交变电流专题练习Word文档下载推荐.docx
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A.在t=0.1s和t=0.3s时电动势最大
B.在t=0.2s和t=0.4s时电动势改变方向
C.电动势的最大值是157V
D.在t=0.4s时磁通量变化率最大,其值为3.14Wb/s
8.如图5-13矩形线圈有n匝,转动时穿过线圈的磁通量的最大值为
m。
若线圈转动的角速度为,则线圈中产生的感应电动势的峰值Em=____________。
9.一个面积为S的单匝矩形线圈,在匀强磁场中以一边为轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直。
线圈中感应电动势e随时间t的关系如图5-14所示,感应电动势的最大值和周期可有图中读出,则磁感应强度B=____________;
在
时刻,线圈平面与磁感线方向的夹角等于____________。
图5-14
10.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动,转速为240r/min,若线圈平面转至于磁场平行时的电动势为2V,则从中性面开始计时,所产生的交流电动势的的表达式为e______________________V;
电动势的峰值为______V;
从中性面起经
,交流电动势的大小为______V。
11.如图5-15所示,矩形线圈abcd绕轴OO′在匀强磁场中匀速转动,转速n=360r/min。
若已知ab=20cm,bc=10cm,线圈匝数N=20,磁感应强度B=2.0T,求:
(1)转动过程中的最大电动势Em;
(2)从中性面开始计时,电动势瞬时值的表达式;
(3)从图中所示位置开始转过90°
过程中的平均电动势。
12.有一电子元件,当其两端电压高于220V导电,低于220V则不导电。
已知家庭电路的正弦电流的电压随时间变化规律为u=220
sin100tV,若将电子元件接入电路中,则它在交流电的一个周期内导电几次?
导电时间为多少秒?
图5-16
第二节描述交变电流的物理量
1.下面关于交变电流的说法中,正确的是()
A.交变电流的最大值不一定等于有效值的
倍
B.交流电流表和电压表的示数表示交变电流的瞬时值
C.交流电器设备上所标的电流和电压值都是最大值
D.交变电流的方向每个周期内改变一次
2.在相同的时间内,某正弦交流电通过一阻值为100的电阻产生的热量,与一电流为3A的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等,则()
A.此交流电电流的有效值为3A,最大值为3
A
B.此交流电电流的有效值为3
A,最大值为6A
C.电阻两端的交流电压的有效值为300V,最大值为300
D.电阻两端的交流电压的有效值为300
V,最大值为600V
3.某交流发电机产生的感应电动势与时间的变化关系如图5-17所示,则感应电动势的有效值和周期分别为()
A.100V,4sB.100
V,4s
B.50
V,4sD.50
V,0.04s
4.在(3)题中,如果其他条件不变,使线圈转速加倍则交流电动势的最大值和周期分别为()
A.400V,0.02sB.200V,0.02s
C.400V,0.08sD.200V,0.08s
5.一电热器接在10V直流电压上,消耗的功率为P,当把它接在一正弦交变电压上时,消耗的功率为P/4,则该交变电压的最大值为()
A.5VB.7.1VC.10VD.14.1V
6.交流电压的瞬时值U=Umsin100tV,当
时,U=5
V,若在被测电路中接一电压表,则从电压表中看到的示数应为()
A.10VB.10
VC.5VD.6.5
7.图5-18甲为电热毯的电路示意图,电热丝接在U=311sin100tV的电源上,电热毯被加热到一定温度后,通过装置P使输入电压变为图5-18乙所示的波形,从而进入保温状态。
若电热丝电阻保持不变,此时交流电压表的读数是()
A.110VB.156VC.220VD.311V
8.下列说法正确的是()
A.用交流电压表测量电压时,指针来回摆动
B.一周期内电流的方向改变两次
C.如果交变电流的最大值是5A,则最小值为-5A
D.交变电流的有效值一定比平均值大
9.在匀强磁场中有一正方形闭合线圈,绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生正弦交变电流。
若保持线圈周长不变,将其拉成长方形,使长边是短边的2倍,其他条件不变,则产生正弦交变电流的最大值是原来的()
A.2倍B.
