《交变电流、变压器与远距离输电》课后作业及答案.docx

交变电流、变压器与远距离输电 课后作业及答案1、(多选)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的关系图象如图所示下列说法正确的是( ) A时刻线框平面与中性面垂直 B线框的感应电动势有效值为 C线框转一周外力所做的功为 D从t0到t过程中线框的平均感应电动势为 2、(多选)如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R10 连接，t0时线圈以T0.02 s的周期从图中位置开始转动，转动时理想交流电压表示数为10 V，则下列说法正确的是()A电阻R上的电功率为20 WBR两端的电压u随时间变化的规律是u10cos100t(V)Ct0.02 s时R两端的电压瞬时值最大D一个周期内电阻R产生的热量是0.2 J3、如图甲所示为某品牌电热毯的简易电路，电热丝的电阻为R484 ，现将其接在u220sin100t(V)的正弦交流电源上，电热毯被加热到一定温度后，温控装置P使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝的电阻保持不变，则保温状态下，理想交流电压表V的读数和电热毯消耗的电功率最接近下列哪一组数据()A220 V、100 W B156 V、50 WC110 V、25 W D311 V、200 W4、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为101，原线圈两端连接正弦交流电源u220sin314t(V)，副线圈接电阻R，同时接有理想电压表和理想电流表下列判断正确的是()A电压表读数约为31.1 VB若仅将副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数增大到原来的2倍C若仅将R的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D若R的阻值和副线圈匝数同时增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍5、如图，理想变压器T的原线圈接在电压为U的交流电源两端，P为滑动变阻器的滑片，RT为热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，则()AP向左滑动时，变压器的输出电压变大BP向左滑动时，变压器的输入功率变大CRT温度升高时，灯L变亮DRT温度升高时，适当向右滑动P可保持灯L亮度不变6、(多选)如图甲所示，标有“220 V，40 W”的电灯和标有“20 F,300 V”的电容器并联接到交流电源上，V为交流电压表交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关下列判断正确的是 ( )At时刻，V的示数为零B电灯恰正常发光C电容器有可能被击穿D交流电压表V的示数保持110 V不变7、(多选)图甲为小型交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n100、总电阻r5 ，线圈的两端与阻值为95 的电阻R连接，交流电压表为理想电表t0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化若交流发电机产生的电动势的最大值为Em，电压表的示数为U，则 ( )AEm200 V，U134 VBEm134 V，U95 VC通过电阻R的电流每秒内方向改变约50次 D电阻R实际消耗的功率为190 W8(多选)如图所示，电源输出电压不变，要使电路中电流表示数变大，可采用的方法有( )A将R上的滑片向上移动 B将R上的滑片向下移动C将开关S掷向1 D将开关S掷向2答案1、【答案】BC【解析】中性面的特点是与磁场垂直，线框位于中性面时，穿过线框的磁通量最大，磁通量变化率最小，则时刻线框所在平面与中性面重合，A错误；感应电动势最大值为Emmm，对正弦式交流电，感应电动势有效值E有，B正确；由功能关系知，线框转一周外力做的功等于产生的电能，WE电T，C正确；由法拉第电磁感应定律知，从t0到t过程中线框的平均感应电动势，D错误2、【答案】BCD【解析】电阻R消耗的电功率为P W10 W，A错误；R两端电压的最大值为UmU10 V，角速度100 rad/s，线圈从图中位置开始转动时，感应电动势最大，R两端电压最大，故R两端的电压u随时间t变化的规律是u10cos100t(V)，B正确；t0.02 s时，即tT时，线圈平面与磁场方向平行，磁通量的变化率最大，此时线圈产生的感应电动势最大，R两端的电压瞬时值最大，C正确；根据焦耳定律可知，一个周期内电阻R产生的热量QI2RTPT100.02 J0.2 J，D正确3、【答案】B【解析】由图象根据有效值的定义可得0T，解得：U110 V156 V，电热毯在保温状态下消耗的电功率为P( W50 W，B正确4、【答案】B【解析】根据u220sin314t(V)可知，原线圈的电压有效值为U1220 V，电压表的读数为变压器输出电压的有效值，由得，电压表读数为U222 V，A错误；若仅将副线圈匝数增加到原来的2倍，根据可知，U2增大到原来的2倍，由I2可知，电流表的读数增大到原来的2倍，B正确；输入电压和匝数比不变，则输出电压U2不变，若仅将R的阻值增加到原来的2倍，由I2可知，副线圈电流变为原来的一半，输出功率变为原来的一半，由输入功率等于输出功率可知，输入功率也变为原来的一半，C错误；若副线圈匝数增加到原来的2倍，则U2增加到原来的2倍，若R的阻值也增加到原来的2倍，输出功率P2变为原来的2倍，D错误5、【答案】D【解析】P向左滑动时，变压器原线圈电压和原、副线圈的匝数比均不变，输出电压不变，故A错误；P向左滑动时，滑动变阻器电阻变大，副线圈回路总电阻增大，输出功率减小，所以变压器的输入功率也变小，故B错误；RT温度升高时，其阻值减小，副线圈回路总电阻减小，总电流增大，滑动变阻器的分压增大，灯L两端电压减小，灯L变暗，故C错误；RT温度升高时，其阻值减小，只有适当向右滑动P，才能使灯L分压不变，从而保持灯L的亮度不变，故D正确6、【答案】：BC【解析】：交流电压表V的示数应是电压的有效值220 V，故A、D错；电压的有效值恰等于电灯的额定电压，电灯正常发光，B对；电压的峰值220 V311 V，大于电容器的耐压值，故有可能被击穿，C对7、【答案】：AD【解析】：交流发电机产生的电动势的最大值EmnBS，而mBS，由t图线可知m2.0102 Wb，T2102 s，所以100 rad/s，Em200 V，电动势的有效值E100 V，由闭合电路的欧姆定律，可知电路中电流的有效值I A，电压表的示数为UIR134 V，故选项A正确，B错误；由题图乙可知，周期T2102 s，频率f16 Hz，故通过电阻R的电流每秒内方向改变约32次，选项C错误；电阻R消耗的功率为PI2R190 W，故选项D正确8、【答案】：AD【解析】：输入的电压和匝数比不变，输出的电压也不变，当滑片向上移动时，副线圈所在电路的电阻变小，所以电流要增加，电流表示数增大，故选项A正确；当滑片向下移动时，副线圈所在