三、交变电流知识点题库

多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇，过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或风扇的转速．现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的，如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦式电流的每一个 $\text{[math]}$ 周期中，前面的 $\text{[math]}$ 被截去，从而改变了电灯上的电压．那么现在电灯上的电压为 (　 )

A . U_m B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

某电流的图象如图所示，此电流的有效值为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . 2

对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是（）

A . 电流大小变化，方向不变，是直流电 B . 电流大小、方向都变化，是交流电 C . 电流最大值为0.2A，周期为0.02 D . 电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电

如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则（）

A . 两次t=0时刻线圈的磁通量均为零 B . 曲线a、b对应的线圈转速之比为2：3 C . 曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz D . 曲线b表示的交变电动势有效值为10 V

有一个交流电源，电源电动势随时间变化的规律如图所示，把一个阻值为10Ω的电阻接到该电源上，电源内阻不计，构成闭合回路．以下说法中正确的是（）

A . 电压的有效值为10V B . 通过电阻的电流有效值为1A C . 电阻每秒种产生的热量为10J D . 电阻消耗电功率为5W

某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围成的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R₀表示输电线的电阻，以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是（　　）

A . 若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值最小 B . 发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωcosωt C . 当用户数目增多时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向下滑动 D . 当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高

有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220V”的字样，这“220V”是指交流电压的（）

A . 瞬时值 B . 最大值 C . 平均值 D . 有效值

如图所示为一交变电流的电压随时间变化的图象，正半轴是正弦曲线的一部分，则此交变电流的电压的有效值是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

一理想变压器的原副线圈的匝数比为2︰1，在副线圈的回路中接有伏特表和阻值R=10Ω的定值电阻，如图(a)所示。原线圈一侧接在如图(b)所示的交流电上，交流电的前半个周期为正弦交流电后半个周期为恒定电流。伏特表的示数为（）

A . 20V B . 20

V C . 20

V D . 40V

矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图1所示.下列说法中正确的是（）

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A . 此交流电的频率为0.2Hz B . 此交流电动势的有效值为1V C . t=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行 D . 线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为 $\text{[math]}$ Wb

某个小水电站的发电机的正方形线圈边长为50cm，匝数为100匝，线圈电阻为0.2Ω；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴00′匀速转动，转速为50r/s；电动势的最大值为250 $\text{[math]}$ V.(结果有根号或 $\text{[math]}$ 的可以保留)

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（1）发电机中匀强磁场的磁感应强度为多大？
（2）若线圈从图示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式。
（3）将阻值R=4.8Ω的外电阻接在线圈两端，如图所示，则交流电压表的示数是多大?此时发电机的输出功率为多大?
（4）将该发电机通过升压变压器 $\text{[math]}$ 升压后向远处输电，如图所示，发电机的输出功率为100kW,输电线的总电阻为8Ω,在用户端用降压变压器 $\text{[math]}$ 把电压降为220V.要求在输电线上损失的功率控制为5kW.

①请你设计水电站升压变压器原、副线圈匝数比和用户降压变压器原、副线圈匝数比 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 均为理想变压器)，以达到控制损失功率的要求(匝数比写成整数之比);

②夏天用电高峰期，常出现电器(例如空调)不能正常使用的情况。这一现象可以通过回答下面的这个问题来加以解释。如图所示是变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压 $\text{[math]}$ 是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的等效电阻为 $\text{[math]}$ .当用电器增加时(即开关k由断开到接通时)，图中电流表和电压表的读数如何变化?并简单解释这样变化的原因.

手机无线充电已经变为现实，原理就是电磁感应，如图(甲)，所以，充电板必须接交流电源，才能实现无线充电，图（乙）为正弦式交变电流的电压随时间变化的图象，此交变电源的频率是Hz；电压有效值是V。

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某小型发电机产生的交流电动势为 $\text{[math]}$ 。对此电动势，下列表述正确的有（　　）

A . 周期是0.02s B . t=0时刻线圈平面与中性面重合 C . 有效值是50V D . 最大值是50V

一个小型交流发电机的原理示意图如图所示，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴 $\text{[math]}$ 匀速转动。当线圈平面转到与水平面成 $\text{[math]}$ 角时，线圈产生的电动势为 $\text{[math]}$ ，则该发动机所产生的电动势的有效值为（）

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A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

如图甲是交流发电机模型示意图在匀强磁场中，有一矩形线圈可绕线圈平面内垂直于磁感线的OO′轴逆时针匀速转动，产生一正弦交流电的电动势随时间变化的规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻r=1Ω，外接灯泡的电阻R=9Ω，电流表和电压表均为理想交流电表，则（　　）

A . 交变电流的频率为50Hz B . 电流表的示数为2A C . 电压表的示数为18V D . 发电机输出的电功率为72W

图甲是交流发电机的示意图，两磁极之间的磁场可视为匀强磁场，金属线圈 $\text{[math]}$ 绕转轴 $\text{[math]}$ 匀速转动。A为电流传感器（与计算机相连）， $\text{[math]}$ 为定值电阻，线圈电阻为 $\text{[math]}$ ，其余电阻不计。图乙为计算机上显示的电流数据随时间变化的图像，下列说法中正确的是（）

A . 金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势为0，对应图乙中 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ 时刻 B . 金属线圈恰好处于图甲所示的位置时感应电动势最大，对应图乙中 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ 时刻 C . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最小，磁通量变化率最大 D . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时刻穿过线圈的磁通量的绝对值最小，磁通量变化率最大

有一种家用小型风力发电机，发电机的叶轮在风力作用下带动线圈在磁感应强度B= $\text{[math]}$ T的磁场中旋转产生交变电流，矩形线圈的面积S=0.02 m² ，匝数n=440匝，电阻r=2Ω，发电机在正常工作时，变速箱可使线圈转速稳定到50 r/s。以线圈平面与磁感线垂直时为计时起点，求：

（1）线圈中产生的感应电动势的表达式；
（2）线圈与磁感线垂直时起，转过角度为90°的时间内，线圈中产生的平均感应电动势；
（3）发电机输出的电流是10 A时，发电机的输出功率。

如图所示的交流电为 $\text{[math]}$ ，接在阻值220Ω的电阻两端，则（）

A . 电压表的读数为311V B . 电流表读数为1.41A C . 电流表读数是1A D . 通过电阻的电流方向每秒钟改变50次

如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴 $\text{[math]}$ 匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示。若外接电阻的阻值 $\text{[math]}$ ，线圈的电阻 $\text{[math]}$ ，则下列说法正确的是（）

A . 线圈转动的角速度为100πrad/s B . 0.01s末穿过线圈的磁通量最大 C . 通过线圈的最大电流为10A D . 交流电压表的示数为90V

如图所示的变压器，输入电压为 $\text{[math]}$ ，可输出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 电压，匝数为 $\text{[math]}$ 的原线圈中电随时间变化为 $\text{[math]}$ ．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为 $\text{[math]}$ 。将阻值为 $\text{[math]}$ 的电阻R接在 $\text{[math]}$ 两端时，功率为 $\text{[math]}$ ．下列说法正确的是（）

A . m为1100匝， $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 间线圈匝数为120匝，流过R的电流为 $\text{[math]}$ C . 若将R接在 $\text{[math]}$ 两端，R两端的电压为 $\text{[math]}$ ，频率为 $\text{[math]}$ D . 若将R接在 $\text{[math]}$ 两端，流过R的电流为 $\text{[math]}$ ，周期为 $\text{[math]}$

三、交变电流 知识点题库

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