交变电流习题

交变电流交变电流 学习目标学习目标 1 理解交变电流的概念 2 掌握交流电的产生过程 3 理解交变电流的特点和规律 并应用其解决相关问题 一 知识回顾一 知识回顾 1 以下各选项中属于交流电的是 2 如图 a 所示 一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场中 并绕过 ab cd 中点的轴 OO 以角速度 逆时针匀速转动 若以线圈平 面与磁场夹角 45 时 如图 b 为计时起点 并规定当电流 自 a 流向 b 时电流方向为正 则下列四幅图中正确的是 3 一台发电机产生的按正弦规律变化的感应电动势的最大值为 311V 线圈在磁场中转动的角速度 100 rad s 1 写出感应电动势的瞬时值表达式 2 若该发电机只与含电阻的负载组成闭合电路 电路的 总电阻为 100 试写出通过负载的电流强度 的瞬时表达式 在 t 1 120s 时电流强度的瞬时值为多少 从中性面转过 30O时的感应电流时多大 二 例题辨析二 例题辨析 1 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动 穿过线圈的 磁通量随时间变化的图象如图所示 则下列说法中正确的是 A t 0 时刻 线圈平面与中性面垂直 B t 0 01 s 时刻 的变化率最大 C t 0 02 s 时刻 交流电动势达到最大 D t 0 03 s 时刻 电流为零 2 如图所示 一交流发电机线圈共 50 匝 ab 0 2m bc 0 1m 总电阻为 10 在 B 0 5T 的均匀磁场中从磁通量最大位置开始以 100r S 的转速匀速 转动 外电路中接有 R 为 40 的电阻 当线圈转过 1 4 周期时 求 1 电流表的读数是多少 2 电压表的读数是多少 3 这段时间内通过外电阻 R 的电量 q 是多少 4 在外电阻 R 上产生的焦耳热 Q 是多少 三 归纳总结三 归纳总结 1 比较理解恒定电流 直流电 交变电流 正弦交流电的含义 2 交变电流的产生过程 四 拓展延伸四 拓展延伸 1 小型交流发电机中矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动 产生的感应 电动势与时间呈正弦函数关系 如图所示此线圈与一个 R 10 的电阻构 成闭合电路 不计电路的其它电阻 下列说法正确的是 A 交变电流的周期为 0 125 B 交变电流的频率为 4Hz C 交变电流的有效值为 2A D 交变电流的最大值为 4A 2 一交变电流随时间变化的关系图线 试求其有效值 后半个周期为正弦交流 3 如图甲所示 在两根水平放置的平行金属导轨两端各接一只 R 1 的电阻 导轨间距 L 0 2m 导轨 的电阻忽略不计 整个装置处于竖直向下的匀强磁场中 磁感应强度 B 0 8T 一根电阻 r 0 3 的导体 棒 ab 置于导轨上 且始终与导轨保持良好接触 若导体棒沿平行于导轨的方向在 PQ 和 MN 之间运动 其速度图象如图乙所示 求 1 导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式 2 整个电路在 1 分钟内产生的热量 五 课后作业五 课后作业 1 如图所示 在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为 T 转轴 O1O2 垂直于磁 场方向 线圈电阻为 2 从线圈平面与磁场方向平行时开始计时 线圈转过 60 时的感应电流为 1A 那么 A 线圈消耗的电功率为 4W B 线圈中感应电流的有效值为 2A C 任意时 刻线圈中的感应电动势为 e 4cos2 Tt D 任意时刻穿过线圈的磁通量为 T sin2 Tt 2 小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度 绕垂直于磁场方向的固定轴转动 线圈匝 数 n 100 穿过每匝线圈的磁通量 随时间按正弦规律变化 如图所示 发电机内阻 r 5 0 外电路 电阻 R 95 已知感应电动势的最大值 Em n m 其中 m为穿过每匝线圈磁通量的最大值 求 1 串联在外电路中的交流电流表 内阻不计 的读数 2 线圈从 t 0 开始转 1 4 周时间内通过电流表的电荷量 第八讲第八讲 变压器以及电能的输送变压器以及电能的输送 学习目标学习目标 1 掌握变压器的原理 2 掌握理想变压器的电压 电流 功率的关系 3 掌握电能输送的损失功率的计算 4 掌握理想变压器的电压 电流 功率的关系 一 知识回顾一 知识回顾 1 一理想变压器原 副线圈匝数比 n1 n2 11 5 