交变电流专题练习.docx
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交变电流专题练习
第一节交变电流
1．线圈在匀强磁场中匀速转动而产生交变电流，则（）
A．当线圈位于中性面时，感应电动势为零
B．当线圈位于中性面时，感应电流方向将改变
C．当穿过线圈的磁通量为零时，线圈中的感应电流也为零
D．当线圈转过一周时，感应电动势方向改变一次
2．如图5－10所示，一个单匝矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，ad边长为l2，在磁感应强度为B的磁场中绕OO′轴以角速度（从图中所示位置开始）匀速转动，则线圈两个输出端的感应电动势为（）
A．
B．
C．
D．
3．有一台交流发电机，其产生的电动势e＝10
314tV。
当发电机的转速增加为原来的2倍，其他条件不变时，则其电动势的瞬时表达式为（）
A．e＝10
314tVB．e＝20
628tV
C．e＝10
628tVD．e＝20
314tV
4．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，在t＝0时感应电动势为零，在t＝0.3s时，感应电动势达到最大值为6V。
已知线圈转动周期大于0.3s，则t＝0.4s时，感应电动势的可能值为（）
A．0VB．6VC．3VD．3
V
5．一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化的规律如图5－11所示，下列说法正确的是（）
A．t1时刻通过线圈的磁通量为零
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变化率的绝对值最大
D．每当e变化方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
6．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°角的过程中，平均感应电动势和最大感应电动势的比值为（）
A．/2B．2/C．2D．
7．矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图5－12所示，则下列结论正确的是（）
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
V
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
V
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．
倍
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．2.5×105kW
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（）
A．
B．
C．
D．
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。
求：
（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（）
A．
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
V
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．
C．
D．
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
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