物理二輪復(fù)習(xí)專(zhuān)題十一-交流電路的分析與計(jì)算（測(cè)試）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精專(zhuān)題測(cè)試1、一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示．由圖可知11234560100u/Vt/10－2sA．該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝100sin（25t）VB．該交流電的頻率為25HzC．該交流電的電壓的有效值為100D．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率為50W答案:BD2、將阻值為5Ω的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上，電源電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示．下列說(shuō)法正確的是（）A．電路中交變電流的頻率為0.25HzB．通過(guò)電阻的電流為AC．電阻消耗的電功率為2.5WD．用交流電壓表測(cè)得電阻兩端的電壓是5V解析：從圖中可以看出，電流的周期為s，所以頻率為25Hz．電壓的峰值為5V，所以通過(guò)電阻的電流的峰值為1A,用交流電表測(cè)量的是電壓和電流的有效值．正弦交流電的有效值是峰值的倍，所以D錯(cuò)誤．根據(jù)電功率的計(jì)算公式有W,所以C正確．答案:C3．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20∶1,原線圈接正弦交流電，副線圈接入“220V,60W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光．則（）～～×AA．電流表的示數(shù)為AB．電源輸出功率為1200WC．電流表的示數(shù)為AD．原線圈端電壓為11V4．如圖所示電路中的變壓器為理想變壓器，S為單刀雙擲開(kāi)關(guān)．P是滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的交變電壓，I1、I2分別為原線圈和副線圈中的電流．下列說(shuō)法正確的是（）UU1I1I2RPSabA．保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則R上消耗的功率減小B．保持P的位置及U1不變，S由a切換到b，則I2減小C．保持P的位置及U1不變，S由b切換到a，則I1增大D．保持U1不變,S接在b端，將P向上滑動(dòng)，則I1減小解析：S由b切換a時(shí)，副線圈匝數(shù)增多，則輸出電壓U2增大，R1消耗的功率增大，由變壓器功率關(guān)系可知,其輸入功率也增大，故I1增大，所以A錯(cuò)C對(duì)；S由a切換b時(shí),副線圈匝數(shù)減少，則輸出電壓U2減小,I2減小，B對(duì)；P向上滑動(dòng)時(shí),R減小，I2增大，由電流與匝數(shù)的關(guān)系可知,I1增大，D錯(cuò)．答案：BC5．鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖4(a）所示．圖4（a）中電流表的讀數(shù)為1。2A．圖4（b）中用同一電纜線繞了3匝，則（）圖4（a）圖4（a）A鐵芯圖4（b）A．這種電流表能測(cè)直流電流，圖4（b）的讀數(shù)為2。4AB．這種電流表能測(cè)交流電流，圖4（b）的讀數(shù)為0。4AC．這種電流表能測(cè)交流電流，圖4（b）的讀數(shù)為3。6AD．這種電流表既能測(cè)直流電流，又能測(cè)交流電流，圖4（b)的讀數(shù)為3。6A6、在圖A—13-55-5所示電路中，L為電感線圈，R為燈炮，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻無(wú)限大，交變電流源的電壓u=220sinl00πt（V)．若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為100Hz,下列說(shuō)法正確的有()圖A-13-55-5圖A-13-55-5A．電流表示數(shù)增大B．電壓表示數(shù)增大C．燈泡變暗D．燈泡變亮7、在繞制變壓器時(shí)，某人將2個(gè)線圈誤繞在如圖A-13—56-4所示的變壓器鐵芯的左右兩個(gè)臂上,當(dāng)通以交流電時(shí)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過(guò)另一個(gè)線圈，而另一半則通過(guò)中間的臂，已知線圈1和2的匝數(shù)比為2：1,在不接負(fù)載的情況下（）圖A-13-56-4圖A-13-56-4A．當(dāng)線圈1輸入電壓為200V時(shí)，線圈2輸出電壓為110VB．當(dāng)線圈l輸入電壓為220V時(shí)，線圈2輸出電壓為55VC．當(dāng)線圈2輸入電壓為110V時(shí)，線圈1輸出電壓為220VD．當(dāng)線圈2輸入電壓為110V時(shí)，線圈l輸出電壓為110V解析:當(dāng)線圈1接220V的交流電壓時(shí)，設(shè)穿過(guò)線圈1的磁通量為Ф，依題意則穿過(guò)線圈2的磁通量為，若線圈1的匝數(shù)為n,則線圈2的匝數(shù)為，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得;；整理得.