一、选择题(不定项选择,每题4分,选不全得2分。)
1.一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为(V).关于这个交变电流,下列说法中正确的是( )
A.交变电流的频率为100Hz
B.电动势的有效值为220V
C.t=0时, 穿过线圈的磁通量为零
D.t=0时,线圈平面与中性面垂直
2.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示.由图可知(
)
A.该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin(25t) V
B.该交流电的频率为50 Hz
C.该交流电的电压的有效值为100V
D.若将该交流电压加在阻值R=100 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率为50 W
3.如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为10:1,电流表、电压表均为理想电表,R是光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u,下列说法正确的是( )
A.电压u的频率为100Hz
B.电压表的示数为22V
C.照射R的光变强时,灯泡变暗
D.照射R的光变强时,电流表的示数变大
4.如图所示为理想变压器的示意图,其原副线圈的匝数比为3:1,电压表和电流表均为理想电表,原线圈接图乙所示的正弦交流电,图甲中Rt为热敏电阻(其阻值随温度的升高而变小),R为定值电阻.下列说法中正确的是( )
A.交流电压u的表达式为
B.若Rt处的温度升高,则电流表的示数变小
C.变压器原、副线圈中的磁通量随时间的变化率之比为 3∶1
D.若Rt处的温度升高,则变压器的输入功率变大
5.多数同学家里都有调光灯、调速电风扇。以前是用变压器来实现的,缺点是成本高、体积大、效率低,且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速。现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的。如图所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压。即在正弦交流电的每一个二分之一周期中,前面四分之一周期被截去。调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少,从而改变电灯上的电压,那么现在电灯上的电压为( )
6.如图,理想变压器的原、副线圈匝数比为1:5,原线圈两端的交变电压V。氖泡在两端电压达到100 V时开始发光。下列说法中正确的有
A.开关接通后,氖泡的发光频率为50 Hz
B.开关接通后,电压表的示数为100 V
C.开关断开后,电压表的示数变大
D.开关断开后,变压器的输出功率不变
7.如图所示,三只完全相同的灯泡a、b、c分别与盒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的三种元件串联,再将三者并联,接在正弦交变电路中,三只灯泡亮度相同。若保持电路两端电压有效值不变,将交变电流的频率增大,观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c亮度不变。则三个盒子中的元件可能是
A.Ⅰ为电阻,Ⅱ为电容器,Ⅲ为电感器
B.Ⅰ为电感器,Ⅱ为电阻,Ⅲ为电容器
C.Ⅰ为电感器,Ⅱ为电容器,Ⅲ为电阻
D.Ⅰ为电容器,Ⅱ为电感器,Ⅲ为电阻
8.理想变压器如图8所示,原线圈匝数n1=1 000匝,两副线圈匝数分别为n2=600匝,n3=200匝,当原线圈两端接在220 V的交流电源上时,原线圈上电流为2 A,通过R2的电流为1 A,则通过R3的电流为( )
A.10 A B.7 A
C.3 A D.1 A
9.如图所示,一个匝数为N=100匝的线圈以固定转速50转/秒在匀强磁场中旋转,其产生的交流电通过一匝数比为n1:n2=10:1的变压器给阻值R=20Ω的电阻供电,已知电压表的示数为20V,从图示位置开始计时,则下列说法正确的是( )
A.电阻R消耗的电功率为10W
B.穿过线圈平面的最大磁通量为Wb
C.t=0时刻流过线圈的电流不为零
D. t=0.0025s时刻穿过线圈平面的磁通量为Wb
10.远距离输电中,发电厂输送的电功率相同,如果分别采用输电电压为和输电电压为输电。则两种情况中,输电线上通过的电流之比I1∶I2等于( )
A.1∶1 B.3∶1 C.1∶3 D.9∶1
11.(2014•江苏二模)如图所示,在某一输电线路的起始端接入两个互感器,原副线圈的匝数比分别为100:1和1:100,图中a、b表示电压表或电流表,已知电压表的示数为22V,电流表的示数为1A,则( )
A.a为电流表,b为电压表
B.a为电压表,b为电流表
C.线路输送电功率是220 kW
D.输电线路总电阻为22Ω
12.热敏电阻是传感电路中常用的电子元件,其电阻Rt随温度t变化的图线如图甲所示.如图乙所示电路中,热敏电阻Rt与其他电阻构成的闭合电路中,水平放置的平行金属板中带电质点P处于静止状态,不考虑电流表和电压表对电路的影响,当Rt所在处温度升高时,则( )
A.电压表读数减小
B.电流表读数减小
C.质点P将向上运动 D.R3上消耗的功率增大
三、计算题
13.如图所示为交流发电机示意图,匝数为n=100匝的矩形线圈,边长分别为 10 cm和20 cm,内阻为 5Ω,在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以50 rad/s的角速度匀速转动,转动开始时线圈平面与磁场方向平行,线圈通过电刷和外部 20Ω的电阻R相接。求电键S合上后,
(1)写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式
(2)电压表和电流表示数;
(3)电阻R上所消耗的电功率是多少?
(4)如保持转子匀速转动,外力每分钟需要对转子所做的功;
(5)从计时开始,线圈转过的过程中,通过外电阻R的电量;
14.如图所示,理想变压器原线圈输入电压为220V,副线圈输出电压为36V,两只灯泡的额定电压均为36V,额定功率为12W,额定功率为6W,试求:
(1)原副线圈的匝数比是多少?
(2)S闭合后,两灯均工作时原线圈的电流
15.如图,两根相距l=1m平行光滑长金属导轨电阻不计,被固定在绝缘水平面上,两导轨左端接有R=2Ω的电阻,导轨所在区域内加上与导轨垂直、方向相反的磁场,磁场宽度d相同且为0.6m,磁感应强度大小B1=T、B2=0.8T。现有电阻r=1Ω的导体棒ab垂直导轨放置且接触良好,当导体棒ab以v=5m/s从边界MN进入磁场后,在拉力作用下始终作匀速运动,求:
(1)导体棒ab进入磁场B1时拉力的功率
(2)导体棒ab匀速运动过程中电阻R两端的电压有效值
16.如图所示,一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输送给用户,已知发电机的输出功率为P1=500kW,输出电压为U1=500V,升压变压器B1原、副线圈的匝数比为n1:n2=1:10,两变压器间输电导线的总电阻为r=2Ω。降压变压器B2的输出电压为U4=220V,不计变压器的损耗。求:
(1)输电导线上损失的功率P损;
(2)降压变压器B2的原、副线圈的匝数比n3:n4。