第五章交变电流
(时间,90分钟满分,100分)
第Ⅰ卷(选择题,共52分)
一、选择题(本大题共13小题,每小题4分,共52分)
1，（2017 年·武邑中学月考），由交变电流瞬时表达式 i，（A）可以知道，从开始计时算起，第一次出现电流峰值所需要耗费的时间是（）。
A(2msB)1ms
C,6.28msD,3.14ms
解析，依据交变电流的瞬时表达式，当时第一次出现电流峰值，此时其值为sin(500t)，通过，(1)解得t ：π000s 换算后为3.14ms ，D选项正确 。 ,。
答案,D
2，按照10比1的比例，理想变压器的原线圈匝数与副线圈匝数相比，以下一些说法当中，是正确的是（）。
A,穿过原、副线圈每一匝的磁通量之比是10∶1
B,穿过原、副线圈每一匝的磁通量之比是1∶10
C,正常工作时,原、副线圈的输入、输出电压之比为10∶1
D,正常工作时,原、副线圈的输入、输出电压之比为1∶10
由于理想变压器的原、副线圈是绕在同一铁芯之上的，不存在漏磁的情况，所以穿过原线圈每一匝的磁通量跟穿过副线圈每一匝的磁通量是相等的，A选项不对，B选项也不对，依据理想变压器电压以及匝数 。
依据其之间的关系能够明确，当U12(n12)处于正常工作状态之际，原副线圈的输入电压与输出电压的比值是10，所以C选项是正确的，而D选项是错误的。
答案,C
从所给内容（这其实是一道题的题干部分，表述不太符合正常改写要求哦，但按指令来）来看，可改写为：3，（来自 2017·湖南师范大学月考的）实验室当中的交流发电机能够简约化为像图里呈现的那样的模型，正方形的线圈处于水平方向的匀强磁场内，围绕垂直于磁感线的 OO′轴均匀且持续不断地转动，如今在发电机的输出的地方连接一个电阻 R 和理想电压表，并且让线圈每一秒转动 25 圈，读取电压表显示的数值为 10V，已知 R 为 10Ω，线圈的电阻是被忽略不计的，以下说法正确的是（） 。 但这题题干本身这种改写需求下的表述实在较罕见且意义不大呀。
A,线圈平面与磁场平行时刻,线圈中的瞬时电流为零
从线圈平面跟磁场处于平行状态起始计时，线圈内里感应电流的瞬时值表达式乃是i，2。
πt(A)
C,流过电阻R的电流最大值为2A
D,电阻R上的热功率等于5W
解析，按照交变电流产生原理来讲，当线圈平面跟磁场处于平行的那个时刻，线圈当中的瞬时电流是最大的，A选项是不对的，线圈每秒钟转动25圈，那么角速度ω就是50π，电压表的示数 。
数值是有效值，所以线圈当中感应出的电流的有效值是1A，其峰值是2A，C选项是正确的，从。
从线圈平面与磁场平行之时开始计时，感应电流的瞬时值表达式为i，还有πt（A），B选项是错误的，电阻R上的热功率P是（I2R）10W，D选项也是错误的，。
答案,C
远距离输电当中，要是发电机的输出电压不改变了，那么在这种情况下，下列陈述中正确的将会是（）。
A,升压变压器的原线圈中的电流与用户电设备消耗的功率无关
B,输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定
C,当用户用电器的总电阻减少时,输电线上损失的功率增大
D,升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压
由理想变压器工作原理能够知道，用户电设备所消耗的功率变小，升压变压器以及降压变压器的输入功率与输出功率都会变小，原线圈电流和副线圈电流同样都要变小，A选项是错误的，输电线的电流跟用户消耗功率以及高压输电电压存在关联，B选项不正确，用户总电阻减少，然而输出电压保持不变，电流增大，功率损失P损，I2R增大，C选项是正确的，输电线存在电压损失，所以升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，D选项正确 。
