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12.交變電流
1.(2020?北京交通大學附屬中學高三三模)如圖1甲所示,矩形線圈在勻強磁場中繞垂直磁
場的軸勻速轉動可以產(chǎn)生交變電流,其電動勢e隨時間f變化的圖像如圖乙所示,則()
圖】
A.f=0時,穿過線圈的磁通量最大
B.線圈轉動一周,電流的方向改變一次
C.線圈中電動勢的有效值為311V
D.線圈中交變電流的頻率為100Hz
答案A
解析,=0時,電動勢為零,線圈平面處于中性面處,穿過線圈的磁通量最大,故A正確;
根據(jù)題圖乙可知,線圈轉動一周,電流的方向改變兩次,故B錯誤;線圈中電動勢的最大
311
值為311V,有效值為忑?V^220V,故C錯誤;由題圖乙可知T=0.02s,則線圈中交變
電流的頻率/'=*=50Hz,故D錯誤.
2.如圖2所示為一交流電壓隨時間變化的圖像,每個周期內(nèi),前三分之一周期電壓按正弦
規(guī)律變化,后三分之二周期電壓恒定,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得,此交流電壓的有效值為()
圖2
A.7.5VB.8VC.2VBVD.3VBV
答案C
解析根據(jù)電流熱效應的定義可得,JT,解得U=2\/13V.
3.(2020?山東德州市高三二模)電壓互感器是測量較大交流電壓的儀表;電流互感器是測量
較大交流電流的儀表,這兩種儀表在使用時的電路正確的是()
答案D
解析由理想變壓器的原、副線圈的電壓之比可知,電壓與匝數(shù)成正比,則電壓互感器接入
匝數(shù)較少的副線圈上,且原線圖應分別接在零線和火線上,故A、B錯誤;由理想變壓器的
原、副線圈的電流之比可知,電流與匝數(shù)成反比,則電流互感器應串聯(lián)接入匝數(shù)較多的副線
圈上,同時將匝數(shù)很少的原線圈串聯(lián)在需要測量電流的線路中,故C錯誤,D正確.
4.(多選)(2020?江蘇南通市通州區(qū)、海門市、啟東市聯(lián)考)如圖3甲所示,理想變壓器原、
副線圈匝數(shù)比為10:1,原線圈通以圖乙所示的交流電后,理想電流表A|示數(shù)為0.5A,副
線圈串聯(lián)了電阻可忽略的熔斷器、理想電流表A2以及虛線框內(nèi)的某用電器,電路處于正常
工作狀態(tài),則下列說法正確的有()
圖3
A.原線圈兩端電壓的瞬時值表達式6=22即sin100MV)
B.熔斷器的熔斷電流應該不小于5A
C.若輸入的交流電頻率增大,發(fā)現(xiàn)A2示數(shù)也增大,則虛線框內(nèi)可能是電容器
D.若原線圈輸入電壓改為500V的恒定電壓,則A2示數(shù)將增大
答案ABC
解析由題圖乙可知,交變電流電壓的最大值為22MV,周期為T=0Q2s,所以原線圈
兩端電壓的瞬時值表達式e=220Visin懸r(V)=22SnsinlOOnr(V),故A正確;理想電
流表Aj示數(shù)為0.5A,由公式?=必,解得:/,=5A,所以熔斷器的熔斷電流應該不小于5A,
12aI
故B正確;若輸入的交流電頻率增大,發(fā)現(xiàn)A2示數(shù)也增大,說明虛線框內(nèi)的用電器對高頻
交變電流的阻礙較小,所以虛線框內(nèi)的用電器可能是電容器,故C正確;理想變壓器的工
作原理為互感,所以理想變壓器對恒定電流不起作用,即若原線圖輸入電壓改為500V的恒
定電壓,則A?示數(shù)將變?yōu)榱?
5.(多選)(2020?內(nèi)蒙古通遼蒙古族中學高三三模)如圖4所示,邊長為乙、匝數(shù)為N、電阻不
計的正方形線圈abed,在磁感應強度為B的勻強磁場中繞轉軸O?!越撬俣?勻速轉動,
軸。?!怪庇诖鸥芯€,制成一臺交流發(fā)電機,它與理想變壓器的原線圈連接,變壓器原、
副線圈的匝數(shù)之比為1:2,二極管的正向電阻為零,反向電阻無窮大,從正方形線圈處于
圖示位置時開始計時,下列判斷正確的是()
圖4
A.交流發(fā)電機的感應電動勢的瞬時值表達式為e=NB『3cos3t
B.變壓器的輸入功率與輸出功率之比為2:1
C.電壓表V示數(shù)為
D.若將滑動變阻器的滑片向下滑動,電流表和電壓表示數(shù)均變小
答案AC
解析由題圖可知,從垂直于中性面時開始計時,則矩形線圈產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表
達a為e=NBl}(ocosst,故A正確;變壓器的輸入功率與輸出功率之比為1:1,故B錯誤;
根據(jù)理想變壓器的原、副線圈的電壓之比可知變壓器輸出的交流電壓的最大值等于U2m=
INBml}
—.U?
