鲁科版高中物理选择性必修第2册课后习题 第3章 交变电流与远距离输电 习题课 交变电流“四值”与理想变压器的动态分析.docVIP

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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

1.一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()

A.周期为0.125s

B.电压的有效值为102V

C.电压的最大值为202V

D.电压瞬时值的表达式为u=102sin8πtV

解析由图像可知,交变电流的周期为0.250s,A错误;电压的有效值U=202V=102

答案B

2.(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A、B中交变电流的有效值都为2A,选项C中恒定电流的大小为1.5A,选项D中交变电流的有效值为2A,根据热量的表达式Q=I2Rt得出选项D正确。

答案D

3.小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO,线圈绕OO匀速转动,如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压 ()

A.峰值是e0 B.峰值是2e0

C.有效值是22Ne0 D.有效值是2Ne

解析矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,所以发电机的电动势峰值为2Ne0,由于不计线圈的电阻,所以发电机的输出电压峰值为2Ne0,A、B错误;发电机有效值为2Ne02

答案D

4.(多选)(湖北恩施一中检测)如图所示,矩形线圈abcd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bc边匀速转动,磁场只分布在bc边的左侧,磁感应强度大小为B,线圈面积为S,转动角速度为ω,匝数为N,线圈电阻不计。下列说法正确的是()

A.将原线圈抽头P向上滑动时,灯泡变暗

B.电容器的电容C变大时,灯泡变暗

C.图示位置时,矩形线圈中瞬时感应电动势最大

D.若线圈abcd转动的角速度变为2ω,则变压器原线圈电压的有效值为NBSω

解析在题图中将原线圈抽头P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A正确;电容器的电容C变大时,电容对电流的阻碍作用变小,故灯泡变亮,选项B错误;图示位置时,线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C错误;若线圈abcd转动的角速度变为2ω,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2NBSω,设变压器原线圈电压的有效值为U,则(2NBSω)

答案AD

5.(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10∶1,原线圈两端连接正弦交流电源U=220V,副线圈接电阻R,同时接有理想电压表和理想电流表。下列判断正确的是()

A.电压表读数约为31.1V

B.若仅将副线圈匝数增加到原来的2倍,则电流表的读数增大到原来的2倍

C.若仅将R的阻值增加到原来的2倍,则输入功率增加到原来的2倍

D.若R的阻值和副线圈匝数同时增加到原来的2倍,则输出功率增加到原来的2倍

解析由变压器电压关系U1U2=n1n2可得,U2=U1n2n1=

答案BD

6.(多选)如图所示,电阻不计的平行金属导轨cd、ef放置在垂直纸面向外、磁感应强度B=1T的匀强磁场中,导轨间距为L=0.4m。导轨的左端接理想变压器,原线圈匝数n1=20,副线圈的匝数n2=40,垂直于导轨电阻不计的导体棒ab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v=5sin10πtm/s,图中交流电压表为理想电压表,电阻R1=5Ω,R2=15Ω。则 ()

A.理想变压器原线圈电动势的表达式e=22sin10πtV

B.电压表的示数为22V,电阻R1消耗的功率为0.1W

C.导体棒ab在水平外力为恒力的作用下在导轨上滑行

D.理想变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.1Wb/s

解析原线圈的电动势e=Blv=2sin10πtV,选项A错误;原线圈电压有效值U1=2V,由U1U2=n1n2可知,副线圈电压有效值U2=n2n1U1=22V,则电压表读数为22V,副线圈电流I2=U2R1+R2=

答案BD

7.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U0、T所表示的电压、周期值是相等的,则第一次灯泡两端的电压有效值是U0;第二次灯泡两端的电压有效值是U0;第一次和第二次灯泡的电功率之比是。?

解析第一次所加正弦交流电压的有效值为U1=22U0;设第二次所加交流电压的有效值为U2,则根据有