高二物理交流电期末复习专练

高二物理六流电期末复习专练（2）“交流电”练习题1.矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示.下列说法中正确的是（D）A.此交流电的频率为0.2HzB.此交流电动势的有效值为1VC.t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为1001Wb2.在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图所示.当变压器输入电压发生变化时，可上下调节P1、P2的位置，使输出电压稳定在220V上.现发现输出电压低于220V，下列措施不正确．．．的是(C)A.P1不动，将P2向上移B.P2不动，将P1向下移C.将P1向上移，同时P2向下移D.将P1向下移，同时P2向上移3.如图所示为理想变压器，三个灯泡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∶n1和ab间电压应为（A）A．2∶1，25VB．2∶1，20VC．1∶2，25VD．1∶2，20V4.两个相同的白炽灯L1和L2，接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同.更换一个新的正弦交流电源后，灯L1的亮度大于灯L2的亮度.新电源的电压最大值和频率可能是（A）A.最大值仍为Um，而频率大于fB.最大值仍为Um，而频率小于fC.最大值大于Um，而频率仍为fD.最大值小于Um，而频率仍为f5.在电信传输过程中，把传输的电信号加载在高频等幅振荡上的过程叫做（A）A．调制B．调频C．调幅D．调谐6.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（ACD）A.电磁波是横波B.电磁波的传播需要介质C.电磁波能产生干涉和衍射现象D.电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直7.过量接收电磁辐射有害人体健康.按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过某个临界值W，若某无线电通讯装置的电磁辐射功率为P，则符合规定的安全区域到该通讯装置的距离至少为（D）A.PWB.PW4C.WPD.WP48.在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，对于在输电线上损e/Vt/sO1-10.10.20.3输入输出P1P2n1n2L1L2L3L4ab~L1L2失的电功率，有如下四种判断①和输送电线上电压降的平方成反比②和输送电压的平方成正比③和输送电线上电压降的平方成正比④和输送电压的平方成反比其中正确的是（B）A.①和②B.③和④C.①和④D.②和③9.如图所示，理想变压器原线圈输入交变电流i=Imsinωt，副线圈接有一电流表和负载电阻R，电流表的示数为0.10A.在t=T/4时（T为交变电流的周期），原线圈中的电流瞬时值为0.03A。由此可知该变压器的原、副线圈的匝数比为（C）A．10∶3B．3∶102C．102∶3D．3∶1010.如图，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为n.原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机.电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升.下列判断正确的是（D）A.电动机两端电压为IRB.电动机消耗的功率为I2RC.原线圈中的电流为nID.变压器的输入功率为UI/n9．钳形电流表的外形和结构如图4（a）所示.图4（a）中电流表的读数为1.2A.图4（b）中用同一电缆线绕了3匝，则（D）A.这种电流表能测直流电流，图4（b）的读数为2.4AB.这种电流表能测交流电流，图4（b）的读数为0.4AC.这种电流表能测交流电流，图4（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4（b）的读数为3.6A10.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（B）A.(2πl2nB)2/PB.2(πl2nB)2/PC.(l2nB)2/2PD.(l2nB)2/P11.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）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)Aun1n2RUAR~图4（a）A铁芯图4（b）baBlV交变电源~图1u/Vt/×10-2sOUm-Um12图2D.R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=52cos50πt(V)12.处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直.在t=0时刻，线圈平面与纸面重合（如图），线圈的cd边离开纸面向外运动.若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是（C）13.一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动.在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝.将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束.在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线.图（a）为该装置示意图，图（b）为所接收的光信号随时间变化的图线.横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中Δt1=1.0×10-3s，Δt2=0.8×10-3s.