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习题课:交变电流“四值”与理想变压器的动态分析课后篇巩固提升必备知识基础练一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图所示由图可知该交变电流()
1.周期为A.
0.125s.电压的有效值为B10V2V电压的最大值为或C20V电压瞬时值的表达式为兀/D.w=10V2sin8V解画由图像可知,交变电流的周期为错误;电压的有效值近正确;电压的最
0.250s,A U=^V=10V,B大值为错误;电压瞬时值的表达式为〃兀,错误20V,C=20sin8V,DH]B
2.(2020浙江金华调研)一只电阻分别通过四种不同形式的电流,电流随时间变化的情况如下列各图所示,在相同时间内电阻产生热量最大的是解析|选项、中交变电流的有效值都为选项中恒定电流的大小为选项中交变电流的有A BA,C L5A,D效值为根据热量的表达式二产用得出选项正确2A,D.小型手摇发电机线圈共匝,每匝可简化为矩形线圈儿磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直3N d,于线圈中心轴;线圈绕匀速转动,如图所示矩形线圈边和边产生的感应电动势的最大值0000,m cd峰值是匈.峰值是匈A.B2都为给不计线圈电阻,则发电机输出电压()有效值是有效值是鱼C./Neo D.Neo解析矩形线圈边和边产生的感应电动势的最大值都为所以发电机的电动势峰值为2Ne0,由于不计cd eo,线圈的电阻,所以发电机的输出电压峰值为2Neo,A、错误;发电机有效值为等=故B Neo,错误,正确C D居D
4.(多选)(2020湖北恩施一中检测)如图所示,矩形线圈cd与理想变压器原线圈组成闭合电路线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的松边匀速转动,磁场只分布在灰边的左侧,磁感应强度大小为线B,圈面积为转动角速度为
①,匝数为线圈电阻不计下列说法正确的是()S,N,将原线圈抽头P向上滑动时,灯泡变暗A.电容器的电容变大时,灯泡变暗B.C.图示位置时,矩形线圈中瞬时感应电动势最大C若线圈转动的角速度变为外则变压器原线圈电压的有效值为NBScoD.Hcd2解画在题图中将原线圈抽头向上滑动时,原线圈的匝数变大,故输出的电压变小,灯泡变暗,选项P A正确;电容器的电容变大时,电容对电流的阻碍作用变小,故灯泡变亮,选项错误;图示位置时,线B圈的面积与磁感线方向垂直,故矩形线圈中瞬时感应电动势最小,选项错误;若线圈abed转动的急速C度变为且线圈转动一周只有半周产生感应电压,在这半周中,电压的最大值是设变压器原2®2N8SG,线圈电压的有效值为则回警即
①,选项正确U,U=NBS DAR答案|AD(多选)(江西临川二中第一次考试)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为原线
5.2020101,圈两端连接正弦交流电源副线圈接电阻同时接有理想电压表和理想电流表下列判断正确U=220V,R的是()电压表读数约为A.
31.1V.若仅将副线圈匝数增加到原来的倍,则电流表的读数增大到原来的倍B22若仅将R的阻值增加到原来的倍,则输入功率增加到原来的倍C22若的阻值和副线圈匝数同时增加到原来的倍,则输出功率增加到原来的倍D.R22解相由变压器电压关系*=可得,电=怨电压表的读数为错误;若仅将副5=99V=22V,22V,A线圈匝数增加到原来的倍,皿=哗丫=则电压表、电流表的读数增大到原来的倍,几22=244V,2B110“21正确;若仅将的阻值增加到原来的倍,由-可知输出功率变为原来的则输入功率变为原来的R2P=g R2士故错误;若的阻值和副线圈匝数同时增加到原来的倍,电压和电阻均翻倍,由二一可知输出C R2PL R功率增加到原来的倍,故正确2D答案BD(多选)如图所示,电阻不计的平行金属导轨、放置在垂直纸面向外、磁感应强度的匀强磁
6.cd4B=lT场中,导轨间距为导轨的左端接理想变压器,原线圈匝数〃产副线圈的匝数小=垂直L=
0.4m20,40,于导轨电阻不计的导体棒在水平外力的作用下在导轨上滑行,其速度随时间变化的关系式为兀图中交流电压表为理想电压表,电阻凡=则u=5sin101m/s,5Q,R2=15Q
⑨“2理想变压器原线圈电动势的表达式兀A.e=2V^sin
107.电压表的示数为电阻R消耗的功率为B2V2V,
0.1W导体棒仍在水平外力为恒力的作用下在导轨上滑行C理想变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为D.
