交变电流 一、单选题 1．图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比 n1：n2＝5：1，电阻 R＝20Ω，L1、L2 为 规格相同的两只小灯泡，S1 为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压 u 随 时间 t 的变化关系如图所示，现将 S1 接 1、S2 闭合，此时 L2 正常发光，下列说法正确 的是（　　） A．输入电压 u 的表达式 u＝20 2 sin（50πt）V B．只断开 S1 后，L1、L2 均正常发光 C．只断开 S2 后，原线圈的输入功率增大 D．若 S1 换接到 2 后，R 消耗的电功率为 0.8W 2．如图所示，电路的输入端接入电压为 220V 的正弦交流电，开关 S 接 1，当滑动变 阻器接入电路的阻值为 10Ω 时，1min 内滑动变阻器产生的热量为 300J。若变压器损耗 功率不计，二极管正向导能电阻不计，所有电表内阻影响不计，则下列判断正确的是 （　　） A．此时电压表的读数为 5V B．原、副线圈中的匝数之比为 22∶1 C．若只将 S 从 1 拨到 2，电流表示数增大 D．若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表示数减小，电压表示数增大 3．如图甲所示是某小型交流发电机的示意图,两磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的 匀强磁场,A 为理想交流电流表,面积为 S=1 m2 的线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO′沿逆 时针方向匀速转动,从图甲所示位置开始计时,产生的交变电流 i 随时间 t 变化的图像如 图乙所示,已知线圈的等效电阻 R =10Ω,线圈的匝数 N = 10,下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数约为 14.1A B．该交变电流的有效值是 10 2 A C．t=0.01s 时,通过线圈的磁通量为零 2 D．该磁场的磁感应强度大小 100 T 4．利用二极管的单向导电性可以将正弦式交变电压的波形截去一半，这种方法称为半 波整流。某研究小组的同学通过半波整流得到如图所示的脉动电压图像，由图可知（ ） A．该电压的周期为 2s B．该电压的频率为 0.02Hz C．电压的有效值为 10 2V D．电压的有效值为 20V 5．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比 n1∶n2=2∶1，R1=R2=4Ω。u 为正弦交流 电源，V 为理想交流电压表，开关 S 断开时，通过电阻 R2 的电流 则此时（　　） i  6 2 sin10π(A) t ， A．电路中的电流方向每秒改变 5 次 B．电压表 V 的示数约为 84.8V C．交流电源的输出功率为 180 W D．若电源输出电压不变，闭合开关 S 时，R2 两端电压保持不变 6．如图是验证电容器特性的实验电路图。以下分析正确的是（　　） A．闭合开关，待电路稳定后，L1 亮，L2 不亮 B．闭合开关，待电路稳定后，L1 不亮，L2 亮 C．闭合开关，待电路稳定后，L1，L2 都不亮 D．闭合开关，待电路稳定后，L1，L2 都亮 7．如图，理想自耦变压器原线圈的 a 、 b 两端接有瞬时值表达式为 u  20 2 sin  50 t  V P1 的交变电压，指示灯 L 接在变压器的一小段线圈上，调节滑动片 可以改变副线圈的匝数，调节滑动片 P2 可以改变负载电阻 R2 的阻值，则（　　） A． t  0.04s 时电压表 B．只向上移动 C． D． P1 P1 、 、 P2 P2 P2 V1 的示数为零 ，指示灯 L 将变暗 均向上移动，电压表 V2 的示数可能不变 均向上移动，原线圈输入功率可能不变 8．电阻不可忽略的线圈 L0 可看作是一个定值电阻 R0（线圈电阻）与一个纯线圈 L 串 联而成，如图甲。在如图乙所示电路中，常规变压器次级线圈电阻不可忽略，变压器 原线圈接理想交流电源，当滑动变阻器触头 P 向 b 端滑动时，下列说法正确的是（　 ） A．变压器初级线圈电压降低 B．变压器输入功率变小 C．小灯泡变亮 D．变压器输出功率变大 9．某水电站，用总电阻为 2.5Ω 的输电线输电给 500km 外的用户，其输出电功率是 3×106kW，现用 500kV 电压输电，则下列说法正确的是（　　） A．输电线上输送的电流大小为 2×105A B．输电线上由电阻造成的损失电压为 15kV U2 P= r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻 C．输电线上损失的功率为 D．输电线上损失的功率为 9×107kW 10．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 3：1，a、b 之间接输出电压有效值恒 定的正弦交流电源，电路中电阻的阻值均为 R。当开关 S 断开时，电路消耗总功率为 P，则当 S 闭合时，电路总功率为（　　） A． 11 P 3 B． 11 P 5 C． 11 P 7 D． 11 P 9 11．图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器 T 的原、副线圈 匝数分别为 n1、n2，在 T 的原线圈两端接入一电压 u＝Umsin ωt 的交流电源，若输送电 功率为 P，输电线的总电阻为 2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率 为（　　） n1 U m2 � A． n2 4r n2 U m2 � B． n1 4r 2 2 2 �n1 ��P � � C． 