度高中物理第五章交变电流单元练习1新人教版选修3_2.doc

第五章交变电流单元练习一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1. 交变电流电压的有效值为6V，它和电阻R1、R2及电容器C、电压表一起连接成如图所示的电路，图中电压表的读数为U1，为了保证电容器C不被击穿，电容器的耐压值为U2，电容器在电路中正常工作，则（）A. U1=6VU2=6VB. U1=6VU2=3VC. U1=6VU26VD. U1=6VU26V2. 将阻值为5的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（）A. 电路中交变电流的频率为50HzB. 通过电阻的电流为AC. 电阻消耗的电功率为2.5WD. 用交流电压表测得电阻两端的电压是5V3. 如图所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1：n2=10：1，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压u=220sin100tV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（电阻随温度升高而减小）制成的传感器，R1为一定值电阻下列说法中正确的是（）A. 电压表示数为22VB. 当传感器R2所在处出现火警时，电压表的示数增大C. 当传感器R2所在处出现火警时，电流表的示数减小D. 当传感器R2所在处出现火警时，电阻R1的功率变大4. 如图甲所示，在匀强磁场中，一巨型金属线圈两次不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的e-t图象分别如图乙中曲线a、b所示，则（）A. 两次t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零B. 曲线a表示的交变电动势的最大值为25HzC. 曲线b表示的交变电动势有效值为15VD. 曲线a、b对应的线圈转速之比为3：25. 如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与盒子、中的三种元件串联，再将三者并联，接在正弦交变电路中，三只灯泡亮度相同若保持电路两端电压有效值不变，将交变电流的频率增大，观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c亮度不变则三个盒子中的元件可能是（）A. 为电阻，为电容器，为电感器B. 为电感器，为电阻，为电容器C. 为电感器，为电容器，为电阻D. 为电容器，为电感器，为电阻6. 如图所示电路中AB两端加交流电压u=141sin157tV时，小灯泡发光，若AB间电压换为如下四种情况时（小灯泡都没有被烧毁），可以使小灯亮度增加的是（）A. 交流电压u=141sin314tVB. 直流电压100VC. 交流电压u=141sin100tVD. 直流电压141V7. 某同学想用220V交流作为小型收录机的电源他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台220V/6V的变压器，如图所示他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗他不知道如何接法，也没有相应的说明书你能帮他判断一下吗？下列几种接法正确的是（）A. a、d接220V，b、c接6VB. a、d接6V，b、d接220VC. a、c接220V，b、d接6VD. a、c接6V，b、d接220V8. 理想变压器正常工作时，原、副线圈中数值上可能不相等的物理量是（）A. 原、副线圈中的磁通量的变化率B. 原、副线圈中电流的频率C. 原、副线圈两端的电压D. 原、副线圈中的电功率二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）9. 如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u=220sin100t（V），交流电压表V接在副线圈c、d两端（不计导线电阻），原、副线圈的匝数比n1：n2=10：1原来开关S是断开的，则当S闭合一段时间后（）A. 交流电压表示数不变，示数为22VB. 交流电流表示数为0C. 灯泡L的亮度与开关S闭合前相同D. 若开关S始终闭合，仅改变u，使u=220sin200t（V），则交流电流表的示数增大10. 如图，理想变压器的原副线圈匝数之比为n1：n2=5：1，原线圈回路中电阻A与副线圈回路中负载电阻B阻值相等a、b端接正弦式交变电压，则（）A. A、B两电阻两端的电压之比为5：1B. A、B两电阻消耗的电功率之比为1：25C. 通过A、B两电阻的电流之比为1：5D. 通过A、B两电阻的电流频率之比为1：111. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示，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=220sin100tV，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，则下列说法中正确的是（）A. 