第23講 交變電流教師備用題庫1.(2018江蘇單科,2,3分)采用220 kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電。當(dāng)輸送功率一定時,為使輸電線上損耗的功率減小為原來的14,輸電電壓應(yīng)變?yōu)?)A.55 kVB.110 kVC.440 kVD.880 kV答案C本題考查電能的輸送。由P送=U送I線和P損=I線2R線得,P損=P送U送2R線。因?yàn)镻送和R線一定,要使P損=14P損,結(jié)合上式得,U送=2U送=440 kV,C項(xiàng)正確。2.(2018天津理綜,4,6分)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電,電路如圖所示,理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U,R消耗的功率為P。若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?2,則()A.R消耗的功率變?yōu)?2PB.電壓表V的讀數(shù)變?yōu)?2UC.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID.通過R的交變電流頻率不變答案B本題考查正弦交流電的產(chǎn)生原理、理想變壓器。由正弦交流電的產(chǎn)生原理可知,其電動勢的最大值Em=NBS,而=2n,有效值E=22Em,線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?2,則U1=E變?yōu)樵瓉淼?2。由U1U2=n1n2知U2變?yōu)樵瓉淼?2,電壓表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?2,選項(xiàng)B正確;R消耗的功率P=U22R,故R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?4,選項(xiàng)A錯誤;由P入=P出得,U1I1=U22R,故I1變?yōu)樵瓉淼?2,即電流表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?2,選項(xiàng)C錯誤;變壓器不改變交變電流的頻率,故通過R的交變電流頻率變?yōu)樵瓉淼?2,選項(xiàng)D錯誤。3.(2018課標(biāo),20,6分)(多選)如圖(a),在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R,R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電i,i的變化如圖(b)所示,規(guī)定從Q到P為電流正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢()A.在t=T4時為零B.在t=T2時改變方向C.在t=T2時最大,且沿順時針方向D.在t=T時最大,且沿順時針方向答案AC本題考查楞次定律的應(yīng)用及法拉第電磁感應(yīng)定律。由i-t圖像可知,在t=T4時,it=0,此時穿過導(dǎo)線框R的磁通量的變化率t=0,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,此時導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢為0,選項(xiàng)A正確;同理在t=T2和t=T時,it為最大值,t為最大值,導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢為最大值,不改變方向,選項(xiàng)B錯誤;根據(jù)楞次定律,t=T2時,導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢的方向?yàn)轫槙r針方向,而t=T時,導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢的方向?yàn)槟鏁r針方向,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯誤。4.(2017天津理綜,6,6分)(多選)在勻強(qiáng)磁場中,一個100匝的閉合矩形金屬線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2 ,則()A.t=0時,線圈平面平行于磁感線B.t=1 s時,線圈中的電流改變方向C.t=1.5 s時,線圈中的感應(yīng)電動勢最大D.一個周期內(nèi),線圈產(chǎn)生的熱量為82 J答案AD本題考查正弦交流電的產(chǎn)生、有效值,焦耳熱。由-t圖可知,t=0時,=0,則線圈平面平行于磁感線,選項(xiàng)A正確;t=1 s時=0,此時電動勢最大,t=0.5 s和t=1.5 s時,最大,此時電動勢為0,電流改變方向,選項(xiàng)B、C錯誤;交流電電動勢的最大值Em=nBS=nm2T=4 V,有效值E=22Em=22 V,一個周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量Q=E2RT=82 J,D正確。5.(2017北京理綜,16,6分)如圖所示,理想變壓器的原線圈接在u=2202 sin 100t(V)的交流電源上,副線圈接有R=55 的負(fù)載電阻,原、副線圈匝數(shù)之比為21,電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是()A.原線圈的輸入功率為2202 WB.電流表的讀數(shù)為1 AC.電壓表的讀數(shù)為1102 VD.副線圈輸出交流電的周期為50 s答案B本題考查交變電流、變壓器。由題知,變壓器的輸入電壓U1=22022 V=220 V,所以U2=n2n1U1=110 V;副線圈電流I2=U2R=2 A,原線圈電流I1=n2n1I2=1 A。本題中電壓表、電流表的讀數(shù)為有效值,故B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯誤;原線圈輸入功率P1=U1I1=220 W,A項(xiàng)錯誤;交流電的周期T=2=2100 s=0.02 s,D項(xiàng)錯誤。6.(2016課標(biāo),16,6分)一含有理想變壓器的電路如圖所示,圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3 、1 和4 ,為理想交流電流表,U為正弦交流電壓源,輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S斷開時,電流表的示數(shù)為I;當(dāng)S閉合時,電流表的示數(shù)為4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為() A.2B.3C.4D.5答案B設(shè)原、副線圈匝數(shù)比為n,根據(jù)能量守恒,當(dāng)S斷開時,UI=I2R1+(nI)2(R2+R3);當(dāng)S閉合時,4UI=(4I)2R1+(4nI)2R2,聯(lián)立解得n=3,所以B正確。7.(2016江蘇單科,4,6分)一自耦變壓器如圖所示,環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈,將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動觸頭取該線圈的一部分,接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時,c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動觸頭從M點(diǎn)順時針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中()A.U2>U1,U2降低B.U2>U1,U2升高C.U2<U1,U2降低D.U2<U1,U2升高答案C由圖可知變壓器的原線圈匝數(shù)n1大于副線圈匝數(shù)n2,因U1n1=U2n2,則U2<U1;在將滑動觸頭從M點(diǎn)順時針轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中,n2減小,U2降低,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯誤。