物理第十一章 交变电流《交变电流》专项练习.ppt

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1、交变电流交变电流专项练习专项练习易错排查练易错排查练1.1.如图所示如图所示,一个匝数为一个匝数为N=100N=100匝的线圈以固定转速匝的线圈以固定转速50 50 r/sr/s在匀强磁场中在匀强磁场中旋转旋转,其产生的交变电流通过一匝数比为其产生的交变电流通过一匝数比为n n1 1nn2 2=101=101的变压器给阻值的变压器给阻值R=20 R=20 的电阻供电的电阻供电,已知交流电压表的示数为已知交流电压表的示数为20 V,20 V,从图示位置开始计从图示位置开始计时时,则下列说法正确的是则下列说法正确的是()A A 易错总结易错总结:交变电流的瞬时值是变化的交变电流的瞬时值是变化的,而

2、有效值是不变的而有效值是不变的,因此在分析电因此在分析电压表、电流表的示数时不要将其与瞬时值混淆压表、电流表的示数时不要将其与瞬时值混淆;穿过线圈的磁通量的表达穿过线圈的磁通量的表达式与瞬时值的表达式存在互余关系式与瞬时值的表达式存在互余关系.2.(2.(20162016兰州质检兰州质检)()(多选多选)电阻电阻R R1 1,R,R2 2与交流电源按照如图与交流电源按照如图(甲甲)方式连方式连接接,R R1 1=10,R=10,R2 2=20.=20.合上开关合上开关S S后后,通过电阻通过电阻R R1 1的正弦式交变电流的正弦式交变电流i i随时间随时间t t变化的情况如图变化的情况如图(乙

3、乙)所示所示.则则()A.RA.R1 1两端的电压是两端的电压是6 V6 VB.RB.R2 2两端的电压最大值是两端的电压最大值是12 V12 VC.C.通过通过R R2 2的电流最大值是的电流最大值是1.2 A1.2 AD.D.若将该电源接到耐压值为若将该电源接到耐压值为18 V18 V的电容器两端不会击穿电容器的电容器两端不会击穿电容器AB AB 易错总结易错总结:交变电流的四个值交变电流的四个值,很容易混淆很容易混淆,有效值是交变电流的默认值有效值是交变电流的默认值,只要没有特别说明都是指有效值只要没有特别说明都是指有效值;电容器或二极管的击穿电压指的是交电容器或二极管的击穿电压指的是交

4、变电流的最大值变电流的最大值.3.(3.(20162016沈阳质检沈阳质检)如图所示为理想变压器如图所示为理想变压器,原线圈匝数为原线圈匝数为n n1 1,四个副线四个副线圈匝数均为圈匝数均为n n2 2,四个负载电阻阻值相同四个负载电阻阻值相同,二极管和电感线圈均为理想元件二极管和电感线圈均为理想元件,现从原线圈现从原线圈P,QP,Q两端输入正弦式交变电流两端输入正弦式交变电流,那么下列说法中正确的是那么下列说法中正确的是()A.A.只有流过只有流过R Ra a和和R Rd d上的电流是交变电流上的电流是交变电流B.B.加在加在R Ra a两端的电压是两端的电压是R Rb b的两倍的两倍C.

5、RC.Ra a消耗的功率是消耗的功率是R Rb b的两倍的两倍D.D.若输入的正弦式交变电流频率增大若输入的正弦式交变电流频率增大,则则R Rc c的功率增大的功率增大,R,Rd d的功率也增大的功率也增大C C 易错总结易错总结:电容器、电感线圈、二极管对交变电流的阻碍作用不同电容器、电感线圈、二极管对交变电流的阻碍作用不同,电容电容器是通交流、隔直流器是通交流、隔直流,通高频阻低频通高频阻低频;电感线圈是通直流、阻交流电感线圈是通直流、阻交流,通低频通低频阻高频阻高频;因此通过电容器后只有交流因此通过电容器后只有交流,但通过电感线圈后既有直流也有交但通过电感线圈后既有直流也有交流流,二极管

6、具有单向导电性二极管具有单向导电性,交变电流只留下一半交变电流只留下一半,变成脉动直流变成脉动直流.4.(4.(20162016山东新泰质检山东新泰质检)如图所示的远距离输电电路图中如图所示的远距离输电电路图中,升压变压器升压变压器和降压变压器均为理想变压器且都有一个线圈可调和降压变压器均为理想变压器且都有一个线圈可调,发电厂的输出电压发电厂的输出电压及输电线的电阻均不变及输电线的电阻均不变.在用电高峰期在用电高峰期,随着用户耗电量的增大导致用户随着用户耗电量的增大导致用户实际电压偏低实际电压偏低,为使用户电压达到正常为使用户电压达到正常,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.PA.P1

