(必考题)初中高中物理选修二第三章《交变电流》知识点复习(答案解析)

一、选择题

1．如图所示，面积为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsint的图是（ ）

A． B．

C． D．

2．一交变电压随时间变化的图像如图所示已知横轴下方为正弦曲线的一半，则该交变电压的有效值为（ ）

A．510V B．210V C．10V

D．102V

3．某小型电站用两根单位长度内电阻为2.5104/m的电缆直接向10公里外的山区送电，已知其输出电功率是1.2106kW。现用200kV电压输电，则下列说法正确的是（ ）

A．输电线上输送的电流大小为4104A B．输电线上由电阻造成的损失电压为30kV

C．若改用500kV电压输电，根据欧姆定律，输电电流变为原来的2.5倍 D．若改用50kV电压输电，则输电线上损失的功率为8106kW

4．如图所示，电阻均匀的正方形导线框ad边的中点和bc边的中点连线OO'恰好位于某磁场右边界上，磁场方向与线框平面垂直，已知该磁场的磁感应强度的变化

B2002sin100πt(T/s) ，线框的边长L=20cm。则线框c、d两点间的电压有效值为t（ ）

A．1V

B．2V

C．2V

D．22V

5．如图所示为某一线圈通过的交流电的电流—时间关系图象（前半个周期为正弦波形的

1），则一个周期内该电流的有效值为（ ） 2

A．

3I0 2B．

5I0 2C．3I0 2D．

5I0 26．如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿

abcda为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是（ ）

A． B． C． D．

7．如图所示，接线柱a、b接在电压u=311sin314t（V）的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电阻随着温度的升高而减小，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），R3为一定值电阻，若原副线圈匝数比为n1：n2。当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是（ ）

A．副线圈的电阻增大 B．ab端的输出功率不变

C．电流表A1示数增大，电压表V2示数减小 D．n1：n2=U1：U2 （U1、U2分别为V1、V2示数）

8．图为远距离输电的电路原理图，则下列判断正确的是（ ）

A．U1>U2 C．I4合开关S，下列说法正确的是（ ）

B．U2=U3 D．I1>I2

9．如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭

A．P向下滑动时，灯L变亮

C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小

B．P向下滑动时，变压器的输出电压变大 D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大

10．电压互感器和电流互感器是利用变压器原理对高压电路或是高电流电路进行测量的工具，钳形电流表就是电流互感器的一种（如图），它可以在不改变被测电路结构的情况下直接测出电路电流，它的测量过程如图a所示，此时正在测量一台正常工作电动机的电缆线的电流，其内部变压器可以视为理想变压器，内部结构如图a右侧所示（电流表表盘上刻度值已经转换成被测电流值）。图a中电流表的读数为0.9A。图b中用同一电动机电缆线绕了3匝，则（ ）

A．这种电流表也能测交流电压

B．这种电流表能测交流电流，图b的读数为0.3A C．这种电流表能测交流电流，图b的读数为2.7A

D．这种电流表能测交流电流，图b的中电流表指针周期性摆动

11．如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，下列说法正确的是（ ）

A．可以用多节干电池串联起来作为电源

B．若铁芯不闭合，通过正确的操作可以得到结论：在误差允许的范围内原副线圈的匝数比等于电压之比

C．原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，副线圈电压大于原线圈电压 D．保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，可以研究副线圈匝数对输出电压的影响

12．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（ ）

A．线框产生的交变电动势有效值为311V B．t=0.01s时线框平面与磁场方向平行 C．t=0.005s时线框的磁通量变化率最大 D．线框产生的交变电动势的频率为100Hz

13．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的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ）

A．

T时刻线框平面与中性面垂直 4B．线框的感应电动势的有效值为D．从t=0到t=

2m TC．线框的感应电动势有效值为势为

m TT过程中线框的平均感应电动4m T14．如图所示，理想变压器原线圈接在输出电压不变的交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）

A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，通过电阻R1的电流变大 B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变小 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变小 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大

15．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和

4Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压R的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数的比值为（ ）

A．2 B．3 C．4 D．5

二、填空题

16．如图所示，某发电机输出功率是100kW，输出电压是250V，从发电机到用户间的输电线总电阻为8Ω，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为220V，求升压变压器原、副线圈匝数比______和降压变压器原、副线圈匝数比______。

17．如图是一个正弦式交变电流的波形图。该交流电流的峰值是_________A，有效值是_______A，周期是________s，1秒钟电流方向改变_________次。