0.1Wb/s解机原线圈的电动势e=B/v=2sin兀选项错误;原线圈电压有效值鱼由嶷=也可知,副107,A1=V,U ri2线圈电压有效值企则电压表读数为金丫,副线圈电流/芳丁=黑人,品的功率2=91=2V,22=故正确;因速度随时间变化,则感应电流随时间变化,安培力随时间变化,外力F不PRI=/RJR]=O.I w,B是恒力,故错误;原线圈感应电动势的最大值为E=2则根据詈,则变压器铁芯中磁通量C V,Em=mm变化率的最大值为故正确=
0.1Wb/s,D答案BD.如图所示,先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变7化,如图甲所示;第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示若图甲、乙中的、所表示的电压、Uo7周期值是相等的,则第一次灯泡两端的电压有效值是;第二次灯泡两端的电压有效Uo值是Uo;第一次和第二次灯泡的电功率之比是___________________oU甲乙解丽第一次所加正弦交流电压的有效值为噂;设第二次所加交流电压的有效值为则根据有1=02,效值的定义有丁二号匕+解得二半;根据电功率的定义式可知,20P1:2=15K1\Lr\L LK.某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站,发电机输出功率为输出电压为输电线89kW,500V,的总电阻为线路损耗的功率为输出功率的求10Q,4%⑴村民和村办小企业需要电压时,所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多220V少(不计变压器的损耗)⑵若不用变压器而由发电机直接输送,村民和村办小企业得到的电压和功率是多少?解洞⑴输电电路图如图所示,由输出*口^P=I2RAP=4%P2则送二触=121500V得邛半/2^=6A升压变压器原、副线圈匝数比”=普=得=(.送ri2U15003输电线上电压损失^U=hR=60V故降压变压器输入电压Ui=U送-尺片1440V故降压变压器原、副线圈匝数比至=*==¥=仔n U2201122p/()若不用变压器,则输电电流/=冬=218AU=U5IR=320Y,P=P输出-F=5R760W#^11372112320V5760W关键能力提升练(河南三门峡月考)如图所示,变压器输入有效值恒定的电压,副线圈匝数可调,输出电压通
9.2020过输电线输送给用户(小灯泡等用电器),表示输电线的电阻,则()R用电器增加时,变压器输出电压增大A.要提高用户的电压,滑动触头应向上滑B.P.用电器增加时,输电线的热损耗减小C用电器增加时,变压器的输入功率减小D.商由于变压器原、副线圈的匝数不变,而且输入电压不变,因此用电器增加不会影响输出电压,选项错误;根据变压器的变压比可知输出电压口,当滑动触头向上滑时增大,所以输出电压增A2=£P*2大,用户的电压增大,选项正确;由于用电器是并联的,因此用电器增加时总电阻变小,输出电压不B变,总电流增大,故输电线的热损耗增大,选项错误;用电器增加时总电阻变小,总电流增大,变压C器输出功率增大,所以输入功率增大,选项错误D鹿B
10.(多选)(2020辽宁五校协作体高三月考)单匝闭合矩形线框的电阻为民在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量
⑦与时间,的关系图像如图所示下列说法正确的是()时刻线框平面与中性面垂直A.J.从至心过程中通过线框某一截面的电荷量为整B04R.线框转一周产生的热量为虻客cK1从《到营过程中线框的平均感应电动势为空户D.Z41解责由图可知[时刻穿过线框的磁通量为零,线框平面处于与中性面垂直的位置,故正确;根据A与,鼻=可得与=峥,故正确;由图可知线圈磁通量与时间才的关系为
①咚,,由△E1=q B;GmaxSi tKRR1法拉第电磁感应定律可得若,故感应电动势大小与时间看的关系为取其感应电动势E£#0maxCOS有效值为£有效=号二斗*线圈转动一周产生的热量为=〃二丁二喀詈;故正确;从!到4C VZ1K KIL过程中线框的平均感应电动势为万==午=竺詈,故错误1D4At LT4答案|ABC