當(dāng)線圈2接在110v的交流電壓時(shí)，設(shè)穿過(guò)線圈2的磁通量為Ф’，則穿過(guò)線圈1的磁通量為Ф’/2，由法拉第電磁感應(yīng)定律得：，整理得.8、根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，以下說(shuō)法正確的是（)A．穩(wěn)定的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，穩(wěn)定的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)B．均勻變化的電場(chǎng)將產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)將產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)C．振蕩的電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生振蕩的磁場(chǎng)D．電磁波產(chǎn)生的條件是電路中有快速振動(dòng)的電荷解析：穩(wěn)定的磁場(chǎng)不是變化的磁場(chǎng)，不能產(chǎn)生電場(chǎng)，穩(wěn)定的電場(chǎng)也不能產(chǎn)生磁場(chǎng)．振蕩的電場(chǎng)，就是周期性變化的電場(chǎng)．n2n2n3R220Vn16。理想變壓器初級(jí)線圈和兩個(gè)次級(jí)線圈的匝數(shù)分別為n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝，電源電壓為U1=220V。n2上連接的燈泡的實(shí)際功率為36W，測(cè)得初級(jí)線圈的電流為I1=0.3A,求通過(guò)n3的負(fù)載R的電流I3。解析：由于兩個(gè)次級(jí)線圈都在工作,所以不能用I∝1/n，而應(yīng)該用P1=P2+P3和U∝n。由U∝n可求得U2=36V,U3=1000V；由U1I1=U2I2+U3I3和I2=1A可得I3=0.03A。7.在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，所用的器材叫電流互感器。如下所示的四個(gè)圖中,能正確反應(yīng)其工作原理的是AAAAA零線火線火線零線零線火線零線火線A.B.C.D.8.如圖,為一理想變壓器，K為單刀雙擲開(kāi)關(guān),P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓,I1為原線圈中的電流強(qiáng)度,則A。保持U1及P的位置不變，K由a合到b時(shí)，I1將增大B。保持U1及P的位置不變，K由b合到a時(shí)，R消耗的功率減小C。保持U1不變，K合在a處，使P上滑，I1將增大D。保持P的位置不變，K合在a處,若U1增大，I1將增大解析:K由a合到b時(shí)，n1減小，由U1/U2=n1/n2，可知U2增大,P2=U22/R隨之增大，而P1=P2，又P1=I1U1，從而I1增大，A正確；K由b合到a時(shí),與上述情況相反,P2將減小，B正確；P上滑時(shí)，R增大，P2=U22/R減小，又P1=P2，P1=I1U1，從而I1減小,C錯(cuò)誤；U1增大，由U1/U2=n1/n2可知,U2增大，I2=U2/R隨之增大,由I1/I2=n2/n1可知I1也增大,D正確。答案：ABD9.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e-t圖象如圖1所示.則在（）A.t1、t3時(shí)刻線圈通過(guò)中性面B。t2、t4時(shí)刻線圈中磁通量最大C。t1、t3時(shí)刻線圈中磁通量變化率最大D.t2、t4時(shí)刻線圈平面與中性面垂直10。如圖3所示，兩條平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，其間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬棒ab沿導(dǎo)軌下滑，下滑過(guò)程中與導(dǎo)軌接觸良好.金屬棒、導(dǎo)軌、電流表A1和理想變壓器原線圈構(gòu)成閉合回路。金屬棒ab在沿導(dǎo)軌下滑的過(guò)程中，電流表A1一直有示數(shù)，而電流表A2在某時(shí)刻之后示數(shù)變成了零，以下說(shuō)法正確的是(）A。電流表A2示數(shù)等于零之前，金屬棒必是變速運(yùn)動(dòng)B。電流表A2示數(shù)等于零之后，金屬棒必是變速運(yùn)動(dòng)C。電流表A2示數(shù)等于零之前，金屬棒必是勻速運(yùn)動(dòng)D。電流表A2示數(shù)等于零之后，金屬棒必是勻速運(yùn)動(dòng)【解析】選A、D。A2示數(shù)等于零后，說(shuō)明A1所在回路電流恒定不變，故金屬棒勻速運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)D對(duì)。A2示數(shù)等于零前，A1所在回路中一定有變化的電流存在，故ab棒必做變速運(yùn)動(dòng),A對(duì)C錯(cuò),故選A、D。11。如圖4所示的理想變壓器,原、副線圈的匝數(shù)比為5∶1,原線圈接正弦交流電，電壓u=10sinωt（V），輸出端接有一個(gè)交流電流表、一個(gè)阻值為R=10Ω的定值電阻和一個(gè)線圈電阻為r=1Ω電動(dòng)機(jī).當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為0。3A,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升。下列判斷中正確的是（）A.原線圈中的電流為1.5AB.定值電阻R的電功率為0.4WC.電動(dòng)機(jī)的輸出功率為0.19WD。電動(dòng)機(jī)中的電流為0。2A12?，F(xiàn)代家庭電器化程度越來(lái)越高,安全用電是一個(gè)十分突出的問(wèn)題。（1）下表提供了一組部分人的人體電阻平均值數(shù)據(jù)從表中可看出干燥時(shí)電阻大約是潮濕時(shí)電阻的______倍。(2）電路上有規(guī)格為10A的熔絲（俗稱(chēng)保險(xiǎn)絲）,如圖9中所示,用電器R的功率是1500W，這時(shí)通過(guò)熔絲的實(shí)際電流是多少?一個(gè)潮濕的人，手腳觸電,為什么熔絲不會(huì)斷(即熔絲不能保障安全)？【解析】（1）將每組干燥時(shí)的阻值和潮濕時(shí)的阻值相比,從表中可看出干燥時(shí)的阻值大約是潮濕時(shí)的阻值的40～80倍;（3分）(2）通過(guò)電阻R的電流為I1=P/U=1500W/220V=6。82A，（3分）人的手腳觸電時(shí),通過(guò)人體的電流為I2=U/R=220V/8000Ω=0。0275A（3分）所以熔絲中的總電流為I=6。82A+0。0275A=6。8475A〈10A，故熔絲不會(huì)熔斷。(3分）答案:(1)40～80(2）見(jiàn)解析13.一臺(tái)理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=1100匝，兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別是n2=60匝，n3=600匝,若通過(guò)兩個(gè)副線圈中的電流強(qiáng)度分別是I2=1A，I3=4A，求原線圈中的電流強(qiáng)度.14.如圖所示，沿水平方向放置一條平直光滑槽,它垂直穿過(guò)開(kāi)有小孔的兩平行薄板，板相距3。5L。槽內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A和B，球A帶電量為+2q，球B帶電量為－3q，兩球由長(zhǎng)為2L的輕桿相連，組成一帶電系統(tǒng)。最初A和B分別靜止于左板的兩側(cè)，離板的距離均為L(zhǎng)。若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，不計(jì)輕桿的質(zhì)量,在兩板間加上與槽平行向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E⑴球B剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度大??；⑵帶電系統(tǒng)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零所需的時(shí)間及球A相對(duì)右板的位置。答案:對(duì)帶電系統(tǒng)進(jìn)行分析,假設(shè)球A能達(dá)到右極板，電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為W1，有：由此可以判定,球A不僅能達(dá)到右極板，而且還能穿過(guò)小孔,離開(kāi)右極板.假設(shè)球B能達(dá)到右極板，電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為W2，有：由此判定，球B不能達(dá)到右極板綜上所述,帶電系統(tǒng)速度第一次為零時(shí)，球A、B應(yīng)分別在右極板兩側(cè)。（1）電系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)加速度為a1，由牛頓第二定律：＝球B剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度為v1，有：求得：求得：可知，帶電系統(tǒng)從靜止到速度第一次為零所需的時(shí)間為:球A相對(duì)右板的位置為：15．某發(fā)電站的輸出功率為kW，輸出電壓為4kV，通過(guò)理想變壓器升壓后向80km遠(yuǎn)處供電．已知輸電導(dǎo)線的電阻率為，導(dǎo)線橫截面積為m2，輸電線路損失的功率為輸出功率的4%,求:(1)升壓變壓器的輸出電壓；（2）輸電線路上的電壓損失．解析：設(shè)線路電阻為R，線路的損失功率為P損,線路的損失電壓為U損，發(fā)電站的輸出功率為P,升壓變壓器的輸出電壓為U．由電阻定律,得：R＝＝25.6Ω，線路損失的功率P損＝4％P＝I2R，則＝125A．由P＝UI得：U＝＝8×104V,U損＝IR＝125×25。6＝3200V．16．如圖所示，將單匝正方形線圈ABCD的一半放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，讓它以邊界OO/為軸以角速度ω=100rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在AB、CD邊的中點(diǎn)用電樞將電流輸送給小燈泡，線圈邊長(zhǎng)L=0。