资源描述
第十章 交变电流 (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(每小题6分，共54分)1在电子技术中，从某一装置输出的电流既有高频成分又有低频成分，如果只需把低频成分分开，只让低频成分输送到下一级装置，如图所示，则下列做法合理的是()A在ab间接入一个电容器B在ab间接入一个低频扼流圈C在ab间接入一个高频扼流圈D在ab间接入一个电容器或高频或低频扼流圈都可以解析电容器是“通高频，阻低频”，低频扼流圈是“通直流，阻交流”，而高频扼流圈“通低频，阻高频”，C对。答案C2(2016广东中山六校联考)(多选)某正弦式交变电流的it图象如图所示，则该电流的()A频率f0.02 HzB有效值I10 AC峰值Im10 AD瞬时值表达式i20sin 100t(A)解析由题图可知，该交变电流的周期为0.02 s，则频率为50 Hz，角速度为100，峰值为20 A，则有效值为10 A，瞬时值表达式为i20sin 100t(A)，即B、D正确。答案BD3输电导线的电阻为R，输送电功率为P。现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为()AU1U2 BUUCUU DU2U1解析由公式PIU得输电线中的电流I，输电线上损失的功率P损I2R2R。即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比，所以P损1P损2UU。答案C4(2016嘉兴市联考)(多选)现用电压为380 V的正弦式交流电给额定电压为220 V的电灯供电，以下电路中可能使电灯正常发光的有()解析由图可知，A、B选项中均有电阻分压，可以使电灯正常发光；C选项为降压变压器，通过变压器降压也可以使电灯正常发光；D选项为升压变压器，电灯两端的电压要大于380 V，不可行。答案ABC5一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏了，为获知此变压器原副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图所示，然后将原来线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为()A1 100,360 B1 100,180C2 200,180 D2 200,360解析对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得n11 100，变压器烧坏前，同理n2180，故B正确。答案B6小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数。将发电机与一个标有“6 V,6 W”的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻。当线圈的转速为n5 r/s时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时表达式为()Aisin 5t(A) Bisin 10t(A)Ci1.41sin 5t(A) Di1.41sin 10t(A)解析因为小灯泡正常发光，所以电路中电流的有效值为I1 A，则电流的最大值为Im A1.41 A。因为转速n5 r/s，且2n，所以10 rad/s，故电路中电流的瞬时值表达式为i1.41sin 10t，选项D正确。答案D7(2016奉化市联考)将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是()A电路中交变电流的频率为0.25 HzB通过电阻的电流为 AC电阻消耗的电功率为2.5 WD用交流电压表测得电阻两端的电压为5 V解析由图可知，该交变电流的周期为T4102 s，故频率为f25 Hz；通过电阻的电流最大值为Im1 A，有效值I0.707 A，电阻消耗的电功率为PI2R2.5 W。交流电压表测得的应为电阻两端电压的有效值UIR V3.5 V。答案C8(2015广东理综，15)如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器。原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V，调节前后()A副线圈中的电流比为12B副线圈输出功率比为21C副线圈的接入匝数比为21D原线圈输入功率比为12解析在输入电压U1和原线圈匝数n1不变的情况下，使输出电压U2有效值由220 V降至110 V，由知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比为21，故C正确；副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为21，故A错误；由PUI知，输出功率之比为41，故B错误；副线圈输出功率等于原线圈输入功率，所以原线圈输入功率之比为41，故D错误。答案C9(2015新课标全国，16)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()AU66 V，k BU22 V，kCU66 V，k DU22 V，k解析原、副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压U，可知副线圈电压为U，原线圈电压为3U，副线圈电流I2，根据得原线圈电流I1，那么原线圈输入电压220 V3UR，整理可得U66 V；原、副线圈电阻消耗的功率根据PI2R，电阻相等，I1I213，可得功率之比为P1P219，即k。根据以上分析可知选项A正确。答案A二、非选择题(共3小题，共46分)10(15分)有一个交流发电机产生的正弦交流电的电动势如图所示，试求：(1)当t s时，该交流电动势的瞬时值；(2)当电动势的瞬时值为最大值的一半时，线圈平面与磁感线的夹角；(3)已知线圈面积为16 cm2，共25匝，求匀强磁场的磁感应强度。解析(1)由题图可以写出该交流电动势的瞬时值表达式为e5sint V5sin 100t V，当t s时，电动势的瞬时值为e5sin(100) V5 V。(2)当电动势的瞬时值为最大值的一半时，有2.55sin ，所以sin 0.5，故线圈平面与磁感线之间的夹角为60。(3)因为EmnBS，又100，所以B0.4 T。答案(1)5 V(2)60(3)0.4 T11(15分)(2016绍兴市联考)某发电站的输出功率为104 kW，输出电压为4 kV，通过理想变压器升压后向80 km远处供电。已知输电导线的电阻率为2.4108 m，导线横截面积为1.5104 m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：(1)升压变压器的输出电压；(2)输电线路上的电压损失。解析设线路电阻为R线，正常线路的损失功率为P损，线路的损失电压为U损，发电站的输出功率为P，升压变压器的输出电压为U。由电阻定律，得R线2.4108 25.6 线路损失的功率P损4%PI2R线则I A125 A由PUI，得U V8104 VU损IR12525.6 V3 200 V。答案(1)8104 V(2)3 200 V12(16分)交流发电机的原理如图甲所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，已知线圈的电阻为R2.0 ，求：(1)通过线圈导线在任一个横截面的电流的最大值是多少？(2)矩形线圈转动的周期是多少？(3)线圈电阻上产生的电热功率是多少？(4)保持线圈匀速转动，1 min内外力对线圈做的功是多少？解析(1)由题图知，Im2 A。(2)T4103 s。(3)线圈中电流的有效值I，线圈电阻上产生的电热功率PI2RR4 W。(4)外力对线圈做功，其他形式的能转化为电能再转化为内能，1 min内外力对线圈做的功WPt240 J。答案(1)2 A(2)4103 s(3)4 W(4)240 J
展开阅读全文