巩固练习_交流电复习与巩固_提高.pdf

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1、高中物理 高中物理【巩固练习】一、选择题 1如图所示，有一个理想变压器，原线圈的匝数为 n1，输入电压为 U1，电流为 I1；两个副线圈的匝数分别为 n2和 n3，输出电压分别为 U2和 U3，电流分别为 I2和 I3，下列判断正确的是（）AU1U2=n1n2，U1U3=n1n3 BI1I2=n2n1，I1I3=n3n2 Cn1I1=n2I2+n3I3 DI1U1=I2U2+I3U3 2如左图所示，在闭合铁芯上绕着两个线圈 M 和 P，线圈 P 与电流表构成闭合回路。若在 t1至 t2这段时间内，观察到通过电流表的电流方向自上向下（即为由 c 经电流表至 d），则可以判断出线圈 M 两端的电势

2、差 uab随时间 t 的变化情况可能是图中的（）3如图所示，半径为 L1 m 的金属圆环，其半径 Oa 是铜棒，两者电阻均不计且接触良好。今让 Oa 以圆心 O 为轴，以角速度 10 rad/s 匀速转动，圆环处于垂直于环面，磁感应强度为 B2 T 的匀强磁场中。从圆心 O 引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为 n1n214 的理想变压器原线圈两端。则接在副线圈两端的理想电压表的示数为()A40 V B20 V C80 V D0 V 4如图所示，理想变压器原线圈与灯泡 A 串联后，加上交变电流 U1，副线圈两端电压为 U2，接有 B 和 C 两个灯泡。若 A、B、C 是三个完全相同的灯泡

3、且均正常发光，则12UU为（）高中物理 高中物理 A41 B31 C21 D11 5(2016 全国卷)如图，M 为半圆形导线框，圆心为 OM；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 ON；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线 OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框 M、N 在 t=0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过 OM和 ON的轴，以相同的周日 T 逆时针匀速转动，则（）。A.两导线框中均会产生正弦交流电 B.两导线框中感应电流的周期都等于 T C.在8Tt 时，两导线框中产生的感应电动势相等 D.两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流

4、的有效值也相等 6图中甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是（）A图甲表示交变电流，图乙表示直流 B两种电压的有效值相等 C图甲所示电压的瞬时值表达式为 U=311 sin100t V D图甲所示电压经匝数比为 101 的变压器变压后，频率变为原来的110 7如图所示，理想变压器的初级线圈接交流电源，次级线圈接阻值为 R 的负载电阻。若与初级线圈连接的电压表 V1的示数为 U1，与次级线圈连接的电压表 V2的示数为 U2，且U2U1，则以下判断中正确的是（）A该变压器输入电流与输出电流之比为 U1U2 B该变压器输入功率与输出功率之比为 U2U1 C通过

5、负载电阻 R 的电流22UIR 高中物理 高中物理 D通过初级线圈的电流2211UIU R 8如图所示，有一矩形线圈的面积为 S，匝数为 N，绕 OO轴在磁感应强度为 B 的匀强磁场中以角速度 匀速转动。滑动触头 P 上下移动时可改变输出电压，副线圈接有定值电阻 R，从图示位置开始计时，下列判断正确的是()A电流表测得的是电流最大值 B感应电动势的瞬时值表达式为 eNBSsin t CP 向上移动时，电流表示数变大 DP 向上移动时，电流表示数变小 二、填空题 9一交变电压随时间变化的图象如左下图所示，则此交变电流的频率是_Hz，若将该电压加在 10F 的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_V

6、；若将该电压加在一阻值为 1 k的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于_A。10如右上图所示为一理想变压器，初级接 220 V 正弦式电流，负载电阻 R=10，次级线圈 b，c 间匝数为 10 匝，当把开关 S 由接 b 改接 c 时，通过 R 上的电流增加 0.2 A，则通过变压器铁芯的磁通量变化率最大值是_ Wbs。（取两位有效数字）11闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为 240 rmin，若线圈平面转至与磁感线平行时的电动势为 2 V，则从中性面开始计时，所产生的感应电动势表达方式为 e=_V，从中性面起经148s，感应电动势的大小为