2m，總電阻r=4Ω,燈泡電阻R=2Ω，不計(jì)P、Q接觸電阻及導(dǎo)線電阻，求：17．為了測(cè)定和描繪“220Ｖ,40Ｗ”白熾電燈燈絲的伏安特性曲線，可以利用調(diào)壓變壓器供電.調(diào)壓變壓器是一種自耦變壓器，它只有一組線圈Ｌ,繞在閉合的環(huán)形鐵心上，輸入端接在220Ｖ交流電源的火線與零線間，輸出端有一個(gè)滑動(dòng)觸頭Ｐ，移動(dòng)它的位置，就可以使輸出電壓在０～250Ｖ之間連續(xù)變化,圖13-4-13畫(huà)出的是調(diào)壓變壓器的電路圖符號(hào)。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)備有交流電壓表．交流電流表．滑動(dòng)變阻器．開(kāi)關(guān)．導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材.（1)在圖13—4—13中完成實(shí)驗(yàn)電路；（2）說(shuō)明按你的實(shí)驗(yàn)電路圖進(jìn)行測(cè)量,如果電表內(nèi)阻的影響不能忽略，在電壓較高段與低壓段比較那段的誤差大？為什么？（3)如果根據(jù)測(cè)量結(jié)果做出的伏安特性曲線如圖13-4—14所示，試根據(jù)圖線確定,把兩個(gè)完全相同的“220Ｖ40Ｗ”白熾電燈串聯(lián)在220Ｖ交流電源的火線與零線間，這兩只電燈消耗的總功率是多大?解析:（1）如答圖1所示.電流表外接與內(nèi)接都可以。(本題電源輸出電壓可調(diào),因此用不著滑動(dòng)變阻器)—————-—--————-——--—（6分)(2）如果采用電流表外接的，電壓較高段誤差更大，因?yàn)殡妷涸礁?燈絲電阻越大，由于電壓表分流而造成的誤差越大；如果采用電流表內(nèi)接的，電壓較低段誤差更大，因?yàn)殡妷涸叫?，燈絲電阻越小，由于電流表分壓造成的誤差越大.———-—————-——--——-—-(5分）（3）兩個(gè)相同電燈串聯(lián)在電路中，每個(gè)燈兩端的電壓都是110V，在圖像上找到電壓為110V時(shí)的電流值是0.22A，每一個(gè)燈消耗的功率約為24W,兩燈消耗的總功率為48W.因此答案為48W±1W.—-----——--—---—-——-（5分)18、圖13—4-15（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖,其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電阻R=90Ω,與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表在t＝0時(shí)刻,線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過(guò)每匝線圈的磁通量隨時(shí)間t按圖13-4-15(乙）所示正弦規(guī)律變化求：（1）交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值；（2）電路中交流電壓表的示數(shù)19、下表是一雙桶洗衣機(jī)所用電動(dòng)機(jī)的工作參數(shù)：圖13—4—16是洗衣機(jī)洗滌時(shí)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停的時(shí)間程序，若洗衣服的時(shí)間為15min，脫水的時(shí)間為2min，則洗滌一次衣服大約用電多少？20、某發(fā)電廠通過(guò)兩條輸電線向遠(yuǎn)處的用電設(shè)備供電.當(dāng)發(fā)電廠輸出的功率為P0時(shí),額定電壓為U的用電設(shè)備消耗的功率為P1。若發(fā)電廠用一臺(tái)升壓變壓器T1先把電壓升高，仍通過(guò)原來(lái)的輸電線供電，達(dá)到用電設(shè)備所在地，再通過(guò)一臺(tái)降壓變壓器T2把電壓降到用電設(shè)備的額定電壓，供用電設(shè)備使用，如圖13—4-17所示，這樣改動(dòng)后，當(dāng)發(fā)電廠輸出的功率仍為P0,用電設(shè)備可獲得的功率增加至P2.試求所用升壓變壓器T1的原線圈與副線圈的匝數(shù)比N1/N2以及降壓變壓器T2的原線圈與副線圈的匝數(shù)比n1/n221、曾經(jīng)流行過(guò)一種自行車(chē)車(chē)頭燈供電的小型交流發(fā)電機(jī),圖13—4-18為其結(jié)構(gòu)示意圖，圖中N、S是一對(duì)固定的磁極,abcd為固定的轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過(guò)bc邊中點(diǎn)，與ab邊平行，它的一端有一半徑ro=1。0cm的摩擦小輪，小輪與自行車(chē)車(chē)輪的邊緣相接觸,如圖3所示當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成,每匝線圈的面積S=20cm2,磁極間的磁場(chǎng)可視作勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B=0。010T，自行車(chē)