11.(多选)(2020山东济南外国语学校月考)如图所示,10匝矩形线圈,在磁感应强度为
0.4T的匀强磁场中,绕垂直磁场的轴以角速度为匀速转动,线框电阻不计,面积为线框通过滑00100rad/s
0.5n,环与一理想变压器的原线圈相连,副线圈接有两只灯泡和已知变压器原、副线圈的匝数比为Li L2开关断开时]正常发光,且电流表示数为()101,L
0.01Ajij若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为A.200sin100/V若开关闭合,电流表示数将增大B.S若开关闭合,灯泡亮度将不变C.S L1灯泡的额定功率为D.Li2W解崩变压器的输入电压的最大值为:从垂直中性面位置开始计时,Um=N8SG=10x
0.4x
0.5xl00V=200V,故线框中感应电动势的瞬时值为:=加故错误;若开关闭合,输出电压不变,Umcos=200cos100/V,A S输出端电阻减小,故输出电流增加,输入电流也增加,电流表示数将增大,故正确;若开关闭合,输B S出电压不变,灯泡亮度不变,故正确;变压器输入电压的有效值为:吟=等开Li CUi V=100V2V,关断开时正常发光,且电流表示数为灯泡的额定功率等于此时变压器的输入功率,为Li/k
0.01A,LiP=U\I\=a故错误W,D客剽BC(河北衡水安平中学月考)图甲为某恒温装置的电路原理图,理想变压器原、副线圈匝数比为
12.2020原线圈接正弦式电流,为定值电阻为半导体热敏电阻(阻值随温度的升高而减小),为理51,Ro,Rr想二极管,凡为电阻恒定的电热丝,间电压变化情况如图乙所示下列说法中正确的是()A3甲乙AAB间电压的有效值为44V原线圈两端电压的有效值为B.220V「处温度升高时外消耗的电功率减小C.R理想变压器原、副线圈中的电流之比为D.15解稠根据电流的热效应有空詈4=嬖得AB间的电压有效值为U=22V2由于二极管的单向R R导T,V;ZAB电性,原、副线圈的电流之比不再与匝数成反比,故、错误;因为原线圈接正弦式电流,由题图乙知A D副线圈电压的有效值为根据电压与匝数成正比可得原线圈电压的有效值为故正确;温度44V,220V,B升高时,减小上增大,分压变大内分压减小,故消耗的功率也减小,故正确Rr RoRi C客剽BC.某小型风力发电站的发电能力与一个流量落差h=5的水力发电站相当,若发电机总效13Q=2m%,m率为输出电压为输电线总电阻为,允许损失功率为输出功率的降压变压器输出50%,250V,R=255%,电压为即用户得到的电压由取该输电线路使用理想升压、降压变压器,为满足用户的220V10m*需求,求⑴升压变压器的匝数比;⑵降压变压器的匝数比;能使』的电灯正常发光的盏数3220V0W”解析时间,内流过的水的质量m-pQt1根据能量关系有叫尸==夕50%Qg/7=5xl4w升压变压器输入的电流为二/k5200A Ui设输电线中的电流为/,则根据可得/=10A则升压变压器的匝数之比为池=;=九32h20升压变压器的输出电压为晟22=k5000W降压变压器的输入电压为氏=3=2-/4750V则降压变压器的匝数之比为%=*=等九4U422降压变压器的输出功率为43P=
0.95P=
4.75x10W能正常发光的灯数盏N=P/10W=4750智凰扁弟
123475014.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比均722=31,原线圈电路中接有一量程为3A的理想交流电流表,副线圈两端接有一理想交流电压表和可变电阻R以及若干、的相同灯泡输“6V6W”入端交变电压的图像如图乙所示甲也
3600.01\/
0.
020.03t/s-36⑴求图甲中电压表的读数;⑵要求灯泡均正常发光,求电路中最多允许接入的灯泡个数;⑶为满足第问中要求,求可变电阻应调到的电阻值2R解析根据图像可得原线圈电压的最大值1Ulm=36V其有效值为Ui=36V代入数据后可得仿二12V此即为电压表的读数设原线圈中通过的电流为九副线圈中通过的电流为为使副线圈接入的灯泡最多,则取允许通2b过的最大电流的有效值为3A根据代入数据后可得/2=9A正常发光时每个灯泡中电流为/灯=能=1A所以允许接入的灯泡个数为盏电阻两端电压为灯3UR=U2-U=6V电阻阻值为R=—=-Q薮⑴⑶|12V29。