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1、第1页 第五章第五章 交变电流交变电流(B卷卷)第2页 一一 选择题选择题(本题有本题有10小题小题,每小题每小题4分分,共共40分分,在每小题给出在每小题给出的四个选项中的四个选项中,有的只有一个选项正确有的只有一个选项正确,有的有多个选项正有的有多个选项正确确,全部选对的得全部选对的得4分分,选对但不全的得选对但不全的得2分分,选错或不答的选错或不答的得得0分分)第3页 1.一台变压器的原线圈匝数为一台变压器的原线圈匝数为100,副线圈匝数为副线圈匝数为1200,在原线在原线圈两端接有电动势为圈两端接有电动势为10 V的电池组的电池组,则在副线圈两端的输则在副线圈两端的输出电压为出电压为(
2、)A.0 B.约约0.8 VC.12 V D.120 V答案答案:A解析解析:变压器不能改变直流电压变压器不能改变直流电压.第4页 2.理想变压器原理想变压器原 副线圈的电流分别为副线圈的电流分别为I1 I2,电压分别为电压分别为U1 U2,功率分别为功率分别为P1 P2,关于它们之间的关系关于它们之间的关系,正确的是正确的是()A.I2由由I1决定决定 B.U2与负载有关与负载有关C.P1由由P2决定决定 D.以上说法都不对以上说法都不对答案答案:C第5页 解析解析:因为输出电压因为输出电压,所以当所以当U1不变时不变时,不论负不论负载电阻载电阻R变化与否变化与否,U2都不会改变都不会改变,
3、即即U2与负载无关与负载无关,所以选项所以选项B错误错误;因输入电压因输入电压U1一定时一定时,输出电压输出电压U2确定确定,当负载电阻当负载电阻R变化时变化时,I2变化变化,输出功率变化输出功率变化,所以由电流与匝数之间关系知所以由电流与匝数之间关系知:I1变化变化,从而输入功率变化从而输入功率变化,所以所以I1由由I2决定决定,P1由由P2决定决定,所所以选项以选项A错误错误,C正确正确.第6页 3.发电厂发电机的输出电压为发电厂发电机的输出电压为U1,发电厂至学校的输电导线发电厂至学校的输电导线的总电阻为的总电阻为R,通过导线的电流为通过导线的电流为I,学校得到的电压为学校得到的电压为U
4、2,则则输电线上损耗的电压可表示为输电线上损耗的电压可表示为()A.U1 B.U1-U2C.IR D.U2答案答案:BC解析解析:输电线的电压损失输电线的电压损失U=IR=U1-U2,故故B对对,C对对;U1为输出为输出电压电压,U2为用户得到的电压为用户得到的电压,故故A错错,D错错.第7页 4.如图如图5B-1所示所示,一理想变压器的原线圈匝数一理想变压器的原线圈匝数n1=1000匝匝,副副线圈匝数线圈匝数n2=200匝匝,交流电源的电动势交流电源的电动势e=311sin(10t)V(不考虑其内阻不考虑其内阻),电阻电阻R=88.电压表和电流表对电路的影电压表和电流表对电路的影响可忽略不计
5、响可忽略不计,下列说法正确的是下列说法正确的是()第8页 A.电压表的示数为电压表的示数为62.2 VB.电流表的示数为电流表的示数为2.5 AC.变压器的输入电功率为变压器的输入电功率为22 WD.原线圈磁通量变化率的最大值为原线圈磁通量变化率的最大值为311 Wb/s答案答案:C第9页 第10页 5.(2010高考山东卷高考山东卷)一理想变压器原一理想变压器原 副线圈的匝数比为副线圈的匝数比为10 1,原线圈输入电压的变化规律如图所示原线圈输入电压的变化规律如图所示,副线圈所接电副线圈所接电路如图乙所示路如图乙所示,P为滑动变阻器的触头为滑动变阻器的触头.下列说法正确的是下列说法正确的是(
