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高二物理选修3-2交变电流

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篇一:《高中物理选修3-2交变电流习题》

选修3-2 第五章 交变电流

1.在下图中,不能产生交变电流的是(

)

2.交流发电机在工作时的电动势e=Emsinωt.若将线圈匝数、线圈面积都提高到原来的两倍,

其他条件不变,则电动势变为( )

11A.e=2Emsinωt B.e=4Emsinωt C.eEmsinωt D.e=Emsinωt 24

3.矩形线圈的匝数为50匝,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示.下列结论正确的是( )

A.在t=0.1 s和t=0.3 s时,电动势最大

B.在t=0.2 s和t=0.4 s时,电动势改变方向

C.电动势的最大值是157 V

D.在t=0.4 s时,磁通量变化率最大,其值为3.14 Wb/s

4.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

5.如图所示,N=100匝矩形线框以角速度ω=100πrad/s绕OO′轴匀速转动。ab=cd=0.2m,ad=bc=0.5m,磁感应强度B=0.1T,试求:(1)线圈中产生的感应电动势的最大值是多少?(2)从图示位置计时,感应电动

势的瞬时表达式?(3)由t=0至t=T/4过程中平均感应电动势 的大小?(4)若线圈总电阻为100Ω,则在t=0至t=T/4过程

中通过线圈某截面的电量是多少?

6.如图所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B

的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.,线框绕与cd边重合

π的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动,线框从中性面开始转过2

程中,求通过导线横截面的电荷量q=_______________________

7.如图5-1-5所示,一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感

线的对称轴OO′匀速转动沿OO′观察,线圈逆时针转动,已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为n,边长为l,电阻为R,转动的角速度为ω,则当线圈转至图示位置时( )

nBl2A.线圈中感应电流方向为abcda B.线圈中感应电流为 R

C.穿过线圈的磁通量为0 D.穿过线圈的磁通量的变化率为0

图5-1-5 图5-1-6 图5-17

8.一根长直通电导线中的电流按正弦规律变化,如图5-1-6、5-1-7所示,规定电流从左向右为正,在直导线下方有一不闭合的金属框,则相对于b点来说,a点电势最高的时刻在( )

A. t1 B. t2 C. t3 D. t4

9.已知交变电流的瞬时表达式为i=311sin314t,从t=0到第一次电流出现最大值( )

A.0.005s B.0.001s C.0.02s D.0.01s

10.矩形线圈在匀强磁场中转动,产生的感应电动势e=2202sin100πt(V),正确说( )

A.交流电的频率是100πHz B.t=0时线圈垂直于中性面

C.交流电的周期是0.02s D..t=0.05s时,e有最大值

11.由交流电动势瞬时值表达式e=102sin4πt(V),正确说法( )

A.此交流电的频率是4π(Hz)

B.此交流电的周期是0.5s

C.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

12.一只“220 V 100 W”的灯泡接在u=311sin314t V的交变电源上,则下列判断正确( )

A.灯泡能正常发光 B.与灯泡串联的电流表的读数为0.45 A

C.与灯泡并联的电压表的读数为220 V D.通过灯泡的电流表达式为i=0.64sin314t A

13.一个电阻接在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.0.25P B.0.5P C.P D.2P

14.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.1102v B.2202V C.220V D.110V

15.如图5-2-4所示,矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,沿着OO′方向观察,线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感强

度为B,线圈匝数为n,ab边的边长为l1,ad边的边长为l2,线圈电阻为R,转

动的角速度为,则当线圈转至图示位置时( )

A.线圈中感应电流的方向为abcda B.线圈中的感应电动势为2nBl2

C.穿过线圈磁通量随时间的变化率最大 D.线圈ad边所受安培力的大

2n2B2l1l2小为

16.对于理想变压器,下列说法中正确的是( )

A.原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大

B.原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大

C.原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化

D.当副线圈的电流为零时,原线圈的电压也为零

17.如图5-4-1所示为理想变压器原线圈所接交流电压的图象。原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1,原线圈电路中电流为1A,下列说法正确的是( )

A.变压器输出端的交流电频率为100Hz

B.变压器输出端的电流为102A

C.变压器输出端电压为22V

D.变压器的输出功率为2002W

18.在某交流电路中,有一正在工作的变压器,原、副线圈的匝数分别为n1=600匝、n2=120匝,电源的电压为U=311sin100πtV,原线圈中串联一个0.2A的保险丝,为保证保险丝不被烧毁,则说法正确( )

A.负载功率不能超过44W B.副线圈电流的最大值不能超过1A

C.副线圈电流的有效值不能超过1A D.副线圈电流的有效值不能超过0.2A

19. 有两个输出电压相同的交流电源,第一个电源外接一个电阻R1,第二个电源外接一个变压器,变压器的初级线圈匝数为n1,次级线圈的匝数为n2,变压器的负载为一个电阻R2,测得两个电源的输出功率相等.则此两电阻大小之比R1∶R2为( )

A.n1∶n2 B.n21∶n22 C.n2∶n1 D.n22∶n21

20.如图5-4-3所示,理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡L1和L2。导线的等效电阻为R。现将原来断开的开关S闭合,若变压器原线圈两端的电压保持不变,则下列说法中正确的是( )

A.副线圈两端的电压不变 B.通过灯泡L1的电流增大

C.原线圈中的电流减小 D.变压器的输入功率减小

5-4-3 5-4-4

21.如图5-4-4所示,理想变压器的原线圈接在u=

(100πt)(V)的交流电源上,副线圈接有R=55 Ω的负载电阻。原、副线圈匝数之比为2∶1。电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )

A.原线圈中电流表的读数为1 A B

.原线圈中的输入功率为

C.副线圈中电压表的读数为1102V D.副线圈中输出交流电的周期为50s

22.图5-4-5中的变压器为理想变压器,原线圈的匝数n1与副线圈的匝数n2之比为10 : 1。变压器的原线圈接如图5-4-6所示的正弦式电流,两个20Ω的定值电阻串联接在副线圈两端。电压表○V为理想电表。则( )

A.原线圈上电压的有效值为100V B.原线圈上电压的有效值约为70.7V

C.电压表○V的读数为5.0V D.电压表○V的读数约为3.5V

图5-4-8

23.如图5-4-8所示,一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈,匝数比nA:nB:nC=4:2:1,在副线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R,当原线圈A与交变电源连接时,交变电流表A2的示数为I0,则交变电流表A1的示数为多少?

24.某小型水电站的电能输送示意图如图5-5-1所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻为R,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1,降压变压器副线圈两端交变电压u=220sin100tV,

降压变压器的副线圈与阻值R011的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器,则下列说法中0 图1 正确的是( ) A.通过R0电流的有效值是20A

B.降压变压器T2原、副线圈的电压比为4:1

C.升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压

D.升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率

25.图5-5-2所示,有一台交流发电机E,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和输出功率分别为U2和P2;T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3,它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。设T1的输入电压U1一定,当用户消耗的电功率变大时,有( )

A.U2减小,U4变大

B.U2不变,U3变小

C.P1变小,P2变小

D.P2变大,P3变大

26.供电网中某一居民小区的用户变压器输入电压为U1=1×104 V,匝数比为125∶3.原来小区各用户用电总功率为44 kW,由于用电功率随生活条件的改善而增加,现在小区各户居民用电总功率增加到88 kW,打算在不改变线路的情况下更换一台用户变压器.设新用户变压器的输入电压仍为U1=1×104 V不变,且用电器户正常工作电压为220 V.求:

(1)居民小区输电线路的电阻R线;(2)新更换的用户变压器的原、副线圈匝数比.

篇二:《高二物理选修3.2_第五章交变电流知识点总结》

第五章 交变电流 5.1 交 变 电 流

一、直流电(DC) 电流方向不随时间而改变

交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 交流发电机模型的原理简图

二、交变电流的产生 中性面 线圈平面与磁感线垂直的位置叫做中性面

高二物理选修3-2交变电流

(1)线圈经过中性面时,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为零,线圈中的电动势为零

(2)线圈经过中性面时,电流将改变方向,线圈转动一周,两次经过中性面,电流方向改变两次

三、交变电流的变化规律

以线圈经过中性面开始计时,在时刻t线圈中的感应电动势(ab和cd边切割磁感线)

e为电动势在时刻t的瞬时值, Em为电动势的最大值(峰值).

四、交流电的图像

五、交变电流的种类

课堂练习

5.2《描述交变电流的物理量》

复习回顾

(一)交变电流:大小和方向随时间做周期性变化的电流;简称交流。 其中按正弦规律变化的交流电叫正弦交流电。 (二)正弦交流电的产生及变化规律

1、产生:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,产生正弦交流电。 2、中性面:跟磁场方向垂直的平面叫做中性面。

这一位置穿过线圈的磁通量最大,磁通量变化率为零,线圈中无感应电动势。 3、规律:

瞬时值表达式:从中性面开始计时

一、周期和频率

物理意义:表示交流电变化的快慢

1、周期:交变电流完成一次周期性变化所需的时间。 2、频率:交变电流一秒内完成周期性变化的次数。

角频率:线圈在磁场中转动的角速度

高二物理选修3-2交变电流

二、峰值和有效值

3.有效值 定义:E、U、I

根据电流的热效应来规定,让交流与直流分别通过相同的电阻,如果在交流的一个周期内

它们产生的热量相等,就把这个直流的数值叫做这个交流的有效值。 4.正弦交流电的有效值与最大值的关系:

mm

说明:

A、以上关系式只适用于正弦或余弦交流电;

B、交流用电器的额定电压和额定电流指的是有效值; C、交流电流表和交流电压表的读数是有效值 D、对于交流电若没有特殊说明的均指有效值 注意:峰值(最大值)、有效值、 平均值在应用上的区别。 1、在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 2、求通过某导体截面的电量一定要用平均值。

E

E

2

I

I

2高二物理选修3-2交变电流

小结

1、周期:交变电流完成一次周期性变化所需的时间。 2、频率:一秒内完成周期性变化的次数。

3、最大值(峰值): Em Um Im 4、瞬时值: u i e

5、有效值: E U I

(1)定义:根据电流的热效应来规定,让交流电和直流通过相同阻值的电阻,如果他们在一个周期内产生的热量相等,就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。

E(2)正弦交流电的有效值与最大值的关系: Em

注意:A.对于交流电若没有特殊说明的均指有效值

B.在求交流电的功、功率或电热时必须用交流电的有效值。 C.求通过某导体截面的电量一定要用平均值。

2.3电感和电容对交变电流的影响

在直流电路中,影响电流和电压关系的只有电阻,而在交流电路中影响电流和电压关系的除了电阻,还有电感和电容.通过电感和电容对交变电流影响的分析讨论,我们可以进一步认识到交流与直流的区别.

一、交变电流能够通过电容器

• 实验电路如图所示,将双刀双掷开关S分别接到电压相等的直流电源和交流电源上,

观察灯泡的亮暗.

S接直流电源时,灯泡不亮;S接交流电源时,灯泡发光

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