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1、第 1 页 第十一章 交变电流 一、单项选择题 1我国市电标准为“220 V 50 Hz，它是由发电站发电机发出，通过分级升压或降压变压器变换电压，跨越较远距离输送到用户所在地以下说法正确是()A220 V 指是交流电压峰值 B发电机转子转速为 3 000 r/min C变压器可以变换交流电电压、功率与频率 D采用远距离高压输电可减小输电线电阻及输电线上电流 2一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t变化规律如图 1 所示，副线圈仅接入一个 10 电阻，那么()图 1 A流过电阻最大电流是 20 A B与电阻并联电压表示数是 141 V C变压器
2、输入功率是 2.2103 W D在交变电流变化一个周期内，电阻产生焦耳热是 20 J 3在图 2 甲所示电路中，理想变压器原线圈两端正弦交变电压变化规律如图乙所示变压器原、副线圈匝数比n1n2101，串联在原线圈电路中电流表 A1示数为 1 A，以下说法正确是()图 2 A电压表 V 示数为 2002 V 第 2 页 B变压器输出功率为 200 W C变压器输出端交变电流频率为 100 Hz D电流表 A2示数为 0.1 A 4普通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 3 中电流互感器ab一侧线圈匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈匝数较多，工作时
3、电流为Icd，为了使电流表能正常工作，那么()图 3 Aab接MN、cd接PQ，IabIcd Bab接MN、cd接PQ，IabIcd Cab接PQ、cd接MN，IabIcd Dab接PQ、cd接MN，IabIcd 5如图 4 所示，理想变压器原、副线圈匝数比是 1001，电容器C与电阻R并联在副线圈两端，电流表为理想交流电流表，电阻Ru1 0002sin(50t)V 时，以下说法正确是()图 4 A电阻R消耗电功率为 20 W B电容器耐压值至少是 102 V 才能不被损坏 C该交流电频率为 50 Hz D电流表示数为零 6如图 5 所示为某住宅区应急供电系统，由交流发电机与副线圈匝数可调理想
4、降压变压器组成发电机中矩形线圈所围面积为S，匝数第 3 页 为N，电阻不计，它可绕水平轴OO在磁感应强度为B水平匀强磁场中以角速度匀速转动矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线等效电阻以线圈平面与磁场平行时为计时起点，以下判断正确是()图 5 A假设发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈电流瞬时值为零 B发电机线圈感应电动势瞬时值表达式为eNBSsin t C当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动 D当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端电压将升高 二、多项选择题 7今年春节前后，我国西南局部省市供电系统由于气候原因遭到严重
5、破坏为此，某小区启动了临时供电系统，它由备用发电机与副线圈匝数可调变压器组成，如图 6 所示，图中R0表示输电线等效电阻 滑动触头P置于a处时，用户用电器恰好正常工作，在以下情况下，要保证用电器仍能正常工作，那么()图 6 A 当发电机输出电压发生波动使 V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向上滑动 B 当发电机输出电压发生波动使 V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向下滑动 第 4 页 C如果 V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向上滑动 D如果 V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向下滑动 8如图 7 甲所示，理想变压器原、副
6、线圈匝数比为 51，原线圈接交流电源与交流电压表，副线圈接有“220 V 440 W热水器、“220 V 220 W抽油烟机 如果副线圈电压按图乙所示规律变化，那么以下说法正确是()图 7 A副线圈两端电压瞬时值表达式为u2202sin(100t)V B交流电压表示数为 1 1002 V C1 min 内变压器输出电能为 3.96104 J D热水器发热功率是抽油烟机发热功率 2 倍 9 现在用一台该型号柴油发电机(说明书局部内容如表所示)给灾民临时安置区供电，如图 8 所示，发电机到安置区距离是 400 m，输电线路中火线与零线单位长度电阻为 2.5104/m.安置区家用电器总功率为 44
7、kW，当这些家用电器都正常工作时(正常工作电压为 220 V)，以下说法中正确是()型号 AED6500S 最大输出功率 60 kW 第 5 页 输出电压范围 220300 V 图 8 A输电线路中电流为 20 A B输电线路损失电功率为 8 000 W C发电机实际输出电压是 260 V D 如果该柴油发电机发电是正弦交流电，那么输出电压峰值是 300 V 10如图 9 所示，边长为L正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路电阻为R，ab中点与cd中点连线OO恰好位于匀强磁场边界限上，磁场磁感应强度为B，假设线圈从图示位置开场，以角速度绕OO轴匀速转动，那么以下判断正确是()图 9 A图示位
8、置线圈中感应电动势最大为EmBL2 B闭合电路中感应电动势瞬时值表达式为e12BL2sin t C 线圈从图示位置转过180过程中，流过电阻R电荷量为q2BL2Rr D线圈转动一周过程中，电阻R上产生热量为QB2L4R4Rr2 11如图 10 所示是通过降压变压器降压给用户供电示意图输入电压是市区电网电压，负载变化时输入电压不会有大波动输出电压通过输电线送给用户，两条输电线总电阻用R0表示当负载增加时，那么()图 10 第 6 页 A电压表、示数几乎不变 B电流表示数增大，电流表示数减小 C电压表示数增大，电流表示数增大 D电压表、示数之差与电流表示数比值不变 三、非选择题 12如图 11 甲
