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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

21.如图所示的正方形线框abcd边长为L,每边电阻均为r,在垂直于纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω匀速转动,c、d两点与一阻值为r的电阻相连,各表均可视为理想表,导线电阻不计,则下列说法中正确的是(     ).

A线框abcd产生的电流为交变电流

B当S断开时,电压表的示数为零

C当S断开时,电压表的示数为

D当S闭合时,电流表的示数为

正确答案

C,D

解析

因为线框在垂直于纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场中绕cd轴以角速度ω匀速转动,所以交生的是交变电流,A正确;当S断开时,电压表的示数为cd两点间的电压,cd两点间的电压为,所以B错误,C正确;r与cd并联后电阻为,并联支路两端电压为,所以流过电阻r的电流为,电流表测的就是r的电流,所以D正确。本题正确选项为ACD。

考查方向

本题考查的是交变电流的产生,电压和电流的有效值问题。

解题思路

1、根据交变电流的产生规律知感应电动势瞬时值

2、当S断开时,电压表的示数为cd两点间的电压,当S闭合时,r与cd并联,根据闭合电路欧姆定律求出电流。

易错点

知识点

正弦式电流的图象和三角函数表达式正弦式电流的峰值和有效值、平均值
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

7.如图甲所示,一单匝圆形闭合导线框半径为r,线框电阻为R,连接一交流电流表(内阻不计)。线框内充满匀强磁场,已知该磁场磁感应强度B随时间按正弦规律变化,如图乙所示(规定向下为B的正方向),则下列说法正确的是 (   )

A0.005s时线框中的感应电流最大

B0.01s时线框中感应电流方向从上往下看为顺时针方向

C0.015s时电流表的示数为零

D0~0.02s内闭合导线框上产生的热量为

正确答案

B,D

解析

A选项,由图可知B=0.1sin(100πt),磁通量ΦBS=0.1πr2sin(100πt),所以;当t=0.005s时i=0,故0.005s时线框中的感应电流不是最大,错误。

B选项,根据楞次定律0.01s时,磁场逐渐减小,感应电流的磁场,应该与原磁场的方向相相同,根据右手定则可知电流方向从上往下看为顺时针方向,故B选项正确。

C选项,0.015s时,根据i==cos(100πt)可知,瞬时电流为零,但是交流电流表测的是交变电流的有效值,而不是瞬时值,故错误。

D选项,根据公式i=cos(100πt)可知,交变电流的有效值i有效=,0~0.02s内闭合导线框上产生的热量Q= i有效2Rt=,带入数据可得:Q=,故D选项正确。

考查方向

1、考查感生电动势的基本公式。2、考查楞次定律的应用,根据楞次定律判断感应电流的方向。3、考查交变电流表测量交变电流的有效值。4、考查根据计算正弦交变电流的有效值计算,及根据交变电流有效值计算导线框上产生的热量。

解题思路

1、首先根据B-t时间图像写出B的函数表达式,再根据感生电动势的基本公式,及,求出电流随时间变化的表达式,从而判断交变电流的最大值与最小值。2、根据楞次定律判断感应电流的方向。3、根据交变电流产生热量的公式Q=I有效2Rt,计算导线框上产生的热量。

易错点

1、对交变电流表测量交变电流的有效值还是瞬时值分辨不清。2、对交变电流有效值的计算方法掌握不到位。3、在计算线框上产生的热量时不知道用交变电流的有效值还是瞬时值。

知识点

法拉第电磁感应定律楞次定律正弦式电流的峰值和有效值、平均值
1
题型: 多选题
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多选题 · 6 分

6. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻为R=10Ω,降压变压器T2原、副线圈匝数之比为4∶1,降压变压器副线圈两端交变电压u=220sin100πt V,降压变压器的副线圈与滑动变阻器组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器,当负载R0=11Ω时   (   )

A通过R电流的有效值是20A

B升压变压器的输入功率为4650W

C当负载R0增大时,发电机的输出功率减小

D发电机中电流变化的频率为100Hz

正确答案

B,C

解析

A、通过用电器的电流有效值,根据得,输电线上的电流

,故A错误;

B、输电线上损耗的功率,降压变压器的输入功率

,则升压变压器的输出功率

,故B正确;

C、当用电器的电阻R0增大时,降压变压器的输出电流减小,则输电线上的电流减小,升压变压器原线圈中的电流变小,根据知,发电机的输出功率减小.故C正确;

D、交流电经过变压器,频率不变,则交流电的频率,故D错误; 故本题选BC

考查方向

原副线圈的电压、电流与匝数比的关系;升压变压器的输出功率、功率损失和降压变压器的输入功率之间的关系.

解题思路

在输电的过程中,交流电的频率不变,结合降压变压器的输出电压和用电器的电阻,根据欧姆定律求出通过用电器的电流,结合输电线上的功率损失求出升压变压器的输入功率.