通过R0电流的有效值是20AB. 降压变压器T2原、副线圈的电压之比为4：1C. 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的输出功率等于降压变压器T2的输入功率12. 发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线总电阻为R，通过导线的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电线上损耗的功率可表示为（）A. B. C. IU1D. I（U1-U2）13. 在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用输电导线上的总电阻为R，输电线上损耗的电功率为P1，用户得到的电功率为P2，用户得到的电压为U2，在忽略其他损失的情况下，下列表达式中正确的是（）A. P1=B. P2=（）2RC. P2=P-（）2RD. U2=U-三、计算题（本大题共2小题，共20.0分）14. 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R是8，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，求升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比各是多少？15. 如图，发电机转子是n匝面积为S的矩形线圈，将它置于磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以角速度做匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，已知线圈的总电阻为r，外电路上小灯泡的电阻为R，其余电阻均不计，试求：（1）发电机的感应电动势的峰值（2）从图示位置开始计时，发电机的感应电动势的瞬时值表达式（3）小灯泡的功率答案和解析【答案】1. D2. C3. D4. D5. C6. A7. B8. C9. ACD10. BCD11. AB12. AD13. CD14. 解：由P=UI可得：升压变压器的原线圈输入电流： 输电线上损失的功率： 由P损=I2R得；输电线上的电流 由得：升压变压器的匝数比 用户得到的功率P4=P3=P1-P损 =100103-5103W =95103W 由P=UI可得：降压变压器原线圈两端的电压 由得：降压变压器的匝数比： 答：升压变压器和降压变压器的匝数比1分别为：1：16190：1115. 解：（1）发电机产生的最大感应电动势Em=nBS （2）线圈从与中性面垂直开始计时，故发电机产生的感应电动势的瞬时表达式为e=nBScost （3）发电机产生的有效值E=，根据闭合电路的欧姆定律可知小灯泡的功率为P= 答：（1）发电机的感应电动势的峰值为nBS（2）从图示位置开始计时，发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e=nBScost （3）小灯泡的功率为【解析】1. 解：交流电源的电压是6V，而电压表测量的是交流电的有效值，则电压表的示数为U1=6V；因正弦式交流电的最大值是有效值的倍，则知电压的最大值为6V，所以电容器要能正常工作，其耐压值必须不低于6V，即U26V故D正确，ABC错误故选：D正弦式交流电的最大值是有效值的倍电容器C的耐压值是电容器所能承担的最大电压本题考查交流电的有效值和最大值的性质，要注意在交流电路中，电容器的耐压值要大于交流电的最大值的大小，而不是交流电的有效值的大小，而电表测量值即为有效值2. 解：A、由图知周期为0.04S，则f=25Hz，则A错误B、电压最大值为5V，则有效值为U=V，则电流为I=A，则B错误C、电功率：P=2.5W，则C正确D、电压表测量的为有效值，为V，则D错误故选：C 通过电源电动势随时间变化的规律图象可以求出该交流电的周期、频率以及有效值等，注意计算功率、流过电阻的电流、以及电压表的示数均为有效值注意交流电有效值的求法，以及有效值的应用求电功率、电表示数等均指有效值3. 解：A、由图象可知，输入的电压为220V，变压器的电压与匝数成正比，由此可得副线圈的电压为22V，电压表测的是半导体热敏材料的电压，R1，R2的总电压为22V，所以电压表的示数小于22V，所以A错误；B、当出现火警时，温度升高，电阻R2减小，副线圈的电流变大，所以R1的电压要增大，由于副线圈的总电压不变，所以R2的电压就要减小，所以B错误；C、由B的分析可知，副线圈的电阻减小，副线圈的电流变大，所以原线圈的电流也就要增大，所以C错误；D、由B的分析可知，副线圈的电阻减小，副线圈的电流变大，由于R1的电阻不变，由P=I2R1可知，电阻R1的功率变大，所以D正确故选：D输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解4. 解：A、在t=0时刻，线圈一定处在中性面上，此时磁通量最大，故A错误；B、曲线a的交变电流的频率f=50Hz；故B错误；CD、由图可知，a的周期为210-2s；b的周期为310-2s，则由n=可知，转速与周期成反比，故曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2，曲线a表示的交变电动势最大值是30V，根据Em=nBS得曲线b表示的交变电动势最大值是20V，则有效值为U=V=10V；故C错误，D正确；故选：D根据图象可分别求出两个交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量5. 