4r �n �� Um � � 2 �� 2 �n2 ��P � � D． 4r �n �� Um � � 1 �� 二、多选题 12．如图所示的理想变压器中，原、副线圈的匝数之比为 n1 : n2  3 :1 ，现在 M、N 两 点间接一交变电流，小灯泡 a、b、c 均正常发光，小灯泡 b 正常发光时的电阻为 4Ω、 额定功率为 16W，小灯泡 a、c 的额定功率、电阻均相同，已知电源的输出功率为 32W，则下列说法正确的是（ ） A．小灯泡 c 的额定功率为 8W B．小灯泡 a 的额定电流为 0.5A C．小灯泡 b 的额定电压为 8V D．M、N 间所加电源的电压为 24V 13．如图所示是一种变压器的铭牌，根据上面标示的信息，以下判断正确的是（　 　） 型号：PKT-12-3000 输入参数：220V 50Hz 输出参数：12V 3.0A A．这是一个升压变压器 B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多 C．当原线圈输入交流电压 220V 时，副线圈输出直流电压 12V D．当原线圈输入交流电压 220V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小 14．交流发电机的线圈绕垂直于匀强磁场的中心轴逆时针匀速转动，角速度   10πrad/s ，线圈从图示位置开始计时（此时线圈平面与磁场平行），理想电流表的 示数为 1A ，已知线圈匝数为 1000 匝，内阻 r  0.5Ω ，外接电阻 R  9.5Ω ，则（　　） A． t  0 时刻与 t  0.1s 时刻通过 R 的电流方向相同 2 3 B．通过线圈磁通量的最大值为  �10 Wb C． t  0.85s 时线圈磁通量的变化率最大 D．外接电阻 R 在1min 内产生的总焦耳热为 570J 15．如图所示，一个面积为 S 的单匝矩形线框在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中， O 顺时针（从上往下看）匀速转动，转动周期为 T，从图示位 绕垂直于磁感线的轴 O� 置开始计时，电流方向以 abcda 为正，下列说法正确的是（　　） A． t  0 时刻穿过线框的磁通量最大 B．线框中产生的电动势的有效值为 C． t   BS T 3T 时刻线框内产生的感应电流方向为 abcda 4 D．线框中产生的电动势的瞬时值 e 2 BS 2 sin t T T 三、填空题 16．风电是一种清洁、绿色的可再生能源，中国的风电装机容量，目前处于世界领先 地位，图甲为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁体转动， 磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时，传感器显示如图乙所示，该交变 电流的线圈两端电压瞬时值表达式为______V，线圈两端电压的有效值为______V。 17．如图所示电路，当在 a、b 两端加上直流电压时，L1 正常发光，L2 不亮；当 a、b 两端加上同样电压的交变电流时，L1 发光亮度变暗，而 L2 正常发光.则 A、B 分别为__ ______和________.( 可选择：电阻、电容器、电感线圈 ) 18．如图所示为两个互感器，在图中圆圈内 a、b 表示电压表和电流表，已知电压表的 示数为 220V，电流表的示数为 10A，n1：n2=100∶1，n3：n4=1∶10，输电线路的电压是_ __________V，电流是___________A。 四、解答题 19．如图，矩形线圈的边长 l1＝50cm，l2＝30cm，匝数 n＝100，线圈电阻 r＝10 Ω ，在 磁感应强度 B＝0.20T 的匀强磁场中绕 OO′轴以角速度  ＝100  rad/s 匀速转动，外电 路电阻 R＝90 Ω 。当线圈由图示位置转过 90°的过程中，求： （1）通过电阻 R 的电荷量 q； （2）电阻 R 上所产生的热量 Q。 20．如图甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之 比 n1∶n2=10∶1，接线柱 a、b 接上一个正弦交流电源，电压随时间变化规律如图乙所示， 输出端接有额定电压均为 12V 的灯泡和风扇电动机，灯泡额定功率为 3W，电动机线 圈电阻 r=2Ω，电阻 R=8Ω，接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，求： （1）副线圈电流的频率； （2）副线圈两端的电压； （3）电动机输出的机械功率。 21．某电站的输送电压为 U  6000V ，输送功率为 P  500kW ，这时安装在输电线路 h。 的起点和终点的电能表一昼夜内示数相差 4800kW � （1）试求输电线的电阻。 （2）若要使输电损失的功率降到输送功率的 2%，电站应使用多高的电压向外输电？ 升压变压器的匝数比是多少？为满足居民用电，降压变压器的匝数比是多少？ 22．如图所示，阻值均为 R 的定值电阻 R1、、 R2 R3 ，分别连接在理想变压器原、副线 圈两端，原线圈接交流电源，交流电源输出电压的有效值恒定。已知原、副线圈的匝 数之比 n1 : n2 : n3  3 : 2 :1 ；闭合开关 S 后，电阻 R3 的功率为 P。其他电阻不计，求： （1）电阻 R1 两端的电压； （2）该交流电源的输出功率。 参考答案 1．D 【详解】 A．由图乙可知，周期是 0.02s，则得 ω＝ 2 2 ＝ ＝100π T