易错点

正弦式交流电有效值的求法,理想变压器输出功率决定输入功率的理解;

知识点

正弦式电流的峰值和有效值、平均值变压器的构造和原理电能的输送
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

4.如图所示,两根间距为cm的无限长光滑金属导轨,电阻不计,其左端连接一阻值为10Ω的定值电阻,两导轨之间存在着磁感应强度为1T的匀强磁场,磁场边界虚线为正弦曲线的一部分,一阻值为10Ω的光滑导体棒,在外力作用下以10 m/s的速度匀速向右运动(接触电阻不计),交流电压表和交流电流表均为理想电表,则( )

A回路中产生的是正弦式交变电流

B电压表的示数是2V

C导体棒运动到图示虚线位置时,电流表示数为零

D导体棒上消耗的热功率为0.2W

正确答案

A

解析

A.当导体棒切割磁感线时,产生的感应电动势为 E=BLv,由于L按正弦规律变化,这个过程产生正弦式交变电流,故A正确; B.根据电流热效应,设此交流电的电压有效值为U,由,则,则电压表的示数为,故B错误; C.电流表的示数为交流电的有效值,所以导体棒运动到图示虚线位置时,电流表示数不为零,故C错误; D. 导体棒上消耗的热功率为,故D错误;故本题选A

考查方向

本题主要考查导体切割磁感线产生感应电动势及正弦式交流电有效值的理解及应用,焦耳定律。

解题思路

根据公式E=BLv列式分析电流的特点.交流电压表及交流电流表测量的是有效值,根据正弦式交流电的有效值表达式求出有效值,根据焦耳定律求出导体棒的热功率。

易错点

导体棒切割长度的变化规律,及磁场方向的变化,有效值的求法。

知识点

电功、电功率法拉第电磁感应定律正弦式电流的峰值和有效值、平均值
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题型: 单选题
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单选题 · 5 分

16.AB是两个完全相同的电热器,A通以图甲所示的交变电流,B通以图乙所示的交变电流,则两电热器的电功率之比PA:PB等于

A2:1

B1:1

C:1

D1:2

正确答案

A

解析

根据有效值的定义,则有:

解得:有效值

正弦交流电的电流有效值

根据功率公式得到

P:P=I2I2=5:4,故A正确,BCD错误;

故选:A.

考查方向

正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率;电功、电功率.

解题思路

根据有效值的定义求解.取一个周期时间,将交流与直流分别通过相同的电阻,若产生的热量相同,直流的电流值,即为此交流的有效值.

根据功率公式算出比值.

易错点

对于交变电流求解热量、热功率、电功等都应用有效值,求解电量用平均值.

知识点

电功、电功率正弦式电流的峰值和有效值、平均值
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

18.如图甲所示,理想变压器的原、副线圈匝数比n1n2=10∶1,原线圈输入的交流电压如图乙所示,副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12V、工作时内阻为2 Ω的电动机.闭合开关,电动机正常工作,电流表示数这1A.则

A副线圈两端电压为22 V

B电动机输出的机械功率为12W

C通过电动机的交流电频率为50Hz

D突然卡住电动机,原线圈输入功率变小

正确答案

C

解析

由图象可知,电压的最大值为Um=311V,交流电的周期为T=2×10-2s,所以交流电的频率为     f ==50Hz。A选项,交流电的有效值为U=220V,根据电压与匝数程正比UU′=n1n2=10:1,可知副线圈的电压为U′=22V,故A错误。B选项,电动机的总功率P=IU=12V×1A=12W,由于电动机存在一定内阻,故电动机的总功率P总功率=P热功率+P机械功率P机械功率<12W,故B错误。C选项,变压器不会改变电流的频率,所以副线圈输出电压的频率为f=50Hz,故C正确。D选项,变压器副线圈的电压U′由原线圈电压U决定,原线圈电压不变,副线圈电压也不变,当电动机被卡住时,作用在电动机内阻上的电压急剧增大,副线圈电流I′增大,原线圈电流I同样增大,故原线圈的输入功率P=IU增大,故D错误

考查方向

1、理想变压器中原副线圈中电压、电流与匝数的关系:U1:U2=n1:n2,I1:I2=n2:n1。2、考查电动机总功率、机械功率、热功率之间的关系:P总功率=P热功率+P机械功率。3、考查电动机卡住后电流的变化。

解题思路

1、根据原线圈交变电流的图像得出交变电流的最大值、有效值、周期、频率等物理量。2、根据理想变压器原副线圈电压、电流的关系:U1U2=n1n2I1I2=n2n1,计算副线圈的电流、电压。3、根据电动机的总功率、机械功率、热功率之间的关系:P总功率=P热功率+P机械功率,就算机械功率。4、根据电动机卡住后电流增大,得出原线圈电流增大,原线圈输入功率相应增大。

易错点

1、电流表测交变电流的有效值,容易误认为是测最大值。2、不清楚电动机卡住后电流的变化。3、不清楚电动机的总功率、机械功率、热功率之间的关系。

知识点

功能关系正弦式电流的峰值和有效值、平均值变压器的构造和原理
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

17. 一个电热器接在直流电源上,通过它的电流为 2A,其电功率为 P;把它接在某个 正弦交流电源上,其电功率为 2P。如果电热器电阻的阻值不变,则此电热器接在该交流电 源上通过它的电流的最大值为