7、 1上调一点可使用户电压升高上调一点可使用户电压升高,线路损失减小线路损失减小B.PB.P1 1下调一点可使用户电压升高下调一点可使用户电压升高,线路损失减小线路损失减小C.PC.P2 2上调一点可使用户电压升高上调一点可使用户电压升高,线路损失增大线路损失增大D.PD.P2 2下调一点可使用户电压升高下调一点可使用户电压升高,线路损失减小线路损失减小C C 易错总结易错总结:输电损失主要是由输电电流决定的输电损失主要是由输电电流决定的,但是其电流的大小取决于但是其电流的大小取决于输电电压和输电功率输电电压和输电功率,因此在分析此类题目时要把握好电路的变化对输因此在分析此类题目时要把握好电路的

8、变化对输电电流的影响电电流的影响.5.(5.(多选多选)如图所示如图所示,一个理想变压器上有三组线圈一个理想变压器上有三组线圈,三组线圈匝数之比为三组线圈匝数之比为n n1 1nn2 2nn3 3=321,=321,现将三只相同的灯泡分别接入三组线圈中现将三只相同的灯泡分别接入三组线圈中,并把并把n n1 1的的接线端接上交变电源接线端接上交变电源,接通电源后接通电源后,下列各项正确的是下列各项正确的是()A.A.若若L L1 1正常发光正常发光,那么那么L L2 2,L,L3 3都不能正常发光都不能正常发光B.B.若若L L2 2正常发光正常发光,那么那么L L1 1将烧毁将烧毁C.C.若若

9、L L2 2正常发光正常发光,那么那么L L1 1,L,L3 3都不能正常发光都不能正常发光D.D.若若L L3 3正常发光正常发光,那么那么L L2 2将烧毁将烧毁CD CD 易错总结易错总结:理想变压器中原线圈的电压是用来产生磁场的电压理想变压器中原线圈的电压是用来产生磁场的电压,不包括原不包括原线圈中用电器的电压线圈中用电器的电压,变压器存在多个副线圈时变压器存在多个副线圈时,利用功率关系将原、副利用功率关系将原、副线圈联系起来线圈联系起来.6.(6.(多选多选)如图所示如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比是理想变压器原、副线圈的匝数之比是101,101,原线圈输入原线圈输入交变电压

10、交变电压u=100 sin 50t(V),Ou=100 sin 50t(V),O是副线圈中心抽出的线头是副线圈中心抽出的线头,R,R1 1=5,=5,R R2 2=15,=15,则则()A.A.开关开关S S断开时断开时,电流表的示数为电流表的示数为0.05 A0.05 AB.B.开关开关S S闭合时闭合时,电流表的示数为电流表的示数为0.05 A0.05 AAC AC 易错总结易错总结:开关开关S S的闭合与断开的闭合与断开,关系到变压器的副线圈的个数关系到变压器的副线圈的个数,开关开关S S闭合时闭合时,变变压器有两个副线圈压器有两个副线圈,开关开关S S断开时断开时,变压器只有一个副线圈

11、变压器只有一个副线圈,因此在计算电流关系因此在计算电流关系和功率关系时满足的公式是不一样的和功率关系时满足的公式是不一样的.7.(7.(20142014四川卷四川卷,1,1)如图所示如图所示,(,(甲甲)是远距离输电线路的示意图是远距离输电线路的示意图,(,(乙乙)是是发电机输出电压随时间变化的图像发电机输出电压随时间变化的图像,则则()A.A.用户用电器上交流电的频率是用户用电器上交流电的频率是100 Hz100 HzB.B.发电机输出交流电的电压有效值是发电机输出交流电的电压有效值是500 V500 VC.C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定输电线的电流只由降压变压器原副线圈