交流電在一個周期內(nèi)只有半個周期可以通過二極管,根據(jù)電流的熱效應可得一p—5=大7
AZA
解得U=NBa}l},故C正確;當滑動變阻器的滑片向下滑動時,R接入電路中的阻值變大,
根據(jù)理想變壓器的變壓原理知輸出電壓即電壓表V的示數(shù)不變,電阻消耗的功率變小,故
電流表示數(shù)變小,故D錯誤.
6.(多選)(2020?湘贛皖十五校高三第一次聯(lián)考)有一臺理想變壓器及所接負載如圖5所示.在
原線圈c、d兩端加上交變電流.已知人是原線圈中心抽頭,電壓表和電流表均為理想交流
電表,電容器的耐壓值足夠大.下列說法正確的是()
圖5
A.開關S始終接a,當滑片尸向下滑動時電壓表V|示數(shù)不變,電壓表V2示數(shù)變大,電流
表A2示數(shù)變小
B.開關S始終接兒當滑片P向上滑動時吊的電功率增大,V2示數(shù)的變化量與A2示數(shù)的
變化量之比不變
C.保持滑片P的位置不變,將開關S由人改接a,變壓器輸入功率變大
D.保持滑片尸的位置不變,將開關S由。改接匕,電容器所帶電荷量的最大值將增大
答案ABD
解析開關S始終接a,則變壓器輸出電壓不變,電壓表V1的示數(shù)不變,當滑片P向下滑
動時,R接入電路的阻值變大,變壓器的輸出電流減小,電流表A2示數(shù)變小,4電壓減小,
則電壓表V2示數(shù)變大,選項A正確;開關S始終接兒則變壓器的輸出電壓不變,電壓表
V1的示數(shù)J不變,當滑片P向上滑動時,R接入電路的阻值減小,變壓器的輸出電流變大,
R的電功率增大,由于電壓表V2的示數(shù){/2=坊一/2凡,則V2示數(shù)的變化量與A2示數(shù)的變
化量之比奢=R不變,選項B正確;保持滑片P的位置不變,將開關S由6改接a,變壓
器原線圈的匝數(shù)變大,則變壓器的輸出電壓減小,輸出功率減小,則變壓器輸入功率變小,
選項C錯誤;保持滑片尸的位置不變,將開關S由。改接"變壓器原線圖的匝數(shù)減小,
則輸出電壓變大,電容器兩端電壓變大,所帶電荷量的最大值將增大,選項D正確.
7.(2020?甘肅蘭州一中高三二模)某水電站,用總電阻為2.5。的輸電線輸電給500km外的
用戶,其輸出電功率是3Xl()6kW.現(xiàn)用500kV電壓輸電,則下列說法正確的是()
A.輸電線上輸送的電流大小為2X1()5A
B.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15kV
C.若改用5kV電壓輸電,則輸電線上損失的功率為9XIO?kw
D.輸電線上損失的功率為△f=§,U為輸電電壓,r為輸電線的電阻
答案B
p3X106X10^
解析由尸=/U得輸電線上輸送的電流/=,="500XA=6X1()3A,由AU=〃得輸
電線路上的電壓損失AU=6X103)<2.5V=15kV,輸電線上損失的功率為△尸=/'2廠=不丁3
3X]()6x]()3
r=(—市不一)2X2.5W=9X10"W,輸電,線上損失的功率△尸計算時,U為輸電線上的電
壓,而不是輸電電壓.故選B.
8.(多選)(2020?福建廈門市線上檢測)如圖6所示,燈泡A、B完全相同,理想變壓器原、
副線圈匝數(shù)比小:的=5:1,指示燈L的額定功率是燈泡A的/當輸入端接上“=llMsin
100MV)的交流電壓后,三個燈泡均正常發(fā)光,兩個電流表均為理想電流表,且A2的示數(shù)
為0.4A,貝ij()
0
[nAQ)3)B
M2U-J
UL
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