交变电流全章节题型与针对练习

1、 一.正弦交流电的产生和变化规律解题要点：一.中性面特点：穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈无感应电动势二.峰值（最大值）位置： 线圈平面与磁感线平行，磁通量为零，磁通量变化率（感应电动势） 最大。 最大值Em=NBSW3. 正弦交流电产生过程？e=NBSWsinwt或者e=NBSWcoswt的推倒注：线圈感应电动势大小和转轴位置无关例题：线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图示可知（ ）A在A和C时刻线圈处于磁通量变化率最大位置B在A和C时刻穿过线圈的磁通量为最大C在B时刻到D时刻线圈转过的角度为弧度D若从B时刻到

2、D时刻经过0.01s，则在1s内交变电流的方向改变100次1.一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在转动过程中，线框中的最大磁通量为，最大感应电动势为，则下列说法中正确的是.当穿过线框的磁通量为零时，感应电动势也为零.当穿过线框的磁通量减小时，感应电动势在增大.当穿过线框的磁通量等于时，感应电动势等于.线框转动的角速度2、一个正弦规律变化的交变电流的图象如图所示，根据图象计算：（1）交变电流的频率。 （2）交变电流的有效值。（3）写出该电流的瞬时值表达式。（4）在什么时刻该电流的瞬时值大小与其有效值相等。3. 一正弦交流电的电压瞬时值为u=311sin314tV，则此正弦电

3、压的频率为 HZ，角速度为 ，转速为 ，周期为 ，最大值为 ，有效值为 。4. 一矩形线圈在匀强磁场中的转动产生感应电动势，下列说法正确的是：A. 当穿过线圈的磁通量最大时，导线切割磁感线的有效速度最大，感应电动势最大；B. 当穿过线圈的磁通量最大时，导线切割磁感线的有效速度为零，感应电动势为零；C. 当穿过线圈的磁通量最小时，导线切割磁感线的有效速度最大，感应电动势最大；D. 当穿过线圈的磁通量最小时，导线切割磁感线的有效速度最大，感应电动势最小；5. 一个边长为l的正方形线圈在匀强磁场中从中性面开始绕垂直于磁场的中心轴匀速转动，角速度为w，磁场的磁感应强度为B，这个线圈产生的感应电动势的最

4、大值Em= ，在t秒末感应电动势的瞬时值e=6.如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中分别绕O1O2和中心轴O、O、以同样的角速度匀速转动，则产生的感应电动势的最大值之比为：7.如图为手摇发电机，观察电流表的指针，可以判定：A. 指针随着线圈的转动而摆动，并且线圈每转动一周，指针左右摆动一次；B. 当线圈平面转到跟磁感线垂直位置时，电流表指针偏转最大；C. 当线圈平面转到跟磁感线平行的位置时，电流表指针偏转最大；D. 感应电动势和感应电流是周期变化的。8. 一个矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化如图所示，下列说法正确的是：A. t1时刻线圈的

5、磁通量为零；B. t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；C. t3时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；D. 每当e变换方向时，通过线圈的磁通量的绝对值最大。9. 一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线并位于线圈平面的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图甲所示，则下列说法正确的是：A. t=0时刻线圈平面与中性面垂直；B. t=0.01s时刻，的变化率最大；C. t=0.02s时刻，电动势达到最大；D. 该线圈相应的交变电动势图像如图乙所示。10. 正弦交变电压u=50sin314tV加在一氖管的两端，已知当氖管两端电压达到25V时才发光，则此氖管在一个周期内发光的总时间为：A.0.0

6、2s B.0.0025s C.0.01s D.0.005s11. 闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，电流i=Imsinwt，保持其他条件不变，使发电机的线圈匝数和转速增加一倍，则电流变化规律为：A.i、i=2Imsin2wt B.i=4Imsin2wt C.i=2Imsinwt D.i=4Imsinwt12.对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是A、电流大小变化，方向不变，是直流电B、电流大小、方向都变化，是交流电C、电流最大值为0.2A，周期为0.01sD、电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电13.一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势按正弦规律变化，

7、其瞬时值的表达式为e=220sin100tV，下列说法中正确的是：( )A频率是50Hz B.当t=0时，线圈平面与中性面重合C当t=1/100s时，e的值最大，为220V D线圈转动的角速度为314rad/s 二.交变电流的四值表征交变电流的物理量（1）瞬时值：交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向，瞬时值是时间的函数，不同时刻瞬时值不同。正弦交流电瞬时值的表达式为 e=EmsintNBSsint（2） 最大值：交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围，当线圈平面与磁力线平行时，交流电动势最大，EmNBS， 瞬时值与最大值的关系是：EmeEm（3） 有效值：交流电的有效值是根据电

