最大值：Em=nBωL2=200π=628(V)根据闭合电路欧姆定律得Im=rRRm=6.28A故交变电流瞬时值表达式：i=6.28sin100πt(2)电流的有效值I=mI21由P=I2R得外电阻上的消耗功率：P=(mI21)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Et2BLntcos60n2mm平均电流：rREI=nB2L2／2(R+r)·Δt通过外电阻的电荷量：q=I·Δt=rR2LnB225×10-3C练习三电感和电容对交变电流的影响一、选择题(每题5分，共50分)1.A关于电感对交变电流的影响，下列说法中正确的是A.电感不能通直流电流，只能通交变电流B.电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同C.同一只电感线圈对频率低的交变电流的阻碍较小D.同一只电感线圈对频率高的交变电流的阻碍较小.答案：C2.A如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率增加时A.电容器电容增大B.电容器电容减小C.电灯变暗D.电灯变亮答案：D3.A两个相同的灯泡L1和L2，分别与两个相同的电容器C1和C2连接，如图所示.图中甲电路两端加恒定电压U1，乙电路两端加最大值1.2U1的正弦交变电压U2，则此两灯的发光情况是A.L1灯比L2灯亮B.L1灯发光，L2灯不发光C.L1灯不发光，L2灯发光D.两灯亮度相同答案：C4.B如图所示的交流电路中，如果电源电动势的最大值