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1、交变电流一、单选题12020年春新冠肺炎疫情在全世界各地爆发蔓延，口罩需求量大量增加，某汽车厂决定改建生产线转产口罩，原生产线工作电压为，而口罩机工作电压为。现在需要变压器来进行降压，若变压器原线圈匝数为3800匝，则副线圈匝数为（）A110B220C1100D22002如图所示，理想变压器原线圈与副线圈的匝数比为，ab端接交流电源，此时电路消耗的总功率为P。若将电阻与电阻R互换位置，电路消耗的总功率为2P，则与R的比值为（）A2：7B7：2C1：4D4：13如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片
2、从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）AL1先变暗后变亮，L2一直变亮BL1先变亮后变暗，L2一直变亮CL1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗DL1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗4一台理想变压器，开始时开关S接1，此时原、副线圈的匝数比是11：1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电一只理想二极管和一个滑动变阻器串联接在副线圈上，如图所示则下列判断正确的是（）A原、副线圈中的功率之比为11：1B若只将S从1拨到2，电流表示数增大C若开关S接1，滑动变阻器接入电路的阻值为10时，则1min内滑动变阻器产生的热量为1200 JD若只将滑动变阻器的滑片向下滑
3、动，则两电表示数均减小5如图所示，某交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动。该小型发电机的线圈共220匝，线圈面积Sm2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度BT如果用此发电机带动两个标有“220V11kW”的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图。下列说法不正确的是（）A发电机的输出电压为220VB原副线圈匝数比C电流表示数为20AD发电机的输出功率为2.2104W6如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若外接
4、电阻，线圈电阻，电压表为理想交流电表，则下列说法正确的是（）A线圈的转速为B时线圈平面与磁场方向平行C通过电阻R的电流有效值为D电压表的示数为7单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量与时间t的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是 （）A 时刻线框平面与中性面垂直B线框的感应电动势有效值为C线框转一周外力所做的功为D从t0到t 过程中线框的平均感应电动势为8如图甲所示，一圆形线圈面积SR02100cm2，匝数N100，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度B随时间t正弦变化的图象如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已
5、知变压器的原、副线圈的匝数比为1：10，与副线圈连接的电阻R100，下列说法中正确的是（）At0.01s时，圆形线圈中有逆时针方向的电流Bt0.005s时，圆形线圈中有最大电流C变压器输入电压的最大值为10VDR消耗的功率为2002W9某理想变压器原、副线圈的匝数之比为150，当输出电流增加0.2A，则输入电流（）A增加0.2AB降低1AC增加10AD降低2A二、多选题10如图所示，理想变压器的ab端所接的交变电压（V），L1、L2是规格为“4V、3W”的灯泡，现调节电阻箱R为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光（灯泡电阻可视为恒定），电压表V1、V2均为理想交流电压表。（电阻箱R调节过程中所有
6、元件均可安全工作）则（）Aa、b端所接交流电的有效值为16V，频率为100HzB变压器原、副线圈匝数比为31C原副线圈匝数比不变时，减小电阻箱R连入电路的阻值，电压表V1的示数不变D原副线圈匝数比不变时，增大电阻箱R连入电路的阻值，灯泡L1亮度变暗11如图甲所示，包括变压器在内，所有电路元件均为理想交流元件，交流电源电压的有效值为，变压器原、副线圈的匝数比均为定值电阻，且知。己知电阻中的电流随时间t变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（）A所用交流电的频率为B的阻值为C电流表的示数为D交流电源输出的总电功率为12b、c是额定电压均为，的两个完全相同小灯泡，与小灯泡a（额定电压为）分别与理想变
7、压器相接，如图所示，当MN两端的输人电压为的交流电时，三盏小灯泡恰好正常发光，则下列说法正确的是（）A原、副线圈的匝数比为4：1B原、副线圈的匝数比为2：1C此时a和b的电功率之比为1：1D此时a 和b的电功率之比为2：1三、填空题13实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图所示，该变压器可近似看做理想变压器。某同学欲测量它的初级次级线圈匝数：先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。(1)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为（_）A增大涡流，提高变压器的效率B增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量C减小涡流
