第三章、交变电流 一、选择题（共 17 题） 1．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流的图象如图所示，从图可知（ ） A．在 A 和 C 时刻线圈处于中性面位置 B．在 B 和 D 时刻穿过线圈的磁通量为零 C．从 A 时刻到 D 时刻线圈转过的角度为  D．若该交流电的频率是 50Hz，在 1s 内交流电的方向改变 100 次 2．线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交流电电动势为 A．此交流电的周期为 1s e C．t＝0.025s 时， 为 10 2V e  10 2 sin 20 tV 则下列说法中正确的是（　　） B．t＝0 时，穿过线圈的磁通量为零 e D．t＝0.025s 时， 为 0 3．如图所示，理想变压器原线圈接在正弦交变电压上，副线圈通过输电线连接两只相同的灯泡 L1、L2， 输电线的等效电阻为 R，在图示状态下，开关 S 是断开的，当开关 S 闭合时，下列说法正确的是（ A．副线圈两端的输出电压减小 B．等效电阻 R 两端的电压减小 C．通过灯泡 L1 的电流减小 D．原线圈中的电流减小 ） 4．某交流发电机的矩形线圈共有 50 匝，在磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，通过线圈的磁通量随时 间变化如图所示，则下述正确的是（） ① 产生的交变电动势按正弦规律变化 ② 交变电动势的最大值为 2000πV ③ 交变电动势的频率为 100Hz ④ 在 1s 内，电流方向改变 100 次 A．只有①正确 B．只有②③正确 C．只有②④正确 D．只有③正确 5．在下列几种电流的波形图中，不能表示交变电流的是（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，理想变压器原线圈输入交流电压如下图乙所示，副线圈中装有单刀双掷开关 s，电流表、电 n1 5  压表均为理想电表，Rt 为热敏电阻，S 掷 a 时原副线圈匝数比 n2 1 则以下分析正确的是（ ） a 2 A．S 接在 端，电压表示数为 22 V B．S 接在 a 端，Rt 温度升高时,电流表示数变大，电压表读数变小 C．S 接在 a 端，Rt 温度升高时，变压器原线圈输入功率变大 D．S 由 a 端转换为 b 端时，电压表示数变大 7．如图所示，矩形线圈处在磁感应强度大小为 B 、方向水平向右的匀强磁场中，线圈通过电刷与定值电 阻 R 及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线 OO  以恒定的角速度 匀速转动，t=0 时刻线圈位于与磁场平 行的位置。已知线圈的匝数为 n 、面积为 S 、阻值为 r 。则下列说法正确的是（　　） A．t=0 时刻流过电阻 R 的电流方向向左 B．线圈中感应电动势的瞬时表达式为 e  nBS sint C．线圈转动的过程中，电阻 R 两端的电压为 nBS R Rr nBS R D．从 t=0 时刻起，线圈转过 60°时电阻 R 两端的电压为 2  R  r  8．在远距离输电中，为了减少输电过程中电能的损失，下列说法正确的是（　　） A．提高输电功率 B．增大输电线中电流 C．提高输电电压 D．增大输电线的电阻 9．图甲是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动产生的交变电压图象。将该电压加在图乙中 理想变压器的 M、N 两端。变压器原、副线圈匝数比为 10:1，电阻 R 的阻值为 5Ω，电流表、电压表均为理 想电表。下列说法正确的是（ ） A．电流表的示数为 2A B．流过电阻 R 的电流方向每秒钟改变 50 次 C．线圈转动的角速度为 100πrad/s D．t=0.01s 时线圈处于中性面处 10．一理想变压器原副线圈的匝数比为 熔断电流为 I0  1 n1 : n2  1: 2 ，电源电压 u  220 2 sin t (V)，原线圈电路中接入一 R A 的保险丝，副线圈中接入一可变电阻 ，如图所示，为了使保险丝不致熔断，调节 R 时，其阻值最低不能小于（ ） A．440Ω B．440 2 Ω C．880Ω D．220Ω 11．现在市场上的调光台灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图，这是一个经过元件调节 后加在电灯上的电压，在正弦交流电的每半个周期中都会截去前面的四分之一、现在加在电灯上的电压是 （　　） Um A．-Um B． 2 Um C． 4 Um D． 2 12．如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表为理想电表，R0 为定值电阻，在 a、b 端 输入正弦交流电，开关 S 闭合后，灯泡能正常发光，则下列说法正确的是（ ） A．闭合开关 S，电压表的示数变小 B．闭合开关 S，电流表的示数变小 C．闭合开关 S 后，将滑动变阻器的滑片 P 向下移，灯泡变亮 D．闭合开关 S 后，将滑动变阻器的滑片 P 向下移，电流表的示数变小 13．将硬导线中间一段折成不封闭的正方形每边长为 L,它在磁感应强度为 B、方向向里的匀强磁场中匀速 转动,转速为 n.导线在 a、b 两处通过电刷与外电路连接,外电路有额定功率 P 的小灯泡能正常发光.电路中其 余部分电阻不计.则灯泡电阻以及如图位置开始转动 90°过程通过灯泡电流方向为( ) A．2(πL2nB)2/P,电流由右到左 B．(2πL2nB)2/P,电流由左到右 C．(L2nB)2/P,电流由右到左 D．