倍C.
倍D.
10.如图5-19所示的电路中,交流电源两端的电压U=200sin100tV,电阻R=8,则图中理想电压表的示数U=______V;
理想电流表的示数I=______A。
图5-19
11.如图5-20所示,在磁感应强度B=0.2T的水平匀强磁场中,有一边长为L=10cm,匝数N=100匝,电阻r=1.00的正方形线圈绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动,转速
。
有一电阻R=9.0通过电刷与两个导体环接触,R两端接有理想电压表,从线圈通过中性面开始计时,求:
图5-20
(1)电动势的表达式;
(2)电压表的读数及电流的有效值;
(3)线圈平面从开始计时到转至与中性面成90°
的过程中,通过电阻R的电量。
第三节电感和电容对交变电流的影响
1.关于电感对交变电流的影响,下列说法中正确的是()
A.电感不能通直流电流,只能通交变电流
B.电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同
C.同一个电感线圈对频率低的交变电流阻碍作用较小
D.同一个电感线圈对频率高的交变电流阻碍作用较小
2.有两个电容分别为C1=5μF和C2=3μF的电容器,分别加在峰值一定的交流电源上,则通过电容器的电流最大的是()
A.在C1上所加交变电流频率为50Hz
B.在C2上所加交变电流频率为50Hz
C.在C1上所加交变电流频率为100Hz
D.在C2上所加交变电流频率为100Hz
3.在电工和电子技术中使用的扼流圈,是利用电感阻碍交变电流的作用而制成的。
扼流圈通常有两种,一种叫做高频扼流圈,一种叫做低频扼流圈。
某种线路装置中使用了低频扼流圈,关于低频扼流圈的作用,下列说法中正确的是()
A.阻碍高频成分,让低频成分通过
B.阻碍直流成分,让低频成分通过
C.阻碍直流成分,让高频成分通过
D.阻碍低频成分,让直流成分通过
4.如图5-21所示的电流,当这些电流通过电感线圈时(不考虑线圈的电阻),对电流有阻碍作用的是()
图5-21
A.A、B、C、DB.只有BC.只有B、CD.只有B、C、D
5.一电灯和一电感器串联,用交流电源供电,若提高交流电的频率,则()
A.电感器的感抗增加
B.电感器的感抗减小
C.电灯变暗
D.电灯变亮
6.如图5-22所示电路中,U是有效值为220V的交流电源,C是电容器,R是电阻,关于交流电压表的示数,下列结论正确的是()
A.等于220VB.大于220V
C.小于220VD.等于零
7.把电感线圈接在交流电源上,增大通过线圈电流的方法是()
A.仅把线圈中的铁芯取出,从而减少自感系数,减小线圈的感抗
B.仅增加交流电源的频率,这样也可以减小线圈的感抗
C.仅减小交流电源的频率,不改变电源电压的有效值,可以增大线圈中的电流
D.不改变电源电压的有效值,仅改变交流电源的频率,不能改变通过线圈中的电流
8.有一电阻极小的导线绕制成的线圈接在交流电源上,如果电源电压的峰值保持不变,下列情况下通过线圈的电流最小的是()
A.所加电压的频率为50Hz
B.所加电压的频率为100Hz
C.所加电压的频率为50Hz,减小线圈的匝数
D.所加电压的频率为100Hz,在线圈中插入铁芯
9.如图5-23所示,线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(如L=1.0mH,C=200pF),则此电路的重要作用是()
A.阻直流通交流,输出交流
B.阻交流通直流,输出直流
C.阻低频通高频,输出高频交流
D.阻高频通低频,输出低频交流和直流
10.如图5-24所示,从a、b端输入的交流电含有高频与低频成分,为了使R上尽可能少的含有高频成分,采用图示电路,其L的作用是______;
C的作用是______。
第四节变压器
