专题11交流电路的分析与计算试题1

1、专题11交流电路的分析与计算一、选择题。下列各小题中至少有一个选项正确，全部选对的得4分，选对但选不全的得 2分，选错或不选的得0分。1、关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（）A.变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播，形成电磁波B.电磁场是一种物质，不能在真空中传播C.电磁波由真空进入介质中，传播速度变小，频率不变D.电磁波的传播过程就是能量传播的过程2、如图甲所示电路，电阻 R的阻值为卜面说法中错误.的是（）A.交流电压的有效值为100VB.电流表示数为2AC.产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/sD.如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍50

2、C,在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则a、b两点间逐3、在交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在如图所示电路的次将图中的电路元件（1）、（2）、（3）单独接入，当使交流电源的频率增大时，可以观察到下列论述的哪种情况（）A. A1的读数不变,B. A1的读数增大,C. A1的读数减小,A2的读数增大, A的读数不变, A2的读数增大,A3的读数减小A的读数减小A3的读数不变D. A1、%、A3的读数均不变(2)(3)4、过量的电磁辐射对人体是有害的，按照规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间垂直单位面积的电磁辐射能量）不得超过某一临界值W。已知某一种手机的电磁辐射功率为P

3、,若手机的电磁辐射在各个方向上是均匀的，则符合规定的安全区域到手机的距离B.D .，,4 二 W05、如图所示，灯泡L1和L2的规格完全相同，原线圈匝数比副线圈匝数多，下列判断中正确的是（）A.变压器工作时，两灯有可能同时正常发光B. L2正常工作时，L1比L2暗C. L2正常工作时，L1可能已烧毁D. L1正常工作时，L2可能已烧毁6、给额定功率为 60W、额定电压为 220V的白炽灯泡加上如图所示的电压，恰使灯泡正常发光，则所加电压 Uo的大小最接近于（A. 450VB. 350VC.310VD. 220V7、理想变压器，原、副线圈的匝数比为4: 1。原线圈接在一个交流电源上，交变电压随时

4、间变化的变化规律如图所示。副线圈所接的负载电阻是11 Q o则下列说法中不正确 的是A.原线圈交变电流的频率为50HzB.变压器输入、输出功率之比为4:C.副线圈输出电压为D.流过副线圈的电流是31E055V5A8、日常生活中，我们常用微波炉来加热食品。它是利用微波来工作的。接通电源后,220V的交流电经过变压器后，在次级产生2000V高压交流电，加到磁控管两极之间，使磁控管产生微波。下列说法中不正确的是（）A.微波炉的变压器原副线圈的匝数之比为11:100B.微波还广泛用于电视、雷达C.微波能产生反射，但不能产生干涉现象D.微波是一种波长很短的电磁波，它可以在真空中传播9、如图，有一理想变压

5、器，原副线圈的匝数比为n,原线圈接正弦交流电压U,输出端接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为R当输入端接通电源后，电流表读数为I ,电动机带动一重物匀速上升。下列判断正确的是（）A.电动机两端电压为IRB.电动机消耗的功率为I2RC.原线圈中的电流为nID.变压器的输入功率为UI10、一个矩形圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动,1 丁周期为t。从中性面开始计时，当tq2T时感应电动势为2V,则此交变电动热的有效值为A. 2 2VB. 2VC. 2VD. 2V211、长为a、宽为b的矩形线框有n匝，每匝线圈电阻为 R。如图所示，对称轴 MN的左侧在磁感应强度为 B的匀强磁场中，

6、第一次将线框从磁场中以速度 v匀速拉出；第二次让线框以 切=的角速度转过90°角。那么（）A.通过导线横截面的电量中：q2=1 : nB.通过导线横截面的电量qi： q2=1 : 1C.线框发热功率 Pi : P2=2n : 1D.线框发热功率 P1 : P2=2 : 112、如图所示，MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨，垂直导轨放置的金属棒 ab与导轨接触良好，在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场，导轨的N Q端接理想变压器的初级线圈，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R电感元件L和电容元件 C。若用Ir、II、Ic分别表示通过 R、L和C的电流

7、，不考虑电容器的瞬间充放电，则下列判断中正确的是（）A.若ab棒匀速运动，则|R OR |L。0、Ic=0B.若ab棒匀加速运动，则Ir。、Il。、Ic=0C.若ab棒做加速度变小的加速运动，则Ir =0、Il=0、Ic=0D.若ab棒在某一中心位置附近做简谐运动，则 Ir。0、Il。0、Ic。0二、填空题。第13题6分，第14题10分，共16分。13、如图所示的LC振荡回路中振荡电流的周期为2X10 2so自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时，当t=3.4 X1。-2s时，电容器正处于 状态（填充电、放电、充电完毕或放电完毕）。这时电容器的上极板 （填带正电、带负电或不带电）。14、理想

8、变压器是指在变压器变压的过程中，线圈和铁心不损耗能量、磁场被束缚在铁心内不外漏的变压器。现有一个理想变压器有一个原线圈（匝数为m）和两副线圈（匝数分别为小、山）。甲、乙、丙同学想探究这个理想变压器的原、副线圈两端的电压与线圈匝数的关系。；甲同学的猜想是 Ui：U2：U3=ri1：n 2：n3；乙同学的猜想是 Ui：U2：U3=ri3：n 2：n 1；丙同学的猜想是 Un产U2n2+Un3. 你认为猜想合理的同学是 ，你做出上述判断所依据的物理规律是 。为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来探究。为保证实验安全、有效地进行，应选用而源。在实验时，若采用多用电表进行测量，应先将选择开关置于 档，