(L2nB)2/2P,电流由左到右 14．如图所示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10︰1，原线圈接正弦交流电，电压有效值保持 不变，副线圈接有定值电阻 R0 和滑动变阻器 R。下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈中电流之比为 10︰1 B．原、副线圈中交流电的频率之比为 10︰1 C．滑动变阻器的滑片 P 向下移动，原线圈中输入电流减小 D．滑动变阻器的滑片 P 向下移动，电阻 R0 的功率增大 15．某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原副线圈匝数比。R 为定值电 阻，L1、L2 为两只标有“5V，2A”的相同小灯泡，S 为开关。保持开关 S 断开，在输入端施加如图乙所示的 交变电压后灯泡 L1 正常发光测得电阻 R 两端的电压为灯泡 L1 的 2 倍，则以下说法正确的是（ A．理想变压器原副线圈的匝数比为 4：1 C．定值电阻的阻值为 10Ω ） B．理想变压器原副线圈的匝数比为 2：1 D．闭合开关 S 后，灯泡 L1 可能被烧坏 16．图甲为小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产 生的电动势随时间变化的规律如图乙中的正弦曲线，已知发电机线圈的内阻为 5Ω，外接灯泡的电阻为 95Ω，其他电阻不计，则 A．t=0.005s 时穿过线圈的磁通量为零 B．1s 内线圈中的电流方向改变 50 次 C．灯泡两端的电压为 19V D．0~0.01s 内通过灯泡的电荷量为零 17．如图所示，N 匝矩形导线框以角速度 ω 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕轴 OO′匀速转动，线框面积 为 S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻 R、理想交流电流表 A 和二极管 D．二极管 D 具有单向 导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大．下列说法正确的是(　　) A．交流电流表的示数 I＝  NBS 2R B．一个周期内通过 R 的电荷量 q＝ 2NBS R  C．R 两端电压的有效值 U＝ 2 NBS D．图示位置电流表的示数为 0 二、填空题 18．由电磁感应知识知，在闭合电路中产生感应电流的条件是__________；变压器是根据________原理工 作的；在远距离输电中，为了减少电能损失通常采用________输电。 19．n 匝线圈组成的电路中，磁通量的变化率为  E=____________；在远距离输电 t ，感应电动势的大小 中，提高输电电压的设备是_________ ． 20．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 电阻 R1 、 R2 。交变电源电压为 U，则电阻 功率之比为___________。 R1 、 R2 n1 : n2  3 :1 ，在原、副线圈电路中分别接有阻值相同的 两端的电压之为___________，电阻 R1 、 R2 上消耗的电 2 21．如图所示，交流发电机的矩形线圈的面积 S  0.1m ，线圈匝数 N  100 ，电阻 r  1 ，线圈在磁感应 强度 B  0.1T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以 n  3000r / min 的转速匀速转动，外接电阻 R  9 ，以图 示时刻开始计时，则电动势瞬间值表达式为 e= _________V，电压表读数是__________V． 三、综合题 22．某课外实验小组将一个交变电流信号输入示波器，示波器屏幕上出现如图所示的波形图。从该波形图 可以得到哪些信息？ 23．如图所示为交流发电机的示意图，矩形线圈的匝数 N  50 匝，每匝线圈的边长 Lab  0.4 m， Lbc  0.2 m，矩形线圈所在处的匀强磁场的磁感应强度 B  0.2T ，线圈总电阻 r  1 ，外接电阻 R  9 ，线圈以 n  100 /   r / s  的转速在磁场中匀速转动，求： (1)从图示位置开始计时，线圈中感应电动势随时间变化的表达式． (2)此交流发电机的输出功率． o (3)线圈从图示位置转过   90 的过程中通过电阻 R 的电荷量． 24．如图所示是远距离交流输电的简化示意图，其中发电厂的输出电压是 U，两条输电线的等效总电阻为 r，输电线路中的电流是 I1 ，其末端间的电压为 U1 的电压是多少？ （1）用户两端的电压是多少？ （2）理想变压器的输入功率是多少？ （3）输电线上损耗的电功率和电压分别是多少？ ．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户两端 参考答案： 1．D 【详解】 AB.中性面位置线圈与磁场垂直，磁通量最大，感应电动势为零，感应电流为零，AB 错误． 3 3 3 C.从 A 时刻到 D 时刻经过了 T ，所以转过角度为 �2   ，C 错误． 4 2 4 D.频率为 50Hz，每秒钟转 50 圈，每圈经过中性面 2 次，电流方向改变两次，所以 1s 内交流电的方向改变 100 次，D 正确． 2．C 【详解】 A．周期 T 2 2   0.1s  20 故 A 错误； B．t＝0 时刻感应电动势为 0，线圈位于中性面，通过线圈的磁通量最大，故 B 错误； e CD．将 t＝0.025s 带入表达式， 为 10 2V 。故 C 正确