8、流的热效应来规定的。即在同一时间内，跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值，叫做该交流电的有效值， 正弦交流电的有效值与最大值之间的关系是E=Em/ U=Um/ I=Im/ 各种交流电电气设备上所标的、交流电表上所测得的以及在叙述中没有特别加以说明的交流电的最大值，都是指有效值。（4） 平均值：交流电的平均值是交流电图像中波形与横轴所围的面积跟时间的比值， 用e=nt计算区分：各种使用交变电流的电器设备上所示值为有效值交流电表（电压表或电流表）所测值为有效值.计算交变电流的功、功率、热量等用有效值.对于含电容器电路，判断电容器是否会被击穿时则需要考虑交流的最大值值是否超过电容器的耐

9、压值。在计算通过导体横截面的电荷量时应考虑平均值值一.有效值的计算1.如图表示一交变电流随时间变化的图象。此交变电流的有效值是多大？2、 下列数据中不属于交变电流有效值的是（ ）A.交流电表的示数B.灯泡的额定电压C.电容器的耐压值D.保险丝的额定电流3.一个接在直流电源上的电热器所消耗的电功率为P1，若把它接到电压最大值与直流电压相等的正弦式交流电源上，该电热器所消耗的电功率为P2，则P1：P2为：()A.2：1B.1：2C.1：1D.14、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T。从中性面开始计时，当t=T/12时，线圈中感应电动势的瞬时值为2V，则此交变电流的有效值为（

10、 ） A. 2V B. 2V C.V D./2 V5.一电阻接在20V的直流电源上，消耗的电功率为10W，把这一电阻接在某一交流电源上，该交流电源的输出电压u随时间t变化的图象如图所示，则这一电阻消耗的电功率为A.5WB.7.07WC.10WD.14.1W6.求如右图所示交流电的有效值为多少？7. 一根电阻丝接入100V直流电压，1min产生热量为Q，同样的电阻丝接正弦交流电压，2min产生的热量为Q，那么该交流电压的最大值为多少？8.如图所示的正弦交流电和方波交流电峰值和频率相等，把两电流接入完全相同的电阻，在一个周期内两电阻的电功之比为多少？9. 如右为电热毯的电路图，电热丝接在u=311

11、sin100tV的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变得电压如右边所示波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时电热丝两段电压的有效值为多少？二.交变电流四值相关计算例：如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，角速度w=2rad/s，外电路电阻R=4，求：（1） 转动过程中感应电动势的最大值；（2） 由图示位置转过60角时的瞬时感应电动势；（3） 由图示位置转过60角时的平均感应电动势；（4） 交流电压表的示数；（5） 转动一周外力所做的功以及R产生的热量；（

12、6） 由图示位置转过60角过程中通过R的电荷量是多少。1. 交流发电机模型的矩形线圈abcd在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。线圈共有n匝，边长ab=L1，bc=L2，线圈的内电阻为r，外电阻为R，磁感应强度是B，线圈转动的角速度是，如图所示。求：（1）转动过程中电流表的读数。 （2）线圈转动一周，外力做了多少功？2.如图522所示，在匀强磁场中有一个“冂”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=5/T，线框的CD边长为20cm.CE、DF长均为10cm，转速为50r/s，若从图示位置开始计时，（1）写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；（2）若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V

13、，12W”灯泡，小灯泡能否正常发光？若不能，小灯泡实际功率多大？3.单匝矩形线圈abcd绕ad边为轴在匀强磁场B中匀速转动，如图529所示，图中ab=L1,bc=L2,线框电阻为r ,ad间接入的电阻为R。R与理想电流表A串联，线圈角速度为，求：（1）从图示位置开始计时，感应电动势表达式；（2）电流表A的读数。（3）从图示位置转过90的过程中通过电流表的总电量q。（4）从图示位置转过90的过程中电阻R上产生的热量Q热。4.在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，有一个正方形金属线框abcd，边长l=0.2m，线圈的ad边跟磁场的左侧边界重合，如图所示，线圈的电阻R=0.4。用外力使线圈从磁场中运