答案,CD
5.（多选）当下，低碳环保这一问题，已然引发了广大人民群众的普遍关注，深圳市民林先生，自主研发出了一种磁悬浮风力发电机，其发电原理能够被简化为，存在一个矩形线圈，该线圈绕着在其平面内，并且垂直于匀强磁场的轴，做匀速转动，进而产生感应电动势，产生的感应 。
接上电动势图象呈现如此模样的情况，并且连接于原、副线圈匝数之比设定为n12的两端部位，则（）。
15的理想变压器原线圈
A,变压器副线圈两端电压的有效值为U2,110V
B,感应电动势的瞬时值表达式为e,πt(V)
C(t)0.005s时穿过线圈平面的磁通量最大
D(t)0.005s时线圈平面和磁场方向平行
解析，剖析图象能够知晓，感应电动势的有效值是22V，依据理想变压器电压 ，。
根据其和匝数的相应规律能够明确，变压器副线圈两端电压的有效值是U2贝语网校，其具体为(n21U1)110V ，A选项是正确的 ，感应电动势有着对应的周期T ，T的取值为0.02s ，角速度ω ，ω等于2π ，进而得出ω值为100π ，还有瞬时值表达式 。
存在这样一种情况，对于e而言，πt(V)，B选项是错误的，情形是当t到达0.005s的时候，(e)呈现出222V的数值，在这个时刻，感应电动势是最大的，可是穿过线圈平面的磁通量却是零，并且线圈平面与磁场方向处于平行状态，C选项是错误的，D选项是正确的 。
答案,AD
一个有一定规格的小型电热器具，若与输出为电压是等于10V的值的直流电源相互连接从而接入使用，那就会出现消耗掉的电功率呈现为P这种情况 。
要是将它连接于某一个正弦交流电源之上，其所消耗的电功率是即为P2 ，要是电热器的电阻维持不变的话，那么。
此交流电源输出电压的最大值为()
A(5VB)52V
C(10VD)102V
解开展析，设定电热器有的电阻是R，正弦交流电源呈现的电压有效值是U效，连接10V直流电源的时候（P有）U的平方，10的平方作为①，连接交流电源的时候（P2）U效的平方作为②，联合①和②得出 U效（5根号2V）所以最大值Um ，2倍的U效（10根号2V）C选项是正确的 ，。
答案,C
我不太确认你具体的需求，你大概是想让我依照要求改写这段文字吧。 7，（2015年·四川高考时），小型的手摇发电机，其线圈总共是N匝，每一圈都能够简化成为矩形的线圈abcd，磁极之间的磁场被看成是匀强磁场，磁场方向垂直于线圈的中心轴OO′，线圈围绕着OO′做匀速的转动，就如同图中所展示的那样，矩形线圈的ab边以及cd边产生的感应电动势的最大值都是e0，不计算线圈的电阻，那么发电机输出的电压（ ） 。
A,峰值是e0B,峰值是2e0
C,有效值是2e0D,有效值是2Ne0
对其拆开进行分析，矩形形状之线圈，其中ab这条边，以及cd这条边，会产生方向相同的感应电动势，并且不计算线圈的电阻，。
发电机输出电压具备峰值，此峰值为2Ne0 ，按照正弦式交流电规律予以明确，可得有效值为E(Em2) 。
2Ne0,D选项正确,
答案,D
燃气炉点火装置原理图中，转换器把直流电压换成图乙里所示的正弦交变电压，将其加在理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈匝数分别是n1、n2，电压表示交流电压表，当变压器副线圈电压瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花从而点燃气体，以下判断正确的是()。
A,电压表的示数等于5V
B,电压表的示数等于52V
C,实现点火的条件是n21,1000
D,实现点火的条件是n21,1000