AA

B2A

C2 A

D4A

正确答案

D

解析

根据题意可知,电热功率为,将其接到交流电源上有,P2=2P1得:I2,故选D。

考查方向

正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值电功率和焦耳定律

解题思路

抓住P2=2P 带入可求出有效电流,从而求出最大电流。

易错点

求电功率用的是电流为有效值。

知识点

正弦式电流的峰值和有效值、平均值
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题型: 多选题
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多选题 · 4 分

9. 如图所示,匀强磁场的磁感应强度,单匝矩形线圈面积S=1m2 ,电阻,绕垂直于磁场的轴OOˊ匀速转动。线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接。电表为理想电表,两个完全相同的电灯泡,标称值为“20V,30W”,且均正常发光,电流表A1的示数为1.5A。则以下说法正确的是()

A电流表A1 、A2的示数之比2:1

B理想变压器原副线圈的匝数之比2:1

C线圈匀速转动的角速度120rad/s

D电压表的示数为 V

正确答案

B,C

解析

A、小灯泡正常发光,故变压器的输出电流为:,电流表A1 、A2的示数之比1:2;故A错误;

B、,故B正确;

C、小灯泡正常发光,故变压器的输出电压为20V,根据变压比公式,解得:;故矩形线圈产生电动势的有效值为40V; 矩形线圈产生电动势的最大值为V,根据公式,解得: 故C错误;

D、电压表的示数为有效值40V,D错误。

考查方向

       本题主要考查了交流发电机及其产生正弦式电流的原理;正弦式电流的图象和三角函数表达式;正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率.

解题思路

       由小灯泡正常发光,得到变压器的输出电压和输出电流,然后结合变压比公式和变流比公式求解变压器的输入电压和电流,最后结合发电机的电动势公式e=NBSωsinωt分析.

易错点

       本题关键是明确交流发电机的瞬时值、有效值、最大值的区别和求解方法,同时要结合变压器的变压比和变流比公式列式求解。

知识点

正弦式电流的图象和三角函数表达式正弦式电流的峰值和有效值、平均值变压器的构造和原理
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

6.如图所示,理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u,u=220sin 100πt (V),电压表V接在副线圈c、d两端(不计导线电阻).则当滑动变阻器滑片向右滑动时()

A电压表示数不变

B电流表A2的示数始终为0

C若滑动变阻器滑片不动,仅改变u, 使u=220sin 200πt(V)则电流表A1的示数增大

D若滑动变阻器滑片不动,仅改变u, 使u=220sin 200πt(V)则电流表A1的示数减小

正确答案

A,C

解析

      输入电压决定输出电压,因为U1不变,所以U2也不变,即电压表读数不变,A正确;

      电路中的电容器作用是:通交流,隔直流。因为是交流电,所以A2的示数不为0,B错误;

      电容器的容抗与频率呈倒数关系,所以交流电的频率增加,电流增大,所以C正确,D错误。

故选AC

考查方向

本题主要考查了电磁学-交变电流-理想变压器 、电容器   

解题思路

根据交变电流-理想变压器规律和欧姆定律求解。

易错点

电容器的容抗与频率呈倒数关系

知识点

正弦式电流的图象和三角函数表达式正弦式电流的峰值和有效值、平均值变压器的构造和原理
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

3.如图甲所示为一交变电路,其中交流电流表与交流电压表均为理想电表,电路中电阻R的阻值为,当在理想变压器的原线圈接入如图乙所示的电压时,电压表的读数为20V,下列说法正确是(     )

A副线圈两端电压的最大值为20V

B变压器的变压比为

C电流表的读数约为0.18A

D如果电阻R为可调电阻,当其阻值减小时,原线圈的输入功率减小

正确答案

C

解析

A.交流电压表读数为有效值,因此副线圈两端电压为20V,最大值为,故A错误;

B、C.由于理想变压器原副线圈的电压与匝数成正比,则原副线圈匝数比为,对电阻R,由欧姆定律得,副线圈的电流为,根据电流与匝数成反比,可得原线圈中的电流为,故B错误,C正确;

D.当电阻R的阻值减小时,由于输入电压与匝数比没有改变,所以输出电压不变,即电压表的示数不变,由,可知变压器的输出功率变大,由理想变压器可知,输入功率也随着变大,故D错误;故本题选C

考查方向

本题主要考查了理想变压器的原理;正弦式电流的峰值和有效值的概念以及理想变压器输入功率与输出功率的关系问题,体现了学生的基础知识掌握能力;

解题思路

交流电压表与电流表测量的是交流电的有效值;根据电压与匝数成正比,电流与匝数成反比解出匝数比,从而算出原线圈中的电流;根据理想变压器输入功率等于输出功率,当电阻R减小时,输出功率变小,从而确定出输入功率的变化。

易错点

交流电压表与电流表测量的是交流电的有效值;

知识点

正弦式电流的峰值和有效值、平均值变压器的构造和原理
下一知识点 : 感抗和容抗
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