7、_。三、解答题 12（2016 大庆模拟）如图所示，一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为 P=500kW，输出电压为 U1=500V，升压变压器 B1原、副线圈的匝数比为 n1:n2=1:5，两变压器间输电导线的总电阻为 R=1.5。降压变压器 B2的输出电高中物理 高中物理 压为 220V，不计变压器的损耗。求：（1）输电导线上损失的功率（2）降压变压器 B2的原副线圈的匝数比 n3:n4 13如图所示，理想变压器接在电压为 220 V 的交流电源上，灯 L1的额定电压为 6 V，L2的额定电压为 2 V，电阻分别为 RL1=3n 和 RL2=10，接有电

8、压表的线圈为 n3=5 匝，当S 闭合在“1”处时两灯正常发光，电压表示数为 1 V。（1）在图示情况下，另一副线圈的匝数 n2以及电流表示数是多少？（2）若将 S 由“1”合向“2”时，灯 L1、L2和电流表示数如何变化？14如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数 n1n231，原线圈电路中接有一量程为 3 A 的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻 R 以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交变电压 u 的图像如图乙所示。(1)求图甲中电压表的读数。(2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数。(3)为满足第(2)问中要求，求可变电阻 R 应调到的电

9、阻值。15如图所示，某发电厂的输出电压恒定，分别用甲、乙两种线路向同一用电器送电，用电器上的功率相同。甲线路中不用变压器，线路总电阻为 0.9；乙线路中在用电器处装原、副线圈匝数比为 910 的升压变压器，线路总电阻为 1.8，求：（1）甲、乙两线路中输电线损耗的功率之比是多少？（2）用电器的电阻是多少？高中物理 高中物理 【答案与解析】一、选择题 1【答案】ACD 【解析】根据变压器的原理，可判断选项 A 是正确的；对于理想变压器来说，输入功率等于输出功率，选项 D 正确；电流跟线圈匝数成反比的关系只适用于输出端只有一个副线圈工作时的情况，同样，只有当线圈 2 开路时，I1I3=n3n1才成

10、立，故选项 B 错误；若两个线圈同时工作，电流跟线圈匝数的关系要根据“输入总功率等于输出的总功率”关系来判断。根据 I1U1=I2U2+I3U3，变形得3212311UUIIIUU，代入2211UnUn，3311UnUn，整理得 n1I1=n2I2+n3I3，故选项 C 正确。2【答案】CD 【解析】由电流表中电流方向和右手定则知 P 中感应电流的磁场方向竖直向下，因四个选项中 Uab均大于 0，故可假设 UaUb，Uab产生的感应磁场方向是一致的，因此 t1至 t2时刻，M 中的电流减小，即 Uab减小。可以判定 C、D 正确，A、B 错误。3【答案】D【解析】由于 Oa 以圆心 O 为轴，

11、以角速度 10 rad/s 匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为 0，选项 D 正确。4【答案】B 【解析】A、B、C 三个灯泡均正常发光时，设每个灯泡的额定电流为，则副线圈中的电流 I2=2I，原线圈的电流 I1=I，由电流与匝数间的关系得122122nIInII；再根据电压与匝数的关系122abUnUn，得122abnUUn 22U，又U1=UA+Uab，而 UA=U2，则 U1=3U2，得123UU，B 选项正确。5【答案】BC【解析】设导线圈半径为 l，角速度为，两导线框切割磁感线的等效长度始终等于圆高中物理 高中物理 弧半径，因此

12、在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为212EB l，但进磁场和出磁场时电流方向相反，所以线框中应该产生方波交流式电，如图所示，A 错误；由2T可知，两导线框中感应电流的周期相同，均为 T，B 正确；在8Tt 时，两导线框均在切割磁感线，故两导线框中产生的感应电动势均为212B l，C 正确；对于线框M，有22222MUE TE TTRRR有，解得 U有ME；对于线框 N，有2220044NUE TE TTRRR 有，解得22NUE有，故两导线框中感应电流的有效值并不相等，D 错误 6【答案】C 【解析】因图象的纵坐标电压的正负表示电压的方向，因此两图均为交变电流，A错；对于正弦式电流才