剖析、沟通电压表所测量的乃是交流电的有效值，针对于正弦交流电而言，其电压有效值为U ， 。
由于（Um2），故而B是正确的，A是错误的，按照题意，当副线圈电压峰值大于5000V的时候就能够点燃气体，对于理想变压器而言n21（U2m1m）5000（1000），C是正确的，D是错误的，。
答案,BC
9，示意小型交流发电机的图甲，两极M、N间的那种磁场能够视作水平方向的匀强磁场，图里的电表全都是理想交流电表，内阻不存在的那个矩形线圈绕和磁场方向相垂直的水平轴OO′沿着逆时针方向做匀速转动，矩形线圈经由滑环连接一个理想变压器，滑动触头P上下移动之际能够改变变压器副线圈的输出电压，副线圈连接有可调电阻R，从图示那个位置开始计时，发电机线圈之中产生的交变电动势跟随时间而变化的图象好像图乙所示，以下做出的判断正确的是( )。
A,电压表的示数为102V
B,在0.01s末时刻发电机线圈平面与磁场方向垂直
C，要是滑动触头P在R不改变的情况下往向上移动，那么电流表的读数就会减小。
D，要是滑头P所处位置保持恒定、R不发生变化的情况下，将发电机线圈的转速，增大了一倍，结果变压器的输入功率，就增大到了原来的4倍 。
解析，电压表所显示的乃是有效值U（Um2）为10V，A选项是错误的，在0.01s末这个时刻交变电动势是最大的，而此刻线圈平面与磁场方向是平行的，B选项是错误的，理想变压器中U12（n12）I12（n21），滑动触头P的位置朝着上移动，变压器原线圈匝数变小了，输出电压变大了，输出电流也变大了，那么原线圈电流也就变大了，C选项是错误的，发电机线圈的转速增大了一倍，交变电动势Um，NB Sω变成了2倍，输入电压和输出电压都变为2倍，输出功率P，U2增大为原来的4倍，理想变压器输入功率等于输出功率，那么变压器。
的输入功率将增大到原来的4倍, D选项正确,
答案, D
10，（2015年新课标卷一），一个理想变压器，它的原线圈与副线圈的匝数之比是3比1，在原线圈的回路以及副线圈的回路当中，分别接入了阻值相同的电阻，原线圈的那一侧连接在了电压为220V的正弦交流电源上，就像图中所展示的那样，假设副线圈回路里电阻两端的电压是U，原线圈回路和副线圈回路中电阻消耗的功率的比值是k，那么（ ）。
A( U)66V( k)19 B(U)22V( k)19
C( U)66V( k)13 D(U)22V( k)13
对副线圈回路而言，电阻两端的电压是U 2(U)，那么流过电阻的电流就是I2(U)，依据理想变压器电压、电流以及匝数之间的关系能够明确，原线圈两端电压是U1(n12U2)3U，流过原线圈的电流为I1，n 2 1 I2(U R)，原线圈回路中电阻两端电压为UR(I1 R)U3，按照闭合电路欧姆定律可得( U1)UR(220 V)，联立后解得U(66 V)，原线圈中电阻消耗的功率Pr(URI1)U2 R，副线圈回路中电阻消耗的功率P 2(U2I2)U2，根据题干所给信息可知( k)19，A选项是正确的 。
答案, A
11，（2017·衡水市模拟）处在这样的如下内容的电路中，具体是如图甲表示的那样的电路，其中，A1 、A2、A3是相同的电流表，C是电容器，电阻R1 、 R2、R3的阻值是相同的，线圈L的电阻是不计的，在某一段特定的时间之内，理想变压器原线圈内磁场呈如图乙所示的那样变化，那么在t1，t2时间内（ ）。
A, 电流表A1的示数比A2的小
B, 电流表A2的示数比A3的小
C, 电流表A1和A2的示数相同
D, 电流表的示数都不为零
去剖析，那种理想变压器当中，原线圈以及副线圈的磁场变化状况是一样的，从图乙能够知晓原线圈的磁场 。