9、，电阻为R2 金属线圈与一平行粗糙轨道相连并固定在水平面内，轨道间距为d0.5 m，虚线右侧存在垂直于纸面向里匀强磁场，磁感应强度为B10.1 T，磁场内外分别静置垂直于导轨金属棒P与Q，其质量m1m20.02 kg，电阻R1R22.t0 时起对左侧圆形线圈区域施加一个垂直于纸面交变磁场B2，使得线圈中产生如图乙所示正弦交变电流(从M端流出时为电流正方向)，整个过程两根金属棒都没有滑动，不考虑P与Q中电流磁场以及导轨电阻取重力加速度g10 m/s2，那么：图 11(1)假设第 1 s 内线圈区域磁场B2正在减弱，那么其方向应是垂直纸面向里还是向外？(2)假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属棒与
10、导轨间动摩擦因数至少应是多少？(3)求前 4 s 内回路产生总焦耳热 答案解析 1B 220 V 是有效值，不是峰值，应选项 A 错误；标准市电频率为 50 Hz，那么转子转速n50 r/s3 000 r/min，应选项 B 正确；第 7 页 变压器可以改变电压但不能改变功率与频率，应选项 C 错误；由PUI可知，增大电压可以减小电流，从而减小导线上功率损耗，但不能减小电阻，应选项 D 错误 2D 根据题图可知，原线圈输入电压最大值与有效值分别为U1m2202 V 与U1220 V，所以副线圈两端输出电压最大值与有效值分别为U2m511U1m1002 V 与U2511U1100 V，输出电流最
11、大值与有效值分别为I2mU2mR102 A 与I2U2R10 A；流过电阻最大电流即是输出电流最大值为 102 A，与电阻并联电压表示数显示是输出电压有效值即为 100 V，所以选项 A、B 错误；变压器输出功率决定输入功率，所以P1P2U2I2100 V10 A1103 W，选项 C 错误；计算焦耳热用有效值，根据题图可知，交流电周期T2102 s，所以QI22RT20 J，选项 D 正确 3B 由题图乙知交变电压最大值为 2002 V，频率为 50 Hz，所以电压表示数应为有效值 200 V，变压器输出端交变电流频率为 50 Hz，选项A、C 错误；变压器输出功率等于输入功率为PUI200
12、1 W200 W，选项 B 正确；由电流与匝数关系I1I2n2n1110得电流表A2示数为 10 A，选项 D 错误 4B 为使电流表正常工作，电流表应接在电流较小一侧，由I1I2n2n1可知，匝数较多cd端应接PQ，匝数少ab端接MN，这样IabIcd，选项 B 正确 第 8 页 5B 由题意知U11 000 V，那么U2n2n1U110 V，R消耗功率PRU22R10 W，A 错误 电容器耐压值不小于 102 V，B 正确 交流电频率f225 Hz，C 错误电容器可以通交流，故电流表示数一定不为零，D 错误 6C 线圈处于图示位置时，与中性面垂直，电流瞬时值最大，选项 A 错误；从垂直中性
13、面开场计时，感应电动势瞬时值表达式为eNBScos t，选项 B 错误；当用电量增加时，变压器输出电流增大，输电线电阻上电压增大，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动，选项 C 正确当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端电压不变，输出电压将降低，选项 D 错误 7AC 根据U1U2n1n2，当U1减小时，假设要保持U2不变、n1不变，那么应使n2变大，即应使滑动触头P向上滑动，故 A 对，B 错当用电器增加时，那么总电流变大，输电线R0上分担电压增大，假设要保持用电器正常工作，那么应增大输出电压U2，那么由U1U2n1n2，知要使U2变大，而保持U1不变、n1不变，那么应使n2增大，即
14、应使滑动触头P向上滑动，所以 C 对，D 错 8AC 由题图乙可知，T0.02 s，U1m2202 V，而2T100 rad/s，副线圈两端电压瞬时值表达式为u2202sin(100t)第 9 页 V，A 项正确；交流电压表示数为有效值U1，由U1U2n1n2，得U1n1n2U251220 V1 100 V，所以 B 项错；因输出端电压有效值为U2220 V，那么热水器与抽油烟机均正常工作，那么热水器正常工作时电流I1440220 A2 A，抽油烟机正常工作时电流I2220220 A1 A，所以 1 min 内变压器输出电能WU2(I1I2)t220360 J3.96104 J，故 C 项对；
15、因为抽油烟机内阻与机械功率未知，故无法求它发热功率，所以无法比拟两个用电器发热功率大小，故 D 项错误 9BC 由PU0I，得输电线中电流IP/U0200 A，选项 A 错误；线路电阻R线2.5104/m800 m0.2，线路损失电功率P线I2R线8103 W，选项 B 正确；线路损失电压U线IR线40 V，发电机输出电压UU线U0(40220)V260 V，选项 C 正确如果该柴油发电机发电是正弦交流电，那么输出电压峰值是 2602 V368 V，选项 D 错误 10BD 图示位置线圈中感应电动势最小为零，A 错；假设线圈从图示位置开场计时，闭合电路中感应电动势瞬时值表达式为e12BL2si
16、n t，B 正确；线圈从图示位置转过 180过程中，流过电阻R电荷量为qR总BL2Rr，C 错；线圈转动一周过程中，电阻R上第 10 页 产生热量为QEm22Rr2RRrB2L4R4Rr2，D 对 11AD U1波动不大，由U2n2n1U1可知U2也几乎不变，故 A 正确负载增加，负载总电阻减小，那么示数增大，R0分压增大，示数减小 由I1n2n1I2可知I1也增大，可见 B、C 均错R0U2U3I2，可见 D 正确 12(1)向里(2)0.25(3)24 J 解析(1)由楞次定律与安培定那么可以判定线圈区域磁场方向垂直纸面向里(2)通过Q电流最大值为Im1 A 对Q：B1Imdm2g，得(3)前 4 s 内电流有效值为I有22I02 A 回路总电阻为R总RR并3 前 4 s 内回路产生总焦耳热QI2有R总t24 J