14、动出来：一次是用力使线圈从左侧边界匀速平移出磁场；另一次是用力使线圈以ad为轴，匀速转出磁场，两次所用的时间都是0.1s，求两次外力对线圈做功之差。11-1-2315.如11-2-23所示，线圈的面积为，线圈共匝，其电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，试求若从线圈中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式。线圈转动时感应电动势的瞬时值多大？电路中电压表和电流表的示数各是多大？从中性面开始计时，转动的过程中，通过电阻的电荷量为多少？ 三. 变压器解题要点： 1.输入电压决定输出电压。 即：U2=n2U1/n1 2.输出电流决定输入电流 即：I1=n2I2/

15、n1 3.输出功率和输入功率相等。 P1=P2例：如图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则（ ） A保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大 B保持P的位置及U1不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小 C保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大 1.如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1 、A2 和A333 为理想电流表，读数分

16、别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是 （ ）AU2变小、I3变小 BU2不变、I3变大 CI1变小、I2变小 DI1变大、I2变大 2如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为 氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有 （ ） A开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz B开关接通后，电压表的示数为100 V C开关断开后，电压表的示数变大 D开关断开后，变压器的输出功率不变3.如图11-2-8甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R120 ，R230 ，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则 ： A.

17、交流电的频率为0.02 HzB.原线圈输入电压的最大值为200 VC.电阻R2的电功率约为6.67 WD.通过R3的电流始终为零U1I1I2RPSab4如图11-2-15所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关P是滑动变阻器R的滑动触头，U1 为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2 分别为原线圈和副线圈中的电流下列说法正确的是 （ ）A保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C保持P的位置及U1 不变，S由b切换到a，则I1增大 D保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则 I1减小5.如图所示理想变压器原副线圈匝

18、数比n1n2=41,当导体棒ab向右匀速切割磁感线时电流表A1的读数是12 mA,则副线圈中电流表A2的读数为( )A.3 mA B.48 mA C.与R阻值无关 D.06.如图11-2-18所示,两只相同的灯泡,分别接在理想变压器的原、副线圈上,(灯泡电阻不随温度变化)已知原、副线圈的匝数比n1n2=21,电源电压为U,则( )A.通过A、B灯的电流之比IAIB=21B.灯泡A、B两端的电压之比UAUB=12C.灯泡A、B两端的电压分别是UA=U,UB=UD.灯泡A、B消耗的功率之比PAPB=11VAR7.理想变压器原副线圈匝数之比为41原线圈接入一电压为uU0sint的交流电源，副线圈接一

19、个R27.5 的负载电阻若U0220V，100 Hz，则下述结论正确的是 （ ）A副线圈中电压表的读数为55 VB副线圈中输出交流电的周期为C原线圈中电流表的读数为0.5 AD原线圈中的输入功率为8一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2。当R增大时 （ ）AI1减小，P1增大 BI1减小，P1减小 CI2增大，P2减小 DI2增大，P2增大 远程输电解题要点：例：发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 .若输电线中因发热而损失

20、的功率为输送功率的4%，试求：（1）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.（2）画出此输电线路的示意图.（3）用户得到的电功率是多少？1.某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6。（1）若采用380 V输电，求输电线路损耗的功率。（2）若改用5000 V高压输电，用户端利用n1:n222：1的变压器降压，求用户得到的电压。2.一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电输电线路总电阻R1k.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220V，60W)若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10

21、%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则()AT1原、副线圈电流分别为103A和20ABT2原、副线圈电压分别为1.8105V和220VCT1和T2的变压比分别为150和401D有6104盏灯泡(220V、60W)正常发光3.某小型水电站的电能输送示意图如下图所示，发电机的输出电压为220V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为220V的用电器正常工作，则( )A.n2/n1n3/n4 B.n2/n1n3/n4C升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D升压变压器的输出功

22、率大于降压变压器的输入功率一.正弦交流电的产生答案：例ACD 1.BD 2.（1）50HZ （2）10A（3）i= 20sin100t（A）（4）t=0.0025(2n+1) n=(0,1,2,3,)3. 50 ， 314rad/s，50,/s，0.02s，311V，220V 4.BC 5.BL2w，BL2wsinwt 6. 1:1 7.ACD8.CD 9.B 10.C 11.A 12.AC 13.ABD二.有效值计算答案：1.5A 2.c 3.A 4.A 5.A 6.4.33A 7.100V 8.1：2 9.156V 交变电流四值答案1 . nBL1L2/2(R+r) Rn2 B2L12L22/4(R+r)22.（1）注意到图示位置磁感线与线圈平面平行，瞬时值表达式应为余弦函数，