18．如图所示。L1和L2是输电线，甲、乙是两个互感器，通过观测接在甲、乙中的电表读数，可以间接得到输电线两端电压和通过输电线的电流。若已知图中n1:n2100:1，

n3:n41:10，V表示数为220V，A表示数为10A，则甲是__________，输电线两端电压

是________；乙是______，输电线两端电流是__________。

19．如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝；线圈电阻为1，外电阻为9，匀强磁场的磁感应强度B=2T当线圈以10rad/s的角速度匀速转动时，电压表的示数为___________，电流表的示数为___________________。

20．小型水利发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器。输电电路图如图所示，则电流I1=___________；升压变压器的原、副线圈的匝数之比n1：n2=___________；降压变压器的原、副线圈的匝数之比n3：n4= _________。

21．如图所示，单匝矩形线框面积为S，电阻为R，处于水平方向匀强磁场中，磁感应强度为B．线框可以绕着AB边以角速度匀速运动，当线框转至如图位置时为计时起点，

（1）线框中感应电动势的最大值Em__________． （2）线框中感应电流的瞬时值表达式为__________．

（3）线框从此位置开始转过90的过程中，通过线框的电量q__________． （4）一个周期内线框中产生的热量Q__________．

22．如图所示，某理想变压器有一个原线圈，匝数n1=1320匝，接220伏交流电路上，另

有两个副线圈，甲线圈匝数n2=30匝，线圈中电流为I2=1.2A，另一个乙线圈两端电压U3=10V，电流为I3=0.5A。则乙线圈的匝数为_____匝，原线圈中的电流为_____A。

23．如图所示,理想变压器初级线圈接在220V正弦交流电源上,负载是一阻值为R=10Ω的电阻,次级线圈b、c间匝数为10匝,当把电键K从b掷向c,通过R的电流增加了0.2A,则此变压器铁芯中磁通量的最大变化率为________wb/s

24．如图所示理想变压器输入的交流电压U1＝220 V，有两组副线圈，其中n2＝36匝，标有“6 V 9 W”、“12 V 12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，原线圈的匝数n1=_______匝，另一副线圈的匝数n3=_______匝，原线圈中电流I1=_______．

25．如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1，原线圈接入一电压为u＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω的负载电阻，若U0＝2202V，ω＝100π Hz，则副线圈中电压表的读数为 ，原线圈中电流表的读数为 。

26．如图所示，电压互感器、电流互感器可看成理想变压器，已知电压互感器原、副线圈匝数比是1000∶1，电流互感器原、副线圈匝数比是1∶200，电压表读数是200V，电流表读数是1.5A，a、b为两只交流电表。则a为________，b为_______，交流电路输送电能的功率是________W。

三、解答题

27．为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站，遂宁三新水电站发电机组设计为：流出水位比流入的水位低10m，水流量为Q=10m3/s，水轮机效率为75﹪，

发电机效率为80﹪，（已知水的密度为ρ=1×103kg/m3，g取10 m /s2） 求： (1)发电机组的输出电功率是多少?

(2)如果发电机输出电压为500V，用户需电压220V，输电线路中能量损失为6%，输电线电阻为10Ω，那么所需升压变压器和降压变压器的原副线圈匝数比分别是多少?

28．如图所示，一个面积S=0.2m2的单匝圆形线圈，M、N两端间距很小可以忽略，线圈处于变化的磁场中，磁场的磁感应强度按B=

5sin(100πt)T的规律变化。线圈中产生的感应电π动势的瞬时值表达式为e=BmSωcos(ωt)，其中Bm为磁感应强度的最大值，ω为磁场变化的角速度，线圈的电阻r=2Ω，外接电阻R=18Ω。（电压表为理想交流电压表）求： (1)当t=

1s时电压表的示数； 6001s这段时间通过圆形线圈的电量q。 200(2)变化的电流一个周期在电阻R上产生的热量Q； (3)从t=0开始到t=

29．如图所示，一小型发电机内有n=100匝矩形线圈，线圈面积S=0.10m2，线圈电阻为1Ω。在外力作用下矩形线圈在B=0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度ω=100π rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO´匀速转动，发电机线圈两端与R =9Ω的电阻构成闭合回路。求： (1)线圈转动时产生感应电动势的最大值；

(2)从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90º角的过程中通过电阻R横截面的电荷量； (3)写出电阻R两端电压瞬时值的表示式（当线圈平面与磁场垂直时开始计时）； (4)线圈匀速转动10s，电流通过电阻R产生的焦耳热（π2=10）。

30．某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为200kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10，导线上损耗的电功率为4kW，该村的用电电压是

220V。

(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器各自的原、副线圈的匝数比；

(2)如果该村某工厂用电功率为140kW则该村还可以装“220V40W”的电灯多少盏？