13、有m2UU有效，虽然两图的峰值相同，但图乙非正弦（余弦）式电流不适用上式有效值的求法，故 B 错；正弦式电流瞬时值的表达式为 U=Umsint，由图象可知 Um=311 V，T=2102 s，可得2100T，代入上式得 U=311sin100t（V），故C 对；由变压器原理可知变压器只能根据匝数比改变电压和电流，它不会改变周期和频率，故 D 错。7【答案】CD 【解析】理想变压器的输入功率等于它的输出功率，即221 122UU IU IR，所以1221IUIU，2211UIU R，则 A、B 均错，D 正确。通过负载电阻 R 的电流22UIR，C 正确，本题考查了理想变压器的有关知识。8【答案

14、】BD【解析】电流表测得的是电流有效值，选项 A 错误；从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 eNBSsin t，选项 B 正确；P 向上移动时，输出电压降低，电流表示数变小，选项 C 错误 D 正确。二、填空题 9【答案】50 200 0.14 高中物理 高中物理 【解析】由图知 T=0.02 s，Um=200 V，而1fT，所以 f=50 Hz，电容器耐压值应不小于 200 V，100 20.1410002mUIR（A）。保险丝熔断电流指有效值，以电路中保险丝熔断电流不能低于 0.14 A。10【答案】0.28 【解析】当把开关 S 从 b 掷向 c，流过 R 的电流增加了 0.

15、2 A，设 R 两端电压增加U，即U=IR=0.210 V=2V，而1122UnUn，1122UnUn,11222201011002UnnU（匝），又11Unt，当 电 压 为 最 大 值 时，t有 最 大 值，mm1220 2Wb/s0.28Wb/s1100Utn。11【答案】2sin8t 1 V 【解析】由 n=240 rmin=4 rs 得=2n=24 rads=8rads。当线圈平面与磁感线平行时，感应电动势最大，即 Em=2 V，所以 e=Emsint=2 sin8t V。1s48t 时，e=2sin8148V=2sin6V=212V=1 V。三、解答题 12【答案】(1)60kW；

16、(2)n3:n4=10:1【解析】(1)升压变压器原线圈的电流为 I1，副线圈的电流为 I2，则 311500 10A1000A500PIU，1 12211000A200A5n IIn 2222001.5W60000W60kWPI r(2)降压变压器的输入电压为：U3=U2I2r=2200V n3:n4=U3:U4=10:1 13【答案】（1）40 匝 5.6102 A （2）变暗 减小 【解析】（1）由于 S 闭合在“1”处时两灯正常发光，所以 UL1=6 V，UL2=2 V，即 U2=8 V，由2233UnUn，得 n2=40 匝，由 P入=P出代入数据得 I=5.6102 A。高中物理

17、高中物理 （2）S 由“1”合向“2”，n1增大，n2、n3不变，U2减小，IL1、IL2减小，灯变暗，由n1I1=n2I2减小，电流表示数减小。14【答案】(1)9 V(2)9 盏(3)13【解析】(1)根据图像可得原线圈电压的最大值 127 2VmU 其有效值为 U127 V 根据 n1n2 U1U2 代入数据后可得 U29 V 即为电压表的读数。(2)设原线圈中通过的电流为 I1，副线圈中通过的电流为 I2 为使副线圈接入的灯泡最多，则 I1取允许通过的最大电流的有效值为 3 A 根据 U1I1U2I2 代入数据后可得 I29 A 正常发光时每个灯泡中电流为1 APUI额额灯 所以允许接入的灯泡个数为2=9InI灯盏。(3)电阻 R 两端电压为 URU2U灯3 V 电阻阻值为213RURI 15【答案】（1）81200 （2）11【解析】（1）由用电器的功率相同，得甲图中：2PI R甲线；乙图中：2109PIR乙线，所以 8181 0.981100100 1.8200PRPR线甲乙线。（2）由 U源=IR甲+IR用，22101099I UIRIR乙源用，解得 R用=11。