6、)第11页 A.副线圈输出电压的频率为副线圈输出电压的频率为50HzB.副线圈输出电压的有效值为副线圈输出电压的有效值为31VC.P向右移动时向右移动时,原原 副线圈的电流比减小副线圈的电流比减小D.P向右移动时向右移动时,变压器的输出功率增加变压器的输出功率增加答案答案:AD第12页 解析解析:本题考查变压电流图象本题考查变压电流图象 变压器动态电路等知识变压器动态电路等知识,意在意在考查考生综合运用知识的能力考查考生综合运用知识的能力.由原线圈输入电压的变化由原线圈输入电压的变化规律可知规律可知,输入交变电压的周期为输入交变电压的周期为0.02s.频率为频率为50Hz,所以所以副线圈输入电
7、压的频率为副线圈输入电压的频率为50Hz,选项选项A正确正确;原线圈输入电原线圈输入电压的最大值为压的最大值为310V,有效值为有效值为220V,根据变压公式根据变压公式,副线圈副线圈输出电压的有效值为输出电压的有效值为22V,选项选项B错误错误;由变压器变流公式知由变压器变流公式知,原原 副线圈的电流比只与匝数比有关副线圈的电流比只与匝数比有关,选项选项C错误错误;滑动变滑动变阻器的滑动触头向右移动阻器的滑动触头向右移动,电阻减小电阻减小,副线圈输出电流增大副线圈输出电流增大,输出功率增加输出功率增加,选项选项D正确正确.第13页 6.如图如图5B-3所示所示,理想变压器原理想变压器原 副线
8、圈匝数分别为副线圈匝数分别为n1 n2;原原线圈加交流电压线圈加交流电压U1,以下说法正确的是以下说法正确的是()第14页 A.S断开时断开时,MN电压最大电压最大,ON电压为零电压为零B.S断开时断开时,MN电压为零电压为零,ON电压为电压为U1n2/n1C.S闭合时闭合时,MN电压为电压为U1n2/n1D.S闭合闭合,且滑动触头向下滑时且滑动触头向下滑时,副线圈电流变大副线圈电流变大,原线圈电流原线圈电流变小变小答案答案:C解析解析:根据变压器的工作原理根据变压器的工作原理,副线圈的输出电压为副线圈的输出电压为U1n2/n1,跟跟S闭合与否无关闭合与否无关;S不闭合不闭合,负载构不成回路负
9、载构不成回路,A B错错;S闭闭合合,滑动触头向下滑时滑动触头向下滑时,副线圈电流变大副线圈电流变大,原线圈电流也变原线圈电流也变大大,D错错.第15页 7.(2010高考四川卷高考四川卷)图甲所示电路中图甲所示电路中,A1 A2 A3为相同的电为相同的电流表流表,C为电容器为电容器,电阻电阻R1 R2 R3的阻值相同的阻值相同,线圈线圈L的电阻的电阻不计不计.在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示乙所示,则在则在t1t2时间内时间内()第16页 A.电流表电流表A1的示数比的示数比A2的小的小B.电流表电流表A2的示数比的示数比A3的小
10、的小C.电流表电流表A1和和A2的示数相同的示数相同D.电流表的示数都不为零电流表的示数都不为零答案答案:C第17页 解析解析:本题考查变压器本题考查变压器 电感电感 电容对电路的影响电容对电路的影响,意在考查考意在考查考生对变压器原理及电感与电容在直流电路与交流电路中对生对变压器原理及电感与电容在直流电路与交流电路中对电路的影响的理解电路的影响的理解.由于通过原线圈中的磁感应强度随时由于通过原线圈中的磁感应强度随时间均匀变化间均匀变化,故副线圈中的磁感应强度也随时间均匀变化故副线圈中的磁感应强度也随时间均匀变化,所以副线圈中将产生恒定电流所以副线圈中将产生恒定电流,由于线圈由于线圈L的内阻不
11、计的内阻不计,所所以以A1与与A2的示数相同的示数相同.由于电容的由于电容的“隔直流隔直流,通交流通交流”作用作用,故故A3的示数为零的示数为零,答案为答案为C.第18页 8.理想变压器的原线圈通入理想变压器的原线圈通入i=Imsint的交变电流的交变电流,一灯泡和一灯泡和一交流电流表一交流电流表(内阻不计内阻不计)串联后接在副线圈两端串联后接在副线圈两端,电流表读电流表读数是数是0.4 A,当当 时时,原线圈的电流原线圈的电流i=30 mA,由此可知由此可知,此变压器的原此变压器的原 副线圈的匝数比为副线圈的匝数比为()A.40 3 B.3 40 C.40 3 D.4 30答案答案:A第19