9、并选用量程进行测试，大致确定被测数据后，再选用适当的量程进行测量。 三、计算题。15、（10分）如图所示，矩形线圈边长为 ab=20cm ad=10cm匝数N=100匝，磁场的磁感强度 B=0.01T。当线圈以50r/s的转速从图示位置开始逆时针匀速转动，求：（1）线圈中交变电动势瞬时值表达式;(2)从线圈开始转动起，经 0.01s时感应电动势的瞬时值。16、(16分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S=0.05m2,线圈转动的频率为 50Hz,线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B=R2T 。如果用此发电机带动

10、两个标有“220V 11kW勺Ji电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压强，电路如图，求：(1)发电机的输出电压为多少？(2)变压器原副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少?17、(13分)如图是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示 意图，转轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮。电 枢线圈绕在固定的 U形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动 磁极转动，使线圈中产生正弦交流电，给车头灯供电。已知自行车车轮半径 r=35cm ,摩擦小轮半径 r0=1.00cm,线圈有n=800 匝，线圈横截面积s=20cm2,总电阻R

11、=40Q,旋转磁极的磁感应强度 B = 0.010T,车头灯电阻 &=10白。当车轮转动的角速度 co=8rad/s时。求：(1)发电机磁极转动的角速度。(2)车头灯中电流的有效值。答案卷、选择题:123456789101112二、填空题：13、14、 (1) (2) (3)三、计算题：15、16、18、（17分）速调管是用于甚高频信号放大的一种装置（如图 15所示），其核心部件是由两个相距为 的腔组成，其中输入腔由一对相距为l的平行正对金属板构成（图中虚线框内的部分）。已知电子的质量为m,电荷量为e,为计算方便，在以下的讨论中电子之间的相互作用力及其重力均忽略不计。（1）若输入腔中的

12、电场保持不变，电子以一定的初速度V0从A板上的小孔沿垂直 A板的方向进入输入腔，而由B板射出输入腔时速度减为 v0/2,求输入腔中的电场强度 E的大小及电子通过输入腔电场区域所用的时间t;（2）现B板接地（图中未画出），在输入腔的两极板间加上如图16所示周期为T的高频方波交变电压，在t=0时A板电势为Uo,与此同时电子以速度 vo连续从A板上的小孔沿 垂直A板的方向射入输入腔中，并能从B板上的小孔射出，射向输出腔的C孔。若在nT（n+ 1）T的时间内（n = 0, 1, 2, 3,），前半周期经B板射出的电子速度为 V1 （未知），后半周期经B板射出的电子速度为 V2 （未知），求V1和V2的

13、比值；（由于输入腔内极板间距离很小，且电子的速度很大，因此电子通过输入腔的时间忽略不计）（3）在上述速度分别为 V1和V2的电子中，若t时刻经过B板射出的速度为v1的电子总能与t十T时刻经B板射出的速度为V2的电子同时进入输出腔，则可通过相移器的控制将电2子的动能转化为输出腔中的电场能，从而实现对甚高频信号进行放大的作用。为实现上述过图16程，输出腔的C孔到输入腔的右极板 B的距离s应满足什么条件？图15参考答案、选择题:123456789101112ACDCBDBABCDABDBD二、填空题：13、充电；带正电。14、甲，电磁感应定律。低压（一般低于12V）、交流。交流电压，较大（或最大）。

14、三、计算题：15、解：（1）欲写出交变电动势的瞬时值，先求出3、&m、中0三个要素。线圈旋转角速度为0 =2nf =100nrad /s ,感应电动势的最大值为8m = NSeB =6.28V ,刚开始转动时线圈平面与中性夹角中0 =二rad 。于是线圈中交变电动势的瞬时值表达式为 6.H 八e = 6.28sin 100可 + V 。6 分I 6 J（2）把t=0.01s代入上式，可量，此时感应电动势的瞬时值f冗八e' = 6.28sin 兀 + V = -3.14V 。4 分16）(1)Em = NBS =1100 人4'UiEm12=1100V4'16、

15、n1Uin2二_1100 _ 520014'-4'ppj 22000 =20aUiU1110017、（1）磁极与摩擦小轮转动的角速度相等，由于自行车车轮与摩擦小轮与摩擦小轮之间无相对滑动，故有80 丁0 =8r0r0.350 =8： rad / s = 280rad /sr00.01（2）摩擦小轮带动磁极转动，线圈产生的感应电动势的最大值为Em =NBSe0 =800X0.010 父280M20M10"V = 4.48V3 Ee 4 48感应电动势的有效值 E = 一尸=-lV = 3.2V3分2、2通过电流的有效值I =一ER, R24 103 2A = 64mA18、(1)设电子在输入腔中做匀减速运动的加速度大小为a,根据运动学公式有2解得a=3v0 8l根据牛顿第二定律有eE = ma3mv0解得 E = -08el,一v0 -v0/2 4l,电子通过输入腔的时间 t一0一 二 1分a3v0(2)在nT(n + 1)T的时间内，前半周期电子减速通过输入腔，设射出的速度为v1，则1cle根据动能th理有 一eU0 = mv1 - 一mv0 2分22解得 v1 = Jv2 -2eU 1分 m后半周期电