原线圈与正弦交变电源连接 输入电压 u 随时间 t 的 变化规律如图所示 副线圈仅接入一个 10 的电阻 则 A 流过电阻的最大电流是 20A B 与电阻并联的电压表的示数是 141V C 变压器的输入功率是 1 103W D 在交变电流变化的一个周期内 电阻产生的焦耳热是 2 103J 2 某水利发电站发电机发电后 先通过电站附近的升压变压器升压后 再通过输电线路把电能输送到远 处的降压变压器 降压后 再用线路输送到各用户 设发电机输出电压稳定且两变压器均为理想变压 器 在用电高峰期 白炽灯不够亮 但用电总功率却增加较大 这时与用电低谷时比较 A 升压变压器的副线圈两端的电压变小 B 高压输电线路的电压损失变大 C 降压变压器副线圈中的电流变小 D 降压变压器副线圈两端的电压变大 3 如图所示是一台家用台灯亮度调节原理图 自耦变压器接入正弦交流电 压 电流表 电压表分别为理想交流电流表和理想交流电压表 若将调压 端的滑动触头 P 向上移动 则 A 电压表的示数变大 B 变压器的输出功率变大 C 电流表的示数变小 D 电流表的示数变大 二 例题辨析二 例题辨析 1 如图所示 a b 间接入电压 u 311sin314t V 的正弦交流电 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 所有电表均为理想电表 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 当传感器 R2所在处出现火情时 以下说法中正确的是 A A1的示数增大 A2的示数增大 B V1的示数不变 V2的示数减小 C V1的示数减小 V2的示数减小 D A1的示数增大 A2的示数减小 2 如图所示 在图甲中是两根不平行导轨 图乙中是两 根平行导轨 其他物理条件都相同 金属棒MN都在导轨 上向右匀速平动 在棒的运动过程中 将观察到 A 两个小电珠都发光 只是亮度不同 B 两个小电珠都不发光 C L2发光 L1不发光 D L1发光 L2不发光 3 如图甲所示 理想变压器原 副线圈的匝数比为 20 1 R1 10 R2 20 电容器电容 C 100 F 已 知电阻 R1两端的正弦交流电压如图乙所示 则 A 原线圈输入电压的最大值 400V B 交流电的频率为 100Hz C 电容器所带电荷量恒为 2 10 3C D 电阻 R1消耗的电功率为 20W 三 归纳总结三 归纳总结 1 理想变压器的电压 电流 功率的关系都是指亮线圈的物理量 2 理想变压器的两线圈物理量的制约关系 原线圈的功率由副线圈的功率决定 副线圈的电压由原线圈 的电压和匝数比决定 四 拓展延伸四 拓展延伸 1 图甲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 如图乙所示的正弦式电压 两个 20 的定值电阻串联接在副线圈两端 电压表为理想电表 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 电压表的读数为 5 0V D 电压表的读数约为 3 5V 2 如图甲所示 理想变压器原 副线圈的匝数比为 10 1 b 是原线圈的中心抽头 图中电表均为理想 的交流电表 定值电阻 R 10 其余电阻均不计 从某时刻开始原线圈 c d 两端加上如图乙所示的交 变电压 则下列说法中正确的是 A 当单刀双掷开关与 a 连接时 电压表的示数为 22V B 当单刀双掷开关与 a 连接且 t 0 01s 时 电流表示数为零 C 当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时 原线圈的输入功率变大 D 当单刀双掷开关由 a 拨向 b 时 副线圈输出电压的频率变为 25Hz 3 图示变压器的 n1 n2 3 1 次级接 3 个 相同的灯泡均能正常 发光 初级线圈串有一个相同的灯泡那么 A 灯 L 也正常发光 B 灯 L 比另 3 个暗 C 灯 L 将会烧毁 D 不能确定 五 课后作业五 课后作业 1 如图 理想变压器原线圈中输入电压 U1 3300V 副线圈两端电压 U2为 220V 输出端连有完全相同 的两个灯泡 L1和 L2 绕过铁芯的导线所接的电压表 V 的示数 U 2V 求 1 原线圈 n1等于多少匝 2 当开关 S 断开时 电流表 A2的示数 I2 5A 则电流表 A1的示数 I1为多少 3 当开关 S 闭合时 电流表 A1的示数 I1 等于多少 2 为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染 目前正大力发展水电站 某一水电站发电机组设计为 水以 v