解：交流电频率增大，灯a变暗，阻抗变大，说明I是电感线圈，灯b变亮，阻抗变小，说明II是电容器灯c亮度不变，说明III为电阻故C正确，ABD错误故选：C本题关键抓住：线圈的感抗与交流电的频率成正比，电容器的容抗与频率成反比，而电阻与频率没有关系交流电频率增大，灯泡变暗，阻抗变大，变亮，阻抗变小即可进行分析本题考查电感线圈、电容器对交流电的影响的理解和应用6. 解：AC、根据电容的特点，通交流隔直流，通高频，阻低频，即频率越大电容器阻碍作用越小，灯泡越亮，A项频率变大，则小灯泡会变亮，而C选项与题目中电源相比频率降低了，小灯泡会变暗，故A正确，C错误BD、电容器连在直流电路中相当于断路，故AB接入时灯泡不亮，故BD错误；故选：A电容器的作用是通交流隔直流，交流电频率越大电容器阻抗越小，从而即可求解了解电容器对交流电的影响后很容易作答，注意直流不能通过电容器，而交流也不是真实通过电容器，而是通过不断的充电与放电的，好似“通过”电容器7. 解：由于变压器输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据P=UI可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，故副线圈电线电阻要小，故引线要粗，故a、d接6V，b、d接220V，故B正确，ACD错误故选：B 由于变压器两端的输入功率等于输出功率，故根据电流的大小特点判断出原副线圈即可本题主要考查了变压器原副线圈两端输入功率等于输出功率，根据电流的大小特点即可判断8. 解：交流电的电压与线圈匝数成正比，电流与匝数成反比；变压器的变压原理即为在同一个铁芯中磁通量的变化率相同；变压器输出功率决定了输入功率，所以输入功率等于输出功率，变压器只改变电压和电流，不会改变电流的频率故不相等的可能是原、副线圈两端的电压和电流，故C正确，ABD错误本题选不相等的，故选：C明确理想变压器的特点，知道变压器的电流与匝数成反比，输入功率等于输出功率，磁通量的变化率相同，频率不变本题考查了变压器的变压特点，知道电压、电流与匝数的关系，输入功率等于输出功率等，同时明确变压器不会改变频率9. 解：A、原来开关S是断开的，则当S闭合一段时间后，电阻变小，原线圈电压不变，匝数比不变，所以副线圈电压不变，原线圈电压的有效值为，根据电压与匝数成正比，得，电压表示数为22V，故A正确；B、电容器通交流，隔直流，交流电流表读数为有效值，交流电流表的示数不为0，故B错误；C、原来开关S是断开的，则当S闭合一段时间后，灯泡两端的电压不变，所以灯泡的亮度不变，故C正确；D、角速度由100变为200，由=2f知交流电的频率变大，容抗减小，交流电流表示数变大，故D正确；故选：ACD 根据电压与匝数成正比求得副线圈电压，电压表示数为有效值，电容器不断的充电和放电，电流表示数不为0；原线圈电压频率变大，电容器的容抗减小，电流表的示数变大掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系，知道电容器接交变电流后，不断的充电和放电，难度适中10. 解：A、设原线圈电流为I，根据根据变压器原副线圈电流与匝数成反比得，副线圈的电流5I，A、B两电阻阻值相等，A电阻两端的电压IR，B电阻两端的电压5IR，所以A、B两电阻两端的电压之比为1：5，故A错误；B、A电阻消耗的电功率，B电阻消耗的电功率，A、B两电阻消耗的电功率之比为1：25，故B正确；C、通过A电阻的电流为I，通过B电阻的电流5I，所以通过A、B两电阻的电流之比为1：5，故选C；D、变压器不改变交变电流的频率，所以通过两电阻的电流之比为1：1，故D正确；故选：BCD 变压器原副线圈电流与匝数成反比，求出电流之比，根据电阻消耗的功率P=I2R，电阻两端的电压U=IR即可求解本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解11. 解：A、降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220V，负载电阻为11，所以通过R0电流的有效值是20A，选项A正确；B、降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为4：1，所以选项B正确；C、升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上的电压，所以选项C错误；D、升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率加上输电线上的功率，所以选项D错误故选AB根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，可以求得降压变压器的电流和输电线上的电流的大小，从而可以求得输电线和用电器消耗的功率的大小掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题12. 解：输电线上损失的电压U=U1-U2，输电导线损失的电功率P=I2R=