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高中物理学习材料
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高二物理寒假作业（五）交流电
班 号 姓名
1．以下说法正确的是( )
A．发电机、电动机铭牌上所标数值为有效值 B．电容器的击穿电压为所加交变电压的有效值 C．交流电压表所测数值为瞬时值 D．保险丝的熔断电流为最大值 2．线圈在匀强磁场中转动产生电动势e＝10sin 20πt V，则下列说法正确的是( ) A．t＝0时，线圈平面位于中性面 B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大 C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速率最大 D．t＝0.4 s时，e有最大值102 V 3．一线圈在匀强磁场中匀速转动，在下图所示位置时( ) A．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小 B．穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大 C．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最小
4．如下图所示，一矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈动势为( )
A．0.5Bl1l2ωsin ωt B．0.5Bl1l2ωcos ωt C．Bl1l2ωsin ωt D．Bl1l2ωcos ωt 5．如图(a)所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场时(如图b)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为四幅图中正确的是( )
过ab、cd中夹角θ＝45°正．则图的感应强度为中的感应电
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6.一
正弦交流电的电压随时间变化的规律如右图所示．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25 Hz C．该交流电的电压的有效值为1002 V
D．若将该交流电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W 7．如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝2202sin 100πt V的交流电源上，有R＝55 Ω的负载电阻．原、副线圈匝数之比为2∶1.电流表、电压表均为理想电说法中正确的是( )
A．原线圈中电流表的读数为1 A B．原线圈中的输入功率为2202 W C．副线圈中电压表的读数为1102 V D．副线圈中输出交流电的周期为50 s 8.如右图所示为理想变压器原线圈所接交流电压的波形．原、副线圈匝数比10∶1，串联在原线圈电路中电流表的示数为1 A，下列说法正确的是( )
A．变压器输出端所接电压表的示数为202 V
B．变压器的输出功率为200 W C．变压器输出端的交流电的频率为50 Hz 202
D．穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为 Wb/s
n2
9．如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1∶n2＝10∶1，b接上一个正弦交变电流，电压随时间变化规律如图乙所示．变压器右侧部分为一系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器，值电阻．下列说法中正确的是( )
A．电压表示数为22 V
B．当传感器R2所在处出现火灾时，电压表的示数减小 C．当传感器R2所在处出现火灾时，电流表的示数减小 D．当传感器R2所在处出现火灾时，电阻R1的功率变小
10．一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流
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副线圈接表，下列
n1∶n2＝
接线柱a、火灾报警R1为一定
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为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2，当R增大时( )
A．I1减小，P1增大 B．I1减小，P1减小 C．I2增大，P2减小 D．I2增大，P2增大 11．原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端接一正弦交变电流，为了使变压率增大，可以采取的措施有( )
A．只增加原线圈的匝数n1 C．只减少负载电阻R的阻值
B．只减少副线圈的匝数n2 D．只增大负载电阻R的阻值
器输入功
12．如图所示，由导体棒ab和矩形线框cdef组成的“10”图案在匀强磁场中一起向右匀速平动，匀强磁场的方向垂直线框平面向里，磁感应强度B随时间均匀增大，则下列说法正确的是( )
A．导体棒的a端电势比b端电势高，电势差Uab在逐渐增大 B．导体棒的a端电势比b端电势低，电势差Uab在逐渐增大 C．线框cdef中有顺时针方向的电流，电流大小在逐渐增大 D．线框cdef中有逆时针方向的电流，电流大小在逐渐增大 13．如下图(a)所示，一理想变压器有原线圈ab和副线圈cd，匝数n1∶n2＝1∶2，原线圈ab通有如下图(b)所示的正弦交变电流，那么在t时刻( )
A．铁芯中的磁通量为零 B．铁芯中的磁通量的变化率为零 C．c、d两端电压为零 D．交流电流表的示数为2 A
14．如图，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上．今将一金属线框abcd上，让线框的位置偏向导线的左边，且两者彼此绝缘．当导线中的电流I突然增大时，的受力情况为( )