1.一个理想变压器,原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2;
正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2。
已知n1>n2,则()
A.U1>U2,P1<P2B.P1=P2,I1<I2
C.I1<I2,U1>U2D.P1>P2,I1>I2
2.如图5-26所示,一个理想变压器,初级线圈的匝数为n1,a、b接交流电源,次级线圈匝数为n2,与负载电阻R相连接,R=40,图中电压表的示数为100V,初级线圈的电流为0.4A。
下列说法正确的是()
A.次级线圈中的电流的最大值为1.0A
B.初级和次级线圈的匝数比n1∶n2=2∶5
C.如果将另一个阻值为R的电阻与负载电阻并联,图中电流表的示数为2.0A
D.如果将另一个阻值为R的电阻与负载电阻串联,变压器的输出功率为80W
3.某变电所用原、副线圈匝数比为k的变压器,将远距离输来的电能送到居民家中。
设副线圈c、d两端所接负载的电阻值为R,如图5-27所示,将变压器看作理想变压器。
当其正常工作时,a、b间的等效电阻是()
A.kRB.R/k
C.k2RD.R/k2
4.如图5-28所示,理想变压器输入电压一定,用理想变压器给负载R供电,则使变压器输入功率增大的方法是()
A.增大负载电阻的阻值
B.减小负载电阻的阻值
C.增加原线圈的匝数
D.增加副线圈的匝数
5.理想变压器原线圈接在电压恒定的交流电源上,副线圈上接电阻为R的电热器,此时变压器恰好在额定功率下工作,则下列做法能保证变压器安全的是()
A.只减少副线圈的匝数B.只增加副线圈的匝数
C.只能减少R的阻值D.只能减少原线圈的匝数
6.在家用交流稳压器中,变压器的原、副线圈都有多个抽头(如图5-29),当变压器输入电压发生变化时,可调节抽头转换开关K1、K2的位置,使输出电压稳定在220V。
今发现输入电压低于220V,下列调节正确的是()
A.K1下移B.K2上移
C.K2下移,K1上移D.K1下移,K2上移
7.理想变压器的原线圈和副线圈匝数之比为10∶3,副线圈外接一阻值为100的电阻。
如果原线圈接在电压U=100sin100t上,则在一个周期内电阻上的发热量为()
A.9.00JB.4.50J
C.0.18JD.0.09J
8.图5-30所示的两电路中,当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时,测得c、d间与g、h间的电压均为110V。
若分别在c、d与g、h的两端加上110V的交流电压,则a、b间与e、f间的电压分别为()
A.220V,220V
B.220V,110V
C.110V,110V
D.220V,0
9.在绕制变压器时,某人误将两个线圈绕在图5-31所示变压器铁芯的左右两个臂上。
当通以交流电时,每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,另一半通过中间的臂。
已知线圈1、2的匝数之比n1∶n2=2∶1,在不接负载的情况下()
A.当线圈1输入电压220V时,线圈2输出的电压110V
B.当线圈1输入电压220V时,线圈2输出的电压55V
C.当线圈2输入电压110V时,线圈1输出的电压220V
D.当线圈2输入电压110V时,线圈1输出的电压110V
10.把一内阻不计的交流发电机的转子的转速提高一倍,并把输出端接在原、副线圈匝数比为5∶2的变压器的原线圈两端。
已知该发电机转速提高前的输出电压U=200sin50t,则转速提高后输出电压U′=______,变压器副线圈两端所接交流电压表的示数为_____V,输出电压的频率为______Hz。
11.如图5-32所示,交流电源的输出电压
sin100πtV,理想变压器的匝数比n1∶n2=55∶9,电灯恰好正常发光。