12、的匝数比决定D.D.当用户用电器的总电阻增大时当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小输电线上损失的功率减小D D 解析解析:根据图根据图(乙乙)可知可知,发电机输出的交流电的周期为发电机输出的交流电的周期为0.02 s,0.02 s,发电机输发电机输出的交流电的频率为出的交流电的频率为50 Hz,50 Hz,由于变压器在传输电能的过程中不改变交流由于变压器在传输电能的过程中不改变交流电的频率电的频率,故用户用电器上交流电的频率为故用户用电器上交流电的频率为50 Hz,50 Hz,选项选项A A错误错误;根据图根据图(乙乙)可知可知,发电机输出的交流电的最大值为发电机输出的交流电的最

13、大值为500 V,500 V,发电机输出的交流电的有发电机输出的交流电的有效值为效值为250 V,250 V,故选项故选项B B错误错误;输电线上的电流由降压变压器副线圈上的输电线上的电流由降压变压器副线圈上的电阻和降压变压器的原、副线圈的匝数比决定电阻和降压变压器的原、副线圈的匝数比决定,故选项故选项C C错误错误;当用户用当用户用电器的总电阻增大时电器的总电阻增大时,输电线上电流减小输电线上电流减小,损失的功率将减小损失的功率将减小,故选项故选项D D正正确确.易错总结易错总结:远距离输电的电流决定了电能的损耗多少远距离输电的电流决定了电能的损耗多少,而输电电流可以利而输电电流可以利用升压

14、变压器原副线圈的电流关系进行计算用升压变压器原副线圈的电流关系进行计算,也可以利用降压变压器原副也可以利用降压变压器原副线圈的电流关系进行计算线圈的电流关系进行计算,但是输电电流的大小是由降压变压器副线圈上但是输电电流的大小是由降压变压器副线圈上的负载电阻和降压变压器原副线圈的匝数比决定的的负载电阻和降压变压器原副线圈的匝数比决定的.热点强化练热点强化练热点一交变电流的产生热点一交变电流的产生1.(1.(多选多选)用用220 V220 V的正弦式交变电流通过理想变压器对一负载供电的正弦式交变电流通过理想变压器对一负载供电,变压变压器输出电压是器输出电压是110 V,110 V,通过负载的电流图

15、像如图所示通过负载的电流图像如图所示,则则()A.A.变压器输入功率约为变压器输入功率约为3.9 W3.9 WB.B.输出电压的最大值是输出电压的最大值是110 V110 VC.C.变压器原、副线圈匝数比是变压器原、副线圈匝数比是1212D.D.负载电流的函数表达式负载电流的函数表达式i=0.05sin 100t(A)i=0.05sin 100t(A)AD AD 2.(2.(多多选选)如如图图所所示示,电电阻阻不不计计的的金金属属导导轨轨PQ,MNPQ,MN水水平平平平行行放放置置,间间距距为为L,L,导导轨轨的的P,MP,M端端接接到到匝匝数数比比为为n n1 1nn2 2=12=12的的理

16、理想想变变压压器器的的原原线线圈圈两两端端,变变压压器器的的副副线线圈圈接接有有阻阻值值为为R R的的电电阻阻.在在两两导导轨轨间间x0 x0区区域域有有垂垂直直导导轨轨平平面面的的磁磁场场,磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度B=BB=B0 0sin sin 2kx,2kx,一一阻阻值值不不计计的的导导体体棒棒abab垂垂直直导导轨轨放放置置且且与与导导轨轨接接触触良良好好.开开始始时时导导体体棒棒处处于于x=0 x=0处处,从从t=0t=0时时刻刻起起,导导体体棒棒abab在在沿沿x x正方向的力正方向的力F F作用下做速度为作用下做速度为v v的匀速运动的匀速运动,则则()A.A.导体棒导体

17、棒abab中产生的交变电流的频率为中产生的交变电流的频率为kvkvB.B.交流电压表的示数为交流电压表的示数为2B2B0 0LvLv AD AD 热点二特殊情景下的理想变压器热点二特殊情景下的理想变压器3.(3.(20162016河河北北廊廊坊坊质质检检)()(多多选选)在在如如图图所所示示的的电电路路中中,理理想想变变压压器器原原、副副线线圈圈的的匝匝数数比比为为21,21,四四个个灯灯泡泡完完全全相相同同.其其额额定定电电压压为为U,U,若若已已知知灯灯泡泡L L3 3和和L L4 4恰能正常工作恰能正常工作,那么那么()A.LA.L1 1和和L L2 2都能正常工作都能正常工作B.LB.