12、页 第20页 9.某维修人员对一损坏的家用变压器某维修人员对一损坏的家用变压器(输入电压输入电压220 V)进行维进行维修时修时,错误地将线圈绕制在如图错误地将线圈绕制在如图5B-5所示的变压器铁芯的所示的变压器铁芯的左右两个臂上左右两个臂上,当通以交流电时当通以交流电时,每个线圈产生的磁通量都每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈只有一半通过另一个线圈,另一半通过中间的臂另一半通过中间的臂.当在输入当在输入端端(1线圈线圈)输入输入220 V交流电交流电,在不接负载的情况下输出端在不接负载的情况下输出端(2线圈线圈)的电压仍为的电压仍为220 V,根据以上情况可以判断维修人根据以上情况
13、可以判断维修人员绕制该变压器的意图为员绕制该变压器的意图为()第21页 A.绕制成一个升压变器绕制成一个升压变器B.想得到想得到110V的输出电压的输出电压C.想得到想得到440 V的输出电压的输出电压D.想得到想得到660 V的输出电压的输出电压答案答案:AC第22页 第23页 10.如图如图5B-6所示所示,交流电源的电压有效值跟直流电源的电压交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等相等,当将双刀双掷开关接到直流电源上时当将双刀双掷开关接到直流电源上时,灯泡的实际功灯泡的实际功率为率为P1,而将双刀双掷开关接在交流电源上时而将双刀双掷开关接在交流电源上时,灯泡的实际灯泡的实际功率为功率为P
14、2,则则()第24页 A.P1=P2 B.P1P2C.P1P2 D.不能比较不能比较答案答案:B解析解析:接在直流电源上接在直流电源上,线圈对直流没有阻碍作用线圈对直流没有阻碍作用,这时通过这时通过灯泡的电流大灯泡的电流大,功率大功率大;而当双刀双掷开关接在交流电源上而当双刀双掷开关接在交流电源上时时,线圈对电流有阻碍作用线圈对电流有阻碍作用,这时灯泡的电流小这时灯泡的电流小,功率小功率小.因因此此,P1P2.第25页 二二 实验题实验题(本题有本题有3小题小题,每小题每小题6分分,共共18分分,请将答案写在请将答案写在题中的横线上题中的横线上)11.一交流电压的瞬时值表达式为一交流电压的瞬时
15、值表达式为u=15sin 100t V,将该交流将该交流电压加在一电阻上时电压加在一电阻上时,产生的电功率为产生的电功率为25 W,那么那么,这个电这个电阻值是阻值是_.答案答案:4.5第26页 第27页 12.(2009高考天津卷高考天津卷)如图如图5B-7所示所示,单匝矩形闭合导线框单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中的水平匀强磁场中,线框面积线框面积为为S,电阻为电阻为R.线框绕与线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动匀速转动,线框中感应电流的有效值线框中感应电流的有效值I=_.线框从中性面开始转过线框
16、从中性面开始转过 的过程中的过程中,通过导线横截面的电荷通过导线横截面的电荷量量q=_.第28页 第29页 13.(2005北京北京)原始的电话机将听筒和话筒串联成电路原始的电话机将听筒和话筒串联成电路,当自当自己对着话筒讲话时己对着话筒讲话时,会从听筒中听到自己的声音会从听筒中听到自己的声音,导致听觉疲导致听觉疲劳而影响通话劳而影响通话.现代的电话将听筒电路与话筒电路分开现代的电话将听筒电路与话筒电路分开,改进改进的电路原理示意图如图的电路原理示意图如图5B-8所示所示.图中线圈图中线圈与线圈与线圈匝数匝数相等相等,R0=1.2 k,R=3.6 k,Rx为可变电阻为可变电阻.当当Rx调到某一