求:
(1)电灯的额定电压;
(2)电灯的额定功率为40W时,电流表的示数。
第五节电能的输送
1.远距离输送交流电都采用高压输电。
我国正在研究用比330kV高得多的电压进行输电。
采用高压输电的优点()
A.可节省输电线材料B.根据需要调解电流的频率
C.可减少电能损失D.可提高输电的速度
2.长江三峡水利枢纽是当今世界上最大的水利工程,它的装机总功率为2×
107KW,是西部开发的特大重点工程,也是“西电东送”的能源基地之一。
若用总电阻为100的输电线将5×
105kW功率的电能从三峡输送到用电区域,输电电压为5×
102kV,输电线上损失的功率为()
A.1×
104kWB.1×
105kW
C.2.5×
104kWD.2.5×
3.“西电东送”是我国实现经济跨地区可持续发展的重要保证。
为了减少输电线上的损耗,需要采用高压输电。
若金沙江流域上的向家坝电站输出的功率不变,输出电压提高到原来的20倍,则输电线上的电能损耗将减少为原来的()
A.1/20B.1/100
C.1/200D.1/400
4.在电能的输送过程中,若输送的功率一定,则在输电线上损耗的功率()
A.与输电线上的电压降的平方成正比
B.与输电线上的电压降的平方成反比
C.与输电线中电流的平方成正比
D.与输电电压的平方成反比
5.用U1和U2=kU1两种电压输送电能,若输送功率相同,在输电线上损失的功率相同,导线的长度和材料也相同,在这两种情况下,输电线的横截面积之比S1∶S2为()
A.KB.1/K
C.K2D.1/K2
6.如图5-33所示,理想变压器的副线圈上,通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R,原线圈输入端接最大值恒定的交流电压,回路中接一理想电流表。
当电键闭合时,以下说法正确的是()
A.原线圈中电流表示数增大
B.副线圈两端MN的输出电压增大
C.灯泡L1的亮度变暗
D.输电线上的损耗电能增多
7.如图5-34所示,abc为三只功率较大的电炉,a离电源很近,而b、c离用户电灯很近,电源离电灯较远,输电线有一定的电阻,电源电压恒定,则下列说法正确的是()
A.使用a时对电灯影响大
B.使用b时比使用a时对电灯影响大
C.使用c或b对电灯影响几乎一样大
D.使用c时对电灯没有影响
8.输电导线电阻率为,横截面积为S,总长度为L,输电线损耗的电功率为P'
,用户得到的电功率为P用。
若输送的电功率为P,输送的电压为U,则P'
、P用的关系式正确的是()
9.一台理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1,原线圈接U=100
sin100t的交变电压,副线圈两端用导线接“6V12W”的灯泡。
已知输电线总电阻r=0.5,试求副线圈应怎样连接几盏小灯泡才能正常发光。
10.某电站输送电压为5000V,输送功率为500kW,安装在输电线路起点和终点的电能表一昼夜读数相差4800kWh。
(1)输电线上损失的功率;
(2)输电线电阻;
(3)输电效率;
(4)若要使输电线损失的电功率降低到输送功率的2%,则输送电压应升高到多少。
第五章交流电单元检测
一、选择题(每小题4分,共40分。
)
1.如图5-35所示,表示交流电的是()
图5-35
2.下面关于描述交流电的说法正确的是()
A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交流电的峰值
B.用交流电流表和电压表测定的值是交流电的瞬时值
C.给定的交流数值,在没有特定说明情况下指的是有效值
D.跟交流电有相同的热效应的直流电流数值是交流电的有效值
3.已知交变电流瞬时值的表达式为i=5sin100tA,则从t=0到电流第一次出现最大值的时间为()
B.
C.
D.