18、L1 1和和L L2 2都不能正常工作都不能正常工作C.C.交流电源电压为交流电源电压为2U 2U D.D.交流电源电压为交流电源电压为4U4UAD AD 解析解析:根据灯泡根据灯泡L L3 3和和L L4 4恰能正常工作恰能正常工作,变压器原线圈输入电压为灯泡变压器原线圈输入电压为灯泡L L3 3和和L L4 4额定电压额定电压U U的的2 2倍倍,输入电流为灯泡输入电流为灯泡L L3 3和和L L4 4的额定电流的额定电流.所以所以L L1 1和和L L2 2都都能正常工作能正常工作,交流电源电压为交流电源电压为4U,4U,选项选项A,DA,D正确正确,B,C,B,C错误错误.4.4.如图

19、所示如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为理想变压器的原、副线圈匝数比为15,15,原线圈两端的交变原线圈两端的交变电压为电压为u=20 sin 100t(V),u=20 sin 100t(V),氖泡在两端电压达到氖泡在两端电压达到100 V100 V时开始发光时开始发光,下列说法中正确的有下列说法中正确的有()A.A.开关接通后开关接通后,氖泡的发光频率为氖泡的发光频率为50 Hz50 HzB.B.开关接通后开关接通后,电压表的示数为电压表的示数为100 V100 VC.C.开关断开后开关断开后,电压表的示数变大电压表的示数变大D.D.开关断开后开关断开后,变压器的输出功率不变变压器的输出

20、功率不变B B 5.(5.(20162016南昌质检南昌质检)如图所示如图所示,在在A,BA,B间接入正弦式交变电流间接入正弦式交变电流U U1 1=220 V,=220 V,通通过理想变压器和二极管过理想变压器和二极管D D1 1,D,D2 2给阻值给阻值R=20 R=20 的纯电阻供电的纯电阻供电,已知已知D D1 1,D,D2 2为相为相同的理想二极管同的理想二极管,正向电阻为正向电阻为0,0,反向电阻无穷大反向电阻无穷大,变压器原线圈变压器原线圈n n1 1=110=110匝匝,副线圈副线圈n n2 2=20=20匝匝,Q,Q为副线圈正中央抽头为副线圈正中央抽头,为保证安全为保证安全,

21、二极管的反向耐压值二极管的反向耐压值至少为至少为U U0 0,设电阻设电阻R R上消耗的热功率为上消耗的热功率为P,P,则有则有()C C 热点三远距离输电热点三远距离输电6.(6.(20162016江西十校联考江西十校联考)()(多选多选)某小型水电站的电能输送示意图如图所某小型水电站的电能输送示意图如图所示示,发电机通过升压变压器发电机通过升压变压器T T1 1和降压变压器和降压变压器T T2 2向用户供电向用户供电.已知输电线的总已知输电线的总电阻为电阻为R,R,降压变压器降压变压器T T2 2的原、副线圈匝数之比为的原、副线圈匝数之比为41,41,降压变压器副线圈降压变压器副线圈两端交

22、变电压两端交变电压u=220 sin 100t(V),u=220 sin 100t(V),降压变压器的副线圈与阻值降压变压器的副线圈与阻值R R0 0=11=11的电阻组成闭合电路的电阻组成闭合电路.若将变压器视为理想变压器若将变压器视为理想变压器,则下列说法中则下列说法中正确的是正确的是()A.A.通过通过R R0 0电流的有效值是电流的有效值是20 A20 AB.B.降压变压器降压变压器T T2 2原、副线圈的电压比为原、副线圈的电压比为4141C.C.升压变压器升压变压器T T1 1的输出电压等于降压变压器的输出电压等于降压变压器T T2 2的输入电压的输入电压D.D.升压变压器升压变压

23、器T T1 1的输出功率大于降压变压器的输出功率大于降压变压器T T2 2的输入功率的输入功率ABD ABD 7.(7.(多选多选)如图为模拟远距离输电电路如图为模拟远距离输电电路,两理想变压器的线圈匝数两理想变压器的线圈匝数n n1 1=n=n4 4nn2 2=n=n3 3,A,A1 1,A,A2 2,A,A3 3为相同的理想交流电流表为相同的理想交流电流表,当当a,ba,b端接入低压交流电源时端接入低压交流电源时,则则()A.AA.A1 1的示数大于的示数大于A A2 2的示数的示数B.AB.A2 2的示数大于的示数大于A A3 3的示数的示数C.AC.A1 1,A,A3 3的示数相等的示数相等D.AD.A1 1的示数大于的示数大于A A3 3的示数的示数AC AC