A．受力向右 B．受力向左 C．受力向上 D．受力为零 15．如图所示，水平铜盘半径为r，置于磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度ω做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分滑动变阻器R1与理想变压器的原线圈相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为压器的副线圈与电阻为R2的负载相连，则( )
A．变压器原线圈两端的电压为Br2ω/2 B．若R1不变时，通过负载R2的电流强度为0 C．若R1不变时，变压器的副线圈磁通量为0
1D．若R1变化时，通过负载R2的电流强度为通过R1电流的 n
16．如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场有理想界面，用力将矩形线圈从磁场出．在其他条件不变的情况下( )
A．速度越大时，拉力做功越多 B．线圈边长L1越大时，拉力做功越多 C．线圈边长L2越大时，拉力做功越多 D．线圈电阻越大时，拉力做功越多 17．电阻R1、R2与交流电源按照图甲的方式连接，R1＝10 Ω，上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况
R2＝20 Ω.合如下图乙所中匀速拉磁场中，别通过n∶1，变放在导线线框整体比
为
＝0.2 s
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示，则( )
A．通过R1的电流有效值是1.2 A C．通过R2的电流最大值是1.2错误! A
B．R1两端的电压有效值是6 V D．R2两端的电压最大值是6错误! V
18．如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0＜θ＜90°)，其中MN与PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，ab棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电量为速度大小为v，则金属棒ab在这一过程中( )
1A．运动的平均速度大小为v
2C．产生的焦耳热为qBLv
qR
B．下滑的位移大小为 BL
B2L2v
D．受到的最大安培力大小为sin θ
R
电源相连：上滑，直至电流，I2表q时，棒的
19．图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流P为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线圈的
示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值)．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( )
20．如图，理想变压器
原线圈与一10 V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b.小灯泡a的额定功率为0.3 W，正常发光时电阻为30 Ω.已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A，可计算出原、副线圈的匝数比为________，流过灯泡b的电流为________A.
21．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240 r/min，若线圈平面转至与磁场平行时的电动势为2 V，求从1
中性面开始计时，(1)产生的交流电动势的表达式；(2)电动势的峰值；(3)从中性面起经 s，交流电动势的大小．
48
22．家庭电路的引线均有一定电阻(约几欧姆)．因此当家中大功率用电器如空调、电炉工作时，家中原来开着的电灯会变暗，下面通过一个简单的测试，可以估算出家庭电路引线部分的电阻，如右图所示，用r表示家庭电路引线部分的总电阻，为两表笔插入插座的交流电压表，M为一个额定功率为P额定电压为U额的空调(P较大)．测试时，先断开所有家电电路，测得电压为U1，再闭合电键S，测得电压为U2.
(1)试推导估算r的表达式(设电源两端电压保持恒定)；
(2)若P＝2.0 kW，U额＝220 V，测得U1＝220 V，U2＝210 V，则引线部分
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总电阻约为
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多少？
23．如图所示，正方形闭合线圈边长为0.2 m，质量为0.1 kg，电阻为0.1 Ω，在倾角为30°的斜面上的砝码质量为0.4 kg，匀强磁场磁感应强度为0.5 T，不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动．(g取10 m/s2)
(1)求线圈匀速上升的速度．
(2)在线圈匀速进入磁场的过程中，砝码对线圈做了多少功？ (3)线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热？
高二物理寒假作业（五）交流电 参考答案
1．解析： 发电机、电动机铭牌所标数值、交流电压表、保险丝的熔断电流均为有效值，故A对，C、D错．电容器的击穿电压为最大值，B错．
答案： A
2．解析： 由电动势的瞬时值表达式，计时从线圈位于中性面时开始，所以t＝0时，线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速率为零，A、B正确，C错误．当t＝0.4 s时，e＝10sin 20πt＝10×sin(20π×0.4) V＝0，D错误．
答案： AB
ΔΦ
3．解析： 当线框平面平行于磁感线时，磁通量最小，但e最大，即最大．
Δt答案： C
4．解析： 线圈从题图示位置开始转动，电动势瞬时值表达式为e＝Emcos ωt，由题意，Em＝BSω＝Bl1l2ω，所以e＝Bl1l2ωcos ωt.
答案： D
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