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- 2021-06-02 发布
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2020届一轮复习人教版 交变电流 课时作业
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。在每小题给出的四个选项中, 1~8题只有一项符合题目要求; 9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1.在如图所示的电路中,理想变压器的匝数比为2:1,四个标有“6 V、6 W”的完全相同的灯泡L1、L2、L3、L4,按如图方式接入电路,其中L1恰能正常发光;忽略灯泡电阻随电压的变化,电路中的电表均为理想交流电表,下列选项中正确的是( )
A.L2、L3、L4均能正常发光
B.电流表的示数为0.5 A
C.m、n两点间所加的电压为14 V
D.整个电路消耗的总功率为18 W
【答案】 C
考点:变压器
【名师点睛】对于变压器问题;首先知道电压和电流与匝数的关系;变压器的输入功率等于输出功率;一般是先从初级电压开始计算次级电压,然后从次级电流和功率讨论初级功率.
4.在匀强磁场中一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示,则( )
A.t=0.01 s时线框平面与中性面重合
B.t=0.005 s时线框的磁通量变化率为零
C.线框产生的交变电动势有效值为311 V
D.线框产生的交变电动势频率为100 Hz
【答案】 A
【解析】
【详解】
由图乙可知,当0.01s时,感应电动势为零,则此时穿过线框回路的磁通量最大,处于中性面,故A正确;由图乙可知,当0.005s时,感应电动势最大,则此时穿过线框回路的磁通量变化率最大,故B错误;线框产生的产变电动势的有效值:,故C错误;由图可知,交流电的周期为0.02s,则频率为:,故D错误。所以A正确,BCD错误。
5.如图甲是远距离输电线路示意图,图乙是用户端电压随时间变化的图象,则( )
A.发电机产生的交流电的频率是100 Hz
B.降压变压器输出的电压有效值是340 V
C.输电线的电流仅由输送功率决定
D.仅增加升压变压器的副线圈匝数,其他条件不变,输电线上损失的功率减小
【答案】 D
点睛:本题考查了有关交流电描述的基础知识,要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量,同时正确书写交流电的表达式.
6.如图所示,理想变压器原线圈接交流电源和理想交流电流表,副线圈接热水器和抽油烟机,原副线圈的匝数比为4:1,副线圈上电源的瞬时值,开关S断开时,电流表示数是1A,开关S闭合时,电流表示数是1.25A,下列说法正确的是
A.交流电源输出电压的最大值是55V
B.交流电源输出电压的最大值是880V
C.S闭合时,抽油烟机消耗的功率是1100W
D.S闭合时,抽油烟机消耗的功率是220V
【答案】 D
【解析】
考点:考查了理想变压器
【名师点睛】对于变压器需要掌握公式、,以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率,理想变压器是理想化模型,一是不计线圈内阻;二是没有出现漏磁现象.同时当电路中有变压器时,只要将变压器的有效值求出,则就相当于一个新的恒定电源,
7.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为T.从中性面开始计时,当t=T时,线圈中感应电动势的瞬时值为3 V,则此交流电的有效值为 ( )
A.6 V B.3 V C.3 V D.6 V
【答案】 C
【解析】
矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时,从中性面开始计时,线圈中感应电动势的瞬时值表达式为; 当 时瞬时值e=3V,代入解得 Em=6V;电动势有效值,故选C.
点睛:对于感应电动势的瞬时值表达式e=Emsinωt要注意计时起点必须是从中性面开始,否则表达式中初相位不为零.
11.如图,理想变压器原、副线圈的匝数比为22:3,原线圈接的交流电,副线圈接电阻R1=R2=30Ω, D为二极管。假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大,下列说法正确的是
A.原线圈所接交流电的频率为100Hz
B.通过电阻R1的电流有效值为1A
C.通过电阻R2的电流有效值为1A
D.原线圈的输入功率为45W
【答案】 BD
【解析】原线圈接U=220sin100πt (V)的交流电。所以T==0.02s;交流电的频率f=1/T=50Hz,故A错误;原线圈交流电有效值是220V,根据原、副线圈的匝数比n1:n2=22:3,根据原副线圈电压之比等于匝数之比可知,副线圈的电压为U2=×220V=30V,通过R1的电流I==1A,故B
正确;由于现在二极管的作用,副线圈的电阻R2通过的电流I=A= A,故C错误;副线圈的电阻R1消耗的功率P1==30W;由于现在二极管的作用,副线圈的电阻R2电压只有正向电压。则电阻R2消耗的功率为P′=P1=15W,所以副线圈的输出功率应为45W,输出功率等于输入功率,所以变压器的输入功率为45W。选项D正确;故选BD。
点睛:本题考查二极管的单向导电性及变压器原理,要注意明确变压器电压之比与匝数之比的关系,由电流的热效应求解有效值.
12.如图所示,理想变压器原线圈接一正弦交流电源,副线圈的c端接一个二极管,假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻阻值无穷大。副线圈的b端为中心触头,ab、bc间线圈匝数相等。定值电阻阻值为r ,可变电阻的阻值为R可调,下列说法中正确的是( )
A.若R恒定,当K分别接b、c时,电压表读数之比为1:1
B.若R恒定,当K分别接b、c时,电流表读数之比为1:4
C.若R恒定,当K分别接b、c时,变压器输出功率之比为1:2
D.当K接b时,若R=r ,则可变电阻R消耗功率最大
【答案】 CD
【解析】
点睛:考查变压器的电压与匝数的关系,掌握闭合电路欧姆定律的应用,理解二极管单向导电性,注意原副线圈的功率相等,是解题的关键。
二、非选择题(本大题共4小题,第13、14题每题10分;第15、16题每题15分;共50分)
13.如图所示,匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上,大小为B0=1T,电阻为R=2Ω的边长为L=1m的正方形线框abcd水平放置,OO′为过ad、bc两边中点的直线,线框全部位于磁场中.现将线框右半部固定不动,而将线框左半部以角速度ω绕OO′为轴向上匀速转动,如图中虚线所示:
(1)求线框向上转动60°的过程中通过导线横截面的电荷量;
(2)若线框左半部分以角速度绕OO′向上转动90°,求此过程中线框中产生的焦耳热;
(3)若线框左半部分也固定不动,此时磁感应强度随时间按B=1+4t(T),求磁场对线框ab边的作用力随时间变化的关系式.
【答案】 (1)q=0.125C(2)(3)
(3)若转动后磁感应强度随时间按变化,
在线框中产生的感应电动势大小,解得E=4V,
在线框中产生的感应电流;
线框ab边所受安培力的大小为,解得;
14.如图所示,面积为0.02m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD,绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动,转动的角速度为100rad/s,匀强磁场的磁感应强度为T.矩形线圈通过滑环与理想变压器相连,触头P可移动,副线圈所接电阻R=50Ω,电表均为理想交流电表.当线圈平面与磁场方向平行时开始计时.求:
(1)线圈中感应电动势的表达式;
(2)由图示位置转过30°角的过程产生的平均感应电动势;
(3)当原、副线圈匝数比为2:1时,求电阻R上消耗的功率.
【答案】 (1)e=100cos(100t)V(2)135.1V(3)50W
【解析】
点睛:解题时要掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系,掌握感应电动势最大值的求法,理解有效值与最大值的关系.
考点:远距离输电.