17、值调到某一值时时,从听筒中就听不到话筒传出的声音了从听筒中就听不到话筒传出的声音了,这时这时Rx=_k.答案答案:1.8第30页 解析解析:话筒相当于电源话筒相当于电源,对两个线圈对两个线圈 供电供电.两个线圈两个线圈 中的电流在铁芯中产生的磁场方向相反中的电流在铁芯中产生的磁场方向相反.如果线圈如果线圈 中中的电流强度相同的电流强度相同,则原线圈产生的磁通量始终为零则原线圈产生的磁通量始终为零,副线圈中副线圈中没有感应电流没有感应电流.即听筒中不会出现自己的声音即听筒中不会出现自己的声音.由此得由此得:,代入数据代入数据,解得解得:Rx=1.8 k.第31页 三三 计算题计算题(本题有本题有
18、4小题小题,共共42分分,解答应写出必要的文字说解答应写出必要的文字说明明 方程式和重要的演算步骤方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位答案中必须明确写出数值和单位)第32页 14.(8分分)我国及俄罗斯我国及俄罗斯 英国等世界上多数国家英国等世界上多数国家,常用的交流常用的交流电都是频率为电都是频率为50 Hz的正弦式交流电的正弦式交流电,而美国而美国 加拿大及日本加拿大及日本的西部地区常用的交流电频率为的西部地区常用的交流电频率为60 Hz.这种频率为这种频率为60 Hz的的正弦式电流的周期多大正
19、弦式电流的周期多大?电流方向每秒改变多少次电流方向每秒改变多少次?第33页 解析解析:由题意由题意,f=60 Hz,交流电的周期交流电的周期,一个周期内交变电流方向改变两次一个周期内交变电流方向改变两次,故每秒方向改变的次数故每秒方向改变的次数为为:n=2f=120次次.第34页 15.(10分分)如图如图5B-9所示所示,其中甲图是由理想变压器其中甲图是由理想变压器 交流电交流电表和灯泡表和灯泡L1 L2组成的电路组成的电路;乙图为副线圈输出电压的波形乙图为副线圈输出电压的波形,已知原已知原 副线圈的匝数之比为副线圈的匝数之比为n1 n2=10 1,电流表电流表A的示数的示数为为2 A,各电
20、表和导线的电阻可以忽略不计各电表和导线的电阻可以忽略不计,第35页(1)求两电压表求两电压表V1 V2的示数的示数.(2)若两只灯泡的额定电压相同若两只灯泡的额定电压相同,而额定功率之比而额定功率之比P1 P2=1 4,求两灯的实际功率求两灯的实际功率.(不考虑温度对灯丝电阻的影响不考虑温度对灯丝电阻的影响)答案答案:(1)200V,20V (2)32W,8W第36页 第37页 16.(12分分)一个一个“220 V 220 W”的电炉的电炉,接入电源电压接入电源电压u=121 sin 100t V的电路中的电路中,试求下列各物理量试求下列各物理量:(1)通过电路中电流的瞬时值表达式通过电路中
21、电流的瞬时值表达式.(2)与电路串联的交流电流表和与其电路并联的交流电压表与电路串联的交流电流表和与其电路并联的交流电压表的读数各是多少的读数各是多少?(3)电炉的实际功率是多少电炉的实际功率是多少?第38页 第39页 17.(12分分)在远距离输电时在远距离输电时,要考虑尽量减少输电线上的功率要考虑尽量减少输电线上的功率损失损失.有一个小型电站有一个小型电站,输送的电功率为输送的电功率为P=500 kW,当使用当使用U=5 kV的电压输电时的电压输电时,测得安装在输电线路起点和终点处测得安装在输电线路起点和终点处的两只电能表一昼夜示数相差的两只电能表一昼夜示数相差4800度度.(1)求这时的输电效率求这时的输电效率和输电线的总电阻和输电线的总电阻r.(2)若想使输电效率提高到若想使输电效率提高到98%,又不改变输电线又不改变输电线,那么电站应那么电站应使用多高的电压向外输电使用多高的电压向外输电?答案答案:(1)60%,20 (2)22.4 kV第40页