⑴利用图（b）中的数据求1s时圆盘转动的角速度；⑵说明激光器和传感器沿半径移动的方向；⑶求图（b）中第三个激光信号的宽度Δt3.答案：⑴7.85rad/s⑵激光器和传感器沿半径由中心向边缘移动⑶0.67×10-3s.14.有一边长分别为L和2L的矩形导体框，导体框的总电阻为R.让导体框在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度ω绕两短边中点为轴旋转，如图所示.求:(1)导体框的发热功率.(2)导体框转到图示位置时，某一长边两端电压.(1)导体框在磁场中产生感应电动势:E=NBSωsinωt(2分)最大值为Em=BSω=2BL2ω其有效值为222BLEEm(2分)矩形导体框的发热功率为RlBREP24222(4分)(2)导体框转到如图所示位置时，某长边产生的感应电动势是最大电动势的一半:22222BlBlEEm(2分)此时导体框中的电流RBlREIm22(2分)O′BOω激光器传感器图（a）图（b）Δt1Δt2Δt3t(s)IO0.21.01.8IOtIOtItOItOABCD某一长边两端的电压:22231312BlRRBlBlIrEU(6分)15.交流发电机的原理如左下图所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO/轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如右下图所示，已知线圈的电阻为R=2.0Ω.求：⑴通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？⑵矩形线圈转动的周期是多少？⑶线圈电阻上产生的电热功率是多少？⑷保持线圈匀速转动，1分钟内外界对线圈做的功是多少？答案：⑴2.0A⑵4.0×10-2s⑶4W⑷240J16.边长为L的正方形线框abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO/匀速转动.初始时刻线框平面与磁场垂直，如图所示.经过t时间，线框转过120º.求：⑴线框转动周期和线框转过120º时感应电动势的瞬时值；⑵线框内感应电动势在t时间内的平均值；⑶若线框电阻为r，小灯泡电阻为R，计算小灯泡的电功率.答案：⑴tBLe332⑵tBLE232⑶2242292rRtRLBPR17.电磁炉起加热作用的底盘可以简化等效为如图所示的31个同心导电圆环，各圆环之间彼此绝缘，导电圆环所用材料单位长度的电阻为R0=0.125π（Ω/m）.从中心向外第n个同心圆环的半径319nrn（cm），式中n=1、2…31.电磁炉工作时产生垂直于锅底方向的变化磁场，磁场的磁感应强度B的变化率为tB=100π2sinωt（T/s）.（计算时取π2=10）⑴半径为r1（n=1）的圆环中感应电动势最大值为多少伏？⑵半径为r1（n=1）的圆环中感应电流的有效值为多少安？⑶各导电圆环总的发热功率为多少瓦？答案：⑴0.402V⑵8.0A⑶1.8×103W18.三峡水利枢纽工程是流域治理开发的关键工程，建成后将是中国规模最大的水利工程，枢纽控制流域面积1×106km2，占长江流域面积的56％，坝址处年平均流量为Q=4.51×1011m3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面，在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量指26台发电机组同时工作时的总发电功率为P=1.82×107KW.年平均发电约为W=8.40×1010kWh，该工程将于2009年全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面，阅读上述资料，解答下列问题（水的密度=1.0×103kg/m3，取重力加速度g=10m/s2）：(1)若三峡电站上、下游水位差按H=100m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率的公式，并计算出效率的数值.31……abcdRBOO/OO/BOi/At/10-2s2123456(2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天?(3)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率为P1=4.5×106kW，采用超高压输电，输电电压为U=500kV，而发电机输出的电压约为U0=18kV，要使输电线上损耗的功率小于输送电功率5％，求：发电站的升压变压器原副线圈的匝数比和输电线路的总电阻.解：（1）电站能量转化效率为：ghQWVgh年电机电①(2分)代入数据：100101051.4100.1100036001040.811310≈67.1％②(1分)（2）据tWp有PWt241082.11040.8710≈192.3天③(2分)（3）升压变压器匝数比为：33021105001018UUnn9∶250④(2分)据1P＝IU得I＝9.0×103A⑤(1分)由12%5PRIP损⑥(1分)得：R＝2.78Ω⑦(1分)19.人们利用发电机把天然存在的各种形式的能（水流能、风能、煤等燃烧的化学能……）转化为电能.为了合理的利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方.但是，用电的地方往往很远.因此，需要高压输送线路把电能输送到远方.如果，某发电站将U=6000V的电压直接地加在高压输电线的入端，向远方供电，且输送的电功率为P=800kW.则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差ΔE=9600kW·h（1kW·h=1度电）.求：⑴此种情况下，高压线路的输电效率和终端电压.⑵若要使此高压输电线路的输电效率为98%，则在发电站处应安装一个变压比（n1∶n2）是多少的变压器？答案：⑴η=50%U/=3000V⑵1∶5