4.如图5-36所示,已知交流电源的电动势为e=220
sin100tV,电阻R=2200,则电路中交流电流表和电压表的示数分别为()
A.0.1
A,220
VB.0.1A,220
C.0.1
A,220VD.0.1A,220V
5.低频扼流圈的作用是()
A.自感系数很小,对直流有很大的阻碍作用
B.自感系数很大,对低频交流有很大的阻碍作用
C.自感系数很大,对高频交流有很小的阻碍作用
D.自感系数很大,对直流无阻碍作用
6.对交变电流能通过电容器的原因,下列说法正确的是()
A.当电容器接到交流电源上时,因为有自由电荷通过电容器,电路中才有交变电流
B.当电容器接到交流电源上时,电容器交替进行充电和放电,电路中才有交变电流
C.在有电容器的电路中,没有电荷的定向移动
D.在有电容器的电路中,没有电荷通过电容器
7.如图5-37所示,理想变压器原线圈通入交变电流i=Imsint,副线圈接有电流表和负载电阻,电流表的示数为0.10A。
在t
时,原线圈中电流的瞬时值为0.03A。
由此可知该变压器的原、副线圈的匝数之比为()
A.10∶3B.3∶10
C.10
∶3D.3∶10
8.为了监测变电站向外输电情况,要在变电站安装互感器,其接线如图5-38所示。
两变压器匝数分别为n1、n2和n3、n4,a和b是交流电表,则()
A.n1>n2
B.n3>n4
C.a为交流电流表,b为交流电压表
D.a为交流电压表,b为交流电流表
9.“西电东送”工程中为了减少输电损耗,必须提高电压。
从洪家渡水电站向华东某地输送106kW的电能,输电电压为100万伏,输电线电阻为100。
若采用超导材料作为输电线,可减少的电功率损失为()
A.106kWB.105kWC.104kWD.103kW
10.输电线的电阻为r,输送的电功率为P。
若用电压U送电,则用户得到的功率为()
A.PB.
二、填空题(每小题4分,共20分。
11.一交流电压的瞬时值表达式为u=10sint,将该交流电压加在一电阻上时,产生的电功率为25W,那么这个电阻的阻值为______。
12.一理想变压器,原线圈匝数n1=1100匝,接在电压为220V的交流电源上。
当它对11只并联的“36V60W”的灯泡供电时,灯泡正常发光。
由此可知该变压器副线圈的匝数n2=______,通过原线圈的电流I1=______A。
13.我国西部有丰富的水能,若建一座平均流量为103m3/s,落差为100m的大型水电站,其发电效率为60%,该发电站的发电功率为______kW(取g=10m/s2)。
我国东部需要更多的能源,国家计划实施“西电东输”,把西部丰富的电能远距离输送到东部,假如某电站输送一部分电能到东部某地,输送功率为2.0×
105kW,输电线的电阻为50,要求输电线路损失不超过输出功率的4%,该电站至少采用______V的电压向外送电。
14.如图5-39所示,匝数为100、边长为0.20m的正方形线圈在磁感应强度为2.0T的匀强磁场中,从中性面开始计时,以10rad/s的角速度绕OO′轴匀速转动。
若线圈自身电阻为2.0,负载电阻R=6.0,2=10,则刚开始转动1.0s内,R上产生的热量为______J。
15.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5-40所示电路中,a、b两点间逐次将图中的
(1)、
(2)、(3)单独接入。
当使交变电流频率增加时,三个电流表读数的变化为A1______,A2______,A3______。
(填“变大”、“变小”或“不变”)
图5-40
三、计算、论述题(共40分。
19.一台理想变压器原线圈接在220V交流电源上,如图5-42所示,现有一个标有“6V0.9W”和两个均标有“3V0.9W”字样的小灯泡,要使它们在副线圈的同一电路中,且都能正常发光。
(1)在图中画出连接电路;
(2)求原线圈中通过的电流。
20.某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电,当发电厂输出的功率为P0时,额定电压为U,用电设备消耗的电功率为P1。
现发电厂用一台升压变压器T1先把电压升高,仍然通过原来的输电线供电,到达用电设备所在地后,再通过一台降压变压器T2把电压降到用电设备的额定电压,供用电设备使用,如图5-43所示。
这样改动后,当发电厂输出的功率仍为P0时,用电设备可获得的功率增至P2,试求所使用的升压变压器T1的原线圈与副线圈的匝数比
以及降压变压器T2的原线圈与副线圈的匝数比
图5-43