发生均匀变化，依据法拉第电磁感应定律可得 E，n 与 φt 、Bt 及 S 相关联，由此可知副线圈中会产生恒定电流，而线圈对于直流电不存在阻碍作用，可直流电无法通过电容器，进而得出电流表 A1 、A2 的示数是相同的，A3 的示数是零，这种情况下 C 选项是符合题意的，。
答案, C
十二，如图所示呈现的是一个自耦变压器，维持电阻R′的阻值以及输入电压保持不变，以下所阐述的说法是正确的（ ）标点符号要根据实际情况调整，这里暂按原句标点示意 。
A,滑键P向b方向移动,滑键Q不动, 电流表示数增大
B,滑键P不动,滑键Q上移, 电流表示数不变
C,滑键P向b方向移动、滑键Q不动, 电压表示数减小
D,滑键P不动,滑键Q上移, 电压表示数增大
逐一剖析，滑键P朝着b的方向进行移动，同时原线圈的匝数开始增大，依据理想变压器所具备的规律能够知晓，输出电压会随之减小，进而电压表示数也会减小，再依据欧姆定律可以得出，输出电流会减小，输入电流同样减小，也就是电流表的示数减小，A选项是错误的，C选项是正确的；滑键P保持不动，滑键Q向上移动，那么输入、输出电压保持不变，副线圈的电阻变小，依据欧姆定律能够知道，输出电流增大，按照理想变压器电流和匝数的关系可知，输入电流增大，电流表示数会变大 。
B、 D选项错误,
答案, C
13，（多项选择）在处于匀强磁场的环境里，有一个矩形形状的金属线框，它是绕着跟磁感线相互垂直的转轴做匀速转动的，就如同图乙所呈现的那样，所产生的交变电动势随着时间变化规律的图象如同图甲所示，已知发电机的线圈存在内阻为1.0Ω，还外接了一只电阻为9.0Ω的灯泡，那么（ ）。
A, 电压表V的示数为20V
B, 电路中的电流方向每秒改变10次
C,灯泡实际消耗的功率为36W
D, 电动势随时间变化的瞬时表达式为e,π t(V)
解析，交变电动势的有效值E为（Em2）20V，电压表的示数U是（R）r·E（18V），A选项错误，交变电流的周期T，是0.2s ，在一个周期里电流方向改变2次，每秒改变10次，B选项正确，灯泡实际消耗的功率P是（U2）36W，C选项正确，线圈转动的角速度ω，为2π，10π，电动势随时间变化的瞬时表达式为e，是20πt（V），D选项错误。
答案, BC
第Ⅱ卷(非选择题,共48分)
二、计算题，本题一共有4个小题，总共48分，是需要有必要的文字说明以及解题步骤才行的，对于有数值计算的题还得注明单位。
十四，（十二分）（二零一七年·武邑中学月考），如下所示，图甲呈现的事小型旋转电枢式交流发电机的原理示意之图案，其有矩形样式的线圈，此线圈处于匀强产生的磁场范围以内高中物理交变电流，围绕着垂直于该磁场方向的固定轴 OO′做匀速态势的转动动作，该线圈具备的匝数是 n，数字乃是一百。同时，该线圈尚存在阻值 r，其为十欧姆，此线圈的两端经由称作集流环的装置与电阻 R进行连结状态呈现，这电阻 R本身阻值为九十欧姆，存在与电阻 R形成并联状况的交流电压表，此电表属于理想电表范畴，在时刻界定为 t，数值是零的这个时刻点，该线圈的平面与磁场方向呈现平行态势，穿过每匝线圈的磁通量 Φ随着时间 t依照图乙所示的正弦规律产生变化，进而求问，。
(1)交流发电机产生的电动势的最大值,
(2)电路中交流电压表的示数,
解析，（1）从交变电流的产生原理能够知道，交流发电机所产生的电动势最大值是Em，其等于nBSω ，这里磁通量最大值是Φm，也就是BS，角速度是ω ，等于2π ，将这些联立起来求解，能够得到Em等于2nπΦm ，对图乙展开分析，把数据代入进行求解，能够得出（Em）为200V 。
（2）依据正弦式交流电有效值同最大值的关系能够知道，电动势的有效值E，也就是（Em除以根号2），为100根号2伏特，按照闭合电路欧姆定律去看，电路里电流的有效值I，即（E除以（r加上R）），是（根号2安培） 。
故交流电压表的示数U(IR)90 2 V.