8、，提高变压器的效率D增大铁芯中的电阻，以减小发热量(2)在次级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为60V，则次级线圈的匝数为_匝；在初级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为30V，则初级线圈的匝数为_匝。(3)若初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为u=311sin100t（V），则与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为_V。14如图甲所示，矩形线框ABCD（C端被B端遮住，D端被A端遮住）以AD边为轴逆时针匀速转动，角速度为。已知AB和CD边长为L1，BC和AD边长为L2，匀强磁场磁感应强度为B，线框只有
9、一匝。从线圈经过中性面（图中虚线位置）时开始计时，并规定此后四分之一周期内电流沿正方向。（1）转动中_（哪一条或哪几条）边切割磁感线；（2）转动中，BC边的速率是_。（3）t时刻（图中实线位置），线框平面与中性面的夹角是_，BC边的速度与磁场夹角是_。（4）t时刻，BC边中的电动势eBC=_，线框中的电动势e=_。（5）如果线框共n匝，并用S表示线框的面积（也就是）。则t时刻线框中的电动势e=_，其最大值是Em=_。（6）在乙图中画出e-t图线_。15（1）如图为一正弦交变电流的图象，由图可知电流的有效值I=_，电流瞬时值表达式i=_；（2）如图所示，和是输电线，在图中空圈内填入所用的电表的符
10、号_，若已知变压比为1001，变流比为1001，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为1000A，则输电线路中的功率为_W。四、解答题16有一台理想变压器，其原线圈的匝数匝，接在电压为的交流电源上。现用该变压器给11盏并联的标有“”字样的灯泡供电，能使这些灯泡正常发光。（1）该变压器副线圈的匝数和原线圈中的电流分别是多少？（2）若关闭5盏灯泡，则原线圈中的电流是多少？17如图甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比n1：n2=10：1，接线柱a、b接上一个正弦交流电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接有额定电压均为12V的灯泡和风扇电动机，灯泡额定功率为3
11、W，电动机线圈电阻r=3，电阻R=8，接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，求：（1）副线圈电流的频率；（2）副线圈两端的电压；（3）电动机输出的机械功率。18如图所示，供电电源的电压始终是，当用户的总功率是时，该小组测得用户端实际得到的电压是，当用户的总功率为时，通过输电线的电流是多少？输电线上的电阻是多少？在内输电线上消耗的电能是多少？19如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数匝，总电阻，所围成的矩形的面积，小灯泡的电阻，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙（正弦函数）。取3.14，不计灯丝电
12、阻随温度的变化。求：（1）电压表的示数；（2）在磁感应强度变化的时间内，通过小灯泡的电荷量。试卷第9页，共9页参考答案1D【详解】根据解得故ABC错误，D正确。故选D。2A【详解】设ab端输入的总电压为U，原线圈两端电压为U1，电流为I1，副线圈两端电压为U2，电流为I2，则又由则所以又根据得则当电阻与电阻R互换位置后又由则所以又根据所以则又因为总功率得则联立可得即故A正确，BCD错误。故选A。3A【详解】设CD间电压有效值为U，L1两端电压为，原线圈两端电压为，原线圈电路中电流为，副线圈两端的为，副线圈干路电流为，所在支路电流为，L2的电阻为，根据变压器原理可知且由并联电路电阻关系得因由数学
13、公式可知，当是，最大，此时滑片位于R中点处，所以副线圈总电阻先变大后变小，副线圈总电流先变小后变大，在原电路中，根据欧姆定律可知，L1的电压先变小后变大，即L1先暗后变亮；根据所以先变大后变小，同样先变大后变小；则滑动变阻器R滑片从a端R中点的过程中，有因变大，变小，所以变大，L2变亮；滑片从R中点到b的过程中，因变小，变大，所以变小，又变大，所以变大，所以L2继续变亮，BCD错误，A正确。故选A。4C【详解】A理想变压器传输能量无损伤，则原副线圈的输入功率等于输出功率，故A错误；B若只将S从1拨到2，副线圈的电压减小，副线圈电流减小，原线圈电流即电流表示数减小，故B错误；C原、副线圈的电压与
14、匝数成正比，所以副线圈两端电压为20 V，由于副线圈接着二极管，它具有单向导电性，根据电流的热效应知解得若滑动变阻器接入电路的阻值为10，则1 min内滑动变阻器产生的热量为故C正确；D将滑动变阻器滑片向下滑动，接入电路中的阻值变大，电流表的读数变小，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，故D错误；故选C。5A【详解】A线圈转动产生的电动势最大值为EmNBS1100 V由于线圈内阻不计，则输出电压就等于电动势，得发电机输出电压的有效值为1100 V，故A错误；B由于电动机的额定电压为220 V，所以理想变压器输出端的电压也为220V，则理想变压器原副线圈匝数比为n1n2=U1U2
15、=51故B正确；CD由电路可知电源输出功率等于电动机的输入功率，故发电机的输出功率为P出2.2104 W由理想变压器为P入P出而P入U1I1解得I120 A故CD正确。本题选错误的，故选A。6B【详解】A根据乙图可知交流电的周期为T=0.04s，故线圈转动的转速为故A错误；B由乙图可知，时线圈产生的感应电动势为峰值，故此时线圈平面与磁场方向平行。故B正确；C由乙图可知，线圈产生电动势最大值为，则有效值为根据闭合电路欧姆定律，可得故C错误；D由公式即电压表的示数为100V。故D错误。故选B。7C【详解】A时刻，磁通量最大，线框平面位于中性面，A错误；B角速度感应电动势的最大值有效值B错误；C根据
16、功能关系可知，线框转一周外力所做的功等于回路中产生的焦耳热，则有C正确；D从t=0到 过程中线框的平均感应电动势D错误。故选C。8D【详解】A0.005s0.015s时间内，分析图乙可知，垂直纸面向里的磁感应强度逐渐减小，根据楞次定律可知，圆形线圈中产生顺时针感应电流，故A错误。Bt0.005s时，磁感应强度的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知，圆形线圈中的感应电流为零，故B错误。C磁感应强度成正弦规律变化，产生正弦交流电，最大值为EmNBS20V有效值为UV故C错误。D根据电压和匝数的关系可知，变压器输出电压的有效值为V，R消耗的功率为P=(1002)2100W2002W故D正确。故选D
17、。9C【详解】由理想变压器原理由能量守恒定律综合可得进一步可得当结合可得即输出电流增加0.2A，输入电流增加10A，故C正确。故选C。10BD【详解】A a、b端所接交流电的有效值为 频率为 故A错误；B当两个灯泡均正常发光时，原线圈两端电压为 副线圈两端电压为 变压器原、副线圈匝数比为 故B正确；CD设原、副线圈中电流分别为I1、I2，则 设副线圈总电阻为r，则 而 联立以上三式可得 减小电阻箱R连入电路的阻值，则r减小，所以U1减小，即电压表V1示数减小；增大电阻箱R连入电路的阻值，则r增大，所以U1增大，L1两端分得的电压减小，L1亮度变暗，故C错误，D正确。故选BD。11BCD【详解】
18、A.由电流随时间t变化的图像可知周期T=0.02s，则交流电的频率故A错误；BC流过电流的有效值为由于，则副线圈的电流副线圈的电压为再根据解得原线圈两段的电压再根据解得原线圈两段的电流所以电流表的示数为根据解得故BC正确；D交流电源输出的总电功率为故D正确。故选BCD。12AC【详解】AB输入电压为，由题可知灯泡a两端电压为，则原线圈的电压为，b、c能正常发光，则副线圈的电压为，根据原副线圈电压与匝数的关系可知原、副线圈的匝数比为4：1，故A正确，B错误；CD根据原副线圈电流与匝数的关系可知原副线圈的电流之比为，再根据那么灯泡a的功率灯泡b的功率可知此时a和b的电功率之比为1：1，故C正确，D
19、错误。故选AC。13C 20 40 110 【详解】(1)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了减小涡流，提高变压器的效率。故选C。(2)根据代入数值解得根据代入数值解得(3)根据代入数值解得14BC 【详解】（1）转动中BC边切割磁感线；（2）BC边的速率（3）t时刻（图中实线位置），线框平面与中性面的夹角是BC边的速度与磁场夹角是（4）t时刻，BC边中的电动势eBC=线框中的电动势e=（5）t时刻线框中的电动势8其最大值是（6）e-t图线如图所示15 20sin100t（A） 【详解】（1）由题图可知电流的有效值为由题图可知交变电流峰值为角频率为所以电流瞬时值
20、表达式为（2）由题图可知电表1所接变压器原线圈并联在两根输电线上，所以该变压器为电压互感器，电表1应是电压表V。电表2所接变压器原线圈串联在一根输电线上，所以该变压器为电流互感器，电表2应是电流表A。根据理想变压器变压规律可知输电电压为根据理想变压器变流规律可知输电电流为所以输电线路中的功率为16(1)180，3A；(2)1.64A【详解】(1)由11只并联的“36V，60W”的灯泡供电时，灯泡正常发光，可知U2=36VP2=660W根据电压与匝数成正比得根据输入功率等于输出功率可得P2= P1=U1I1代入数据解得I1=3A(2)当此变压器对6只并联的“36V，60W”的灯泡供电时，灯泡仍正
21、常发光，可知：U2=36VP2=360W根据输入功率等于输出功率可得U1I1=P2解得I1=1.64A17（1）50Hz；（2）22V；（3）9W【详解】（1）变压器不改变交流电的频率，由乙图可知T=0.02s，根据公式可得=50Hz即副线圈电流的频率为50Hz；（2）根据理想变压器原副线圈匝数比与电压比的关系，有=22V副线圈两端的电压为22V；（3）根据副线圈电路中电压关系，有解得I2=1.25A灯泡中电流=0.25A由分流原理，可得IM=I2-IL=1A电动机输出的机械功率=9W1840A，2.16106J【详解】通过输电线的电流为由于输电线与用户是串联，所以电流相等，输电线两端的电压为U线=220V-215V=5V输电线的电阻为输电线上消耗的电能为W线=U线It=5V40A33600s=2.16106J19（1）5.1V；（2）【详解】（1）线圈中产生按正弦规律变化的交流电电压表的示数（2）由得答案第19页，共19页