1、1交变电流(时间：45 分钟 满分：100 分)一、单项选择题(本题共 6 个小题，每小题 6 分，共 36 分。每小题只有一个选项正确)1(2016浙师大附中高二检测)如图甲至丁是交流电发电过程的示意图，图中只画出了一匝线圈，线圈的 AB 边连在金属滑环 K 上， CD 边连在滑环 L 上，导体做的两个电刷E、 F 分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。线圈沿逆时针方向以角速度 匀速转动，线圈的面积为 S，磁场可视为水平向右的匀强磁场，磁感应强度为 B，电路的总电阻为 R。以下说法中正确的是( )A由甲转到乙的过程中，线圈中的电流方向为 A B C D AB由
2、丙转到丁的过程中，线圈中的电流方向为 A B C D AC转到丙位置时，穿过线圈的磁通量为零D转动一圈的过程中，线圈产生的电能为2 B2S2R解析：选 B 由甲转到乙的过程中，穿过线圈的磁通量变小，根据楞次定律，可以判断电流方向为 A D C B A；故 A 错误；当线圈由丙转到丁的过程中，通过线圈的磁通量变小，根据楞次定律，可以判断电流方向为 A B C D A；故 B 正确；转到丙位置时，线圈处于中性面上，穿过线圈的磁通量最大，故 C 错误；转动一圈过程中，线圈中产生的能量 Q T ，故 D 错误。E2R BS 2 2 2R 2 B2S2R2.线框在匀强磁场中绕 OO轴匀速转动(由上向下看
3、是逆时针方向)，当转到如图所示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是( )A磁通量和感应电动势都在变大B磁通量和感应电动势都在变小C磁通量在变小，感应电动势在变大D磁通量在变大，感应电动势在变小解析：选 D 由题图可知，设线框平面与中性面的夹角为 ， mcos 2 ， e Emsin ，所以磁通量变大，感应电动势变小。故 D 正确。3如图所示，面积均为 S 的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场 B 中以角速度 匀速转动，能产生正弦交变电动势 e BS sin t 的图是( )解析：选 A 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为 e BS
4、 sin t ，由这一原理可判断，A 图中感应电动势为e BS sin t ；B 图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、D 图转动轴与磁场方向平行。4.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流( )A周期为 0.125 sB电压的有效值为 10 V2C电压的最大值为 20 V2D电压瞬时值的表达式为 u10 sin 8 t V2解析：选 B 由题图可知，交变电流的周期为 0.250 s，A 错误；电压的有效值 U 202V10 V， B 正确；电压的最大值为 20 V，C 错误；电压瞬时值的表达式为 u20sin 28 t V，D 错误。5.用一理想变压器向一负载 R 供
5、电，如图所示，当增大负载电阻R 时，原线圈中的电流 I1和副线圈中的电流 I2之间的变化关系是( )A I2增大， I1也增大B I2增大， I1却减小C I2减小， I1也减小D I2减小， I1却增大解析：选 C 因为原线圈电压 U1及原、副线圈匝数不变，故 U2不变，当 R 增大时，电流 I2减小，由 知 I1也减小，选项 C 正确。I1I2 n2n16.如图所示是“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验示意图，a 线圈接交流电源， b 线圈接交流电压表，在实验过程中( )A只增加 b 线圈的匝数，电压表的示数一定增大B只增加 a 线圈的匝数，电压表的示数一定增大C同时增加 a、 b 两线
6、圈的匝数，电压表的示数一定增大D只改变 a 线圈两端的电压，电压表的示数不变3答案：A二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。选对但不全的得 3 分，错选不得分)7某小型发电机产生的交变电动势为 e50sin 100 t V。对此电动势，下列表述正确的是( )A最大值是 50 V2B频率是 100 HzC有效值是 25 V2D周期是 0.02 s解析：选 CD 从中性面开始计时，交变电动势的表达式为 e Emsin t ，因e50sin 100 t V，所以最大值 Em50 V，A 错误；由 2 f100 rad/s 得 f50 Hz，B 错误；有效值 E 25 V，C
7、 正确； T 0.02 s，D 正确。Em2 2 1f8.如图所示，是一个匝数 n10 的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象。关于线圈中的感应电动势，以下说法正确的是( )A在 t10.1 s 时，线圈中的感应电动势最大B在 t20.2 s 时，线圈中的感应电动势最大C在 t30.3 s 时，线圈中的感应电动势改变方向D在 t40.4 s 时，线圈中的感应电动势改变方向解析：选 BC 由题图可知，在 t10.1 s 时，线圈中的磁通量最大，线圈转到中性面，感应电动势为零，A 错；在 t20.2 s 时，线圈中的磁通量为零，线圈平面跟磁场平行，感
8、应电动势最大，B 对；在 t30.3 s 时，线圈中磁通量又达到最大值，感应电动势为零，方向发生改变，C 对； t40.4 s 前后，线圈中的感应电动势的方向不变，D 错。9.如图所示，输入端 ab 的输入电压既有直流成分，又有交流成分，以下说法中正确的是( L 的直流电阻与 R 相同)( )A直流成分只能从 L 通过B交流成分只能从 R 通过C通过 R 的既有直流成分又有交流成分D通过 L 的交流成分比通过 R 的交流成分必定要少解析：选 CD 线圈具有通直流阻交流的作用，所以大部分交流成分通过 R，故选C、D。10.如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是( )4A把电介
9、质插入电容器，灯泡变亮B增大电容器两板间的距离，灯泡变亮C减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗D使交变电流频率减小，灯泡变暗解析：选 ACD 电容器的电容与介电常数成正比，与两板间正对面积成正比，与两板间距离成反比。而容抗与电容成反比，与交变电流频率成反比。把电介质插入电容器，电容变大，容抗减小，灯泡变亮，A 正确；电容器两板间距离增大，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，B 错误；减小电容器两极正对面积，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，C 正确；交变电流的频率减小，容抗增大，灯泡变暗，D 正确。三、非选择题(本题共 2 小题，共 40 分)11(20 分)如图所示，线圈 abcd 的面积是 0.05
10、 m2，共 100 匝，线圈电阻为 1 ，外接电阻 R9 ，匀强磁场的磁感应强度 B 1T，当线圈以 300 r/min 的转速匀速旋转时，问：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；(2)线圈转过 s 时电动势的瞬时值多大？130(3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？(4)从中性面开始计时，经 s 通过电阻 R 的电荷量是多少？130解析：(1) e Emsin t nBS2 fsin 2 ft100 0.052 sin(2 t) V1 30060 3006050sin 10 t V。(2)当 t s 时， e50sin (10 ) V43.3 V。130
11、 130(3)电动势的有效值为 E V35.4 V，Em2 502电流表示数 I A3.54 A，ER r 35.49 1电压表示数 U IR3.549 V31.86 V。(4) s 内线圈转过的角度 t 2 。130 30060 130 3该过程中， BS BScos BS，12由 ， ， q t ，En t I ER r I5得 q C C。n R r nBS2 R r 1001 0.052 9 1 14答案：(1) e50sin 10 t V (2)43.3 V(3)31.86 V 3.54 A (4) C1412.(20 分)如图所示，降压变压器的变压系数是 3，即初级线圈的匝数与次级
12、线圈的匝数之比是 31。初级线圈的输入电压是 660 V，次级线圈的电阻为 0.2 ，用这台变压器供给 100 盏标有“220 V,60 W”的电灯用电。求：(1)空载时次级线圈的端电压和输出功率；(2)接通电路时次级线圈的端电压；(3)每盏灯的实际功率。解析：(1)将变压器视为理想变压器。设空载时次级线圈的输出电压为 U2，由 ，得到 U2 U1220 V，n2n1 U2U1 n2n1因为空载，次级线圈的负载电阻 R2，次级线圈中的电流为零，所以I20， P I2U20。(2)接通电路后，100 盏灯并联的总电阻为R 外 8.07 ，R100 U额 2P额100次级线圈中的电流I2 A A，U2R外 R线 2208.07 0.2 2208.27端电压： U2 I2R 外 214.68 V。(3)每盏灯的实际功率P U2 W57.1 W。I2100 220214.688.27100答案：(1)220 V 0 (2)214.68 V (3)57.1 W6