答案, (1)200V (2)90 2V
15，（12分）如图呈现，有一变压器，其原线圈匝数为n1，数量是800匝，副线圈匝数为n2，数量是200匝，有一灯泡A，标有“10V 2W”字样，还有一电动机D，其线圈电阻为1Ω，把交变电流u，电压值为100πt(V)加至理想变压器原线圈两端，此时灯泡恰好能够正常发光，求，。
(1)副线圈两端电压(有效值),
(2)电动机D的电功率,
解析, (1)原线圈两端电压(有效值)
U1(Um1)100 2 V,100V
由变压器变压比规律U12,n12知副线圈两端电压
U2(n21U1)25V.
(2)电动机两端电压UD(U2)UA,15 V
通过电动机的电流I(IA)P AA,0.2 A
电动机的功率P D(UDI)3 W.
答案, (1)25V (2)3W
16，（12分）（2017·连云港期末）照图所示，有在铁芯上绕着的两个线圈，分别是A和B，线圈A的两端连接着一个电源，线圈B的两端连接着一个阻值是10Ω的电阻R，已知线圈A的匝数是11，线圈B的电阻为5Ω，其匝数为7高中物理交变电流，横截面积是0.3m²。
(1)要是A连接的是一个电动势为11伏特的电池组，那么，在关于电阻R的情况里，其两端的电压究竟等于多少呢？
假如存在这样的一种状况，那就是A连接了某一个电源，这个电源的上端是正极，在这种情况下，令铁芯当中的磁感应强度B随着时间而发生变化，展现出来的图像是题干所描述的那样，此时要去求取电阻R两端的电压值，并且还要明确指出流经电阻R的电流方向，。
(3)求(2)中t,0.35s时刻穿过线圈B的磁通量大小,
解析，（1）按照电磁感应规律来讲，要是A所连接的是一个电动势为11V的电池组，那么线圈A就会生成稳定的磁场，穿过线圈B的磁通量不会发生改变，进而不会产生感应电动势，电。
两端的电压等于零,
假设线圈A出现了像图中所呈现那样的磁场，依据法拉第电磁感应定律能够知道，线圈B会产生感应电动势E，其与n、Δt、nΔBt以及S相关，是0.6V 。
根据闭合电路欧姆定律能够知道，电阻R两端所具有的电压U，是（E）r乘以R，其值为0.4V，依据此 。
楞次定律可知,流经电阻R的电流方向向下,
由B - t图象进行分析可知，在t等于0.35秒这个时刻，B的值为0.1T，穿过线圈B的，是磁通量的大小，。
Φ(BS)0.03 Wb.
答案，（1）为零，（2）数值是0.4V，方向是向下，（3）等于0.03Wb 。
一座小小型水电站，存在这样的情况，水是以3米每秒的速度流进水轮机的，之后是以1米每秒的速度流出去的，并且流出的水位相较于流入的水位低了1.6米，水的流量是1立方米每秒，要是水流机械能减少量的75%用来供给发电机，那么 。
(1)若发电机效率为80% ,则发电机的输出功率为多大,
（2）发电机输出电压是240V，输电线路电阻为16.7Ω ，允许损失电功率占比是5% ，用户所需电压为220V ，如图所示 ，那么升压变压器原、副线圈匝数比是多少呢 ，降压变压器原、副线圈匝数比又是多少呢 ，（变压器为理想变压器 ，g取10m/s²） 。
解析, (1)每秒水流机械能损失为
ΔE,
12m(v21
(v2))mgΔh,2×104 J
发电机的输出功率为
P出,75% ΔE ×80%,12kW.
(2)像题图所展示的那条P线，有着按5%进行产出的情况，功率是600W ，只因存在P线、I2线以及R线，所以得出I线为6A ，又因为I2、I线（此I线值为6A ）、I1以及P出1这种对应情形、50A ，所以对于升压变压器而言呈现出I12这个情况，还有n 2 1 。
(I2)3n2 I1 25
因为存在I3，I线为（6A），还有I4，P出方面，P线是4，5701 A，所以针对降压变压器而言，得到I34，n4 3 。
即n 3 4(I43)5706,951 .
答案, (1)12 kW (2)35 951