交流電的產(chǎn)生、四值問題、變壓器及遠(yuǎn)距離輸電問題分類專項訓(xùn)練

一、交流電的產(chǎn)生及四值問題

1.圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，A為交流電流表,

線圈繞垂直于磁場的水平軸。。'沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時

間變化的圖像如圖乙所示，以下判斷正確的是（

A.電流表的示數(shù)為IOSA

B.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50兀rad/s

C.f=0.01s時線圈平面與磁場方向平行

D.f=0.02s時電阻R中電流的方向自右向左

2.如圖所示，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交流電動勢e=100啦-sin

IOOTU（V）。下列說法正確的是（）

A.交流電的頻率為100Hz

B.交流電動勢的有效值為100V

C.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖所示的位置時電動勢為最大

D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖所示的位置時穿過線圈的磁通量為零

3.如圖所示為一臺小型發(fā)電機(jī)的構(gòu)造示意圖，兩磁極N、S間可視為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小8=0.2T,

〃b=0.6m,ad=0.3m,N=100匝。由圖中所示位置開始計時，當(dāng)線圈以恒

定的轉(zhuǎn)速〃=*r/s逆時針轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的電動勢、磁通量隨時間變化的圖像

兀

正確的是（設(shè)向上流過R為電流的正方向，開始轉(zhuǎn)動時穿過線圈磁通量的方

向為正方向）（）

4.如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)

生的交變電動勢圖像如圖乙中曲線。、b所示，則（

A.兩次f=0時刻線圈的磁通量均為零

B.曲線6對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2：3

C.曲線。表示的交變電動勢有效值為15V

D.曲線b表示的交變電動勢最大值為10V

5.如圖所示，閉合金屬線框曲線部分恰好是半個周期的正弦曲線，直線部分長度為0.4m,線框的電阻為1C,

xXXX乂

若線框從虛線位置開始以的速度勻速進(jìn)入足夠大的勻強(qiáng)磁場（線框直線部

2m/sxXXX乂

xXXX乂

分始終與磁場右邊界垂直），這個過程中線框釋放出的焦耳熱為0.4J,線框中xXXX

xXXXxw!

電流隨時間變化的關(guān)系式為（）

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A.f=2sin10n/（A）B.力=/sinIOTTZ（A）

C.，=2sin5兀?A）D.i=/sin5MA）

6.［多選］如圖甲所示是一種振動發(fā)電裝置的示意圖，半徑為尸=01m、匝數(shù)〃=20的線圈位于輻向分布的

磁場中，磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布（其右視圖如圖乙所示），線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均

為8=咤「線圈電阻為4=0.5。，它的引出線接有&=9.5。的小電珠L,外力推動線圈框架的P端，

n

使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動，線圈運(yùn)動速度。隨時間，變化的規(guī)律如圖丙所示（摩擦等損耗不計），則（）

A.小電珠中電流的峰值為0.16A

B.小電珠中電流的有效值為0.16A

C.電壓表的示數(shù)約為1.5V

D.f=0.01s時外力的大小為0.128N

7.如圖所示，矩形線圈Med放在勻強(qiáng)磁場中，岫邊長大于以/邊長，e、f、g、”分別是各條邊的中點。如

果線圈繞下列的軸線以相同的角速度旋轉(zhuǎn)，哪種情況產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值最大ahd?

（）

A.egB.ad1

C.hdD.hf6/1-

8.某單相交流發(fā)電機(jī)的電動勢為如果將發(fā)電機(jī)的電樞轉(zhuǎn)速減小到原來《其他條件不變，

產(chǎn)生的電動勢應(yīng)為（）

D.-5msinl4；

A.￡msin?B.-jEmSincotC.

2

9.先后用不同的交流電源給同一盞小燈泡供電，第一次小燈泡兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化（如圖甲所

示）：第二次小燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示。若甲、乙圖中的“）、7所表示的電壓、周期值是相同

的，燈絲電阻保持不變，則以下說法正確的是（

A.第一次，小燈泡兩端的電壓有效值是效

2

B.第二次，小燈泡兩端的電壓有效值是這

2

C.第一、二次，小燈泡的電功率之比是2：9

D.第一、二次，小燈泡的電功率之比是1:5

10.［多選］如圖所示，N匝矩形導(dǎo)線框以角速度。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場中繞軸OO'勻速轉(zhuǎn)動，線

框面積為S,線框的電阻、電感均不計，外電路接有電阻及、理想交流電流表G）和二極管。。二極管。具有

單向?qū)щ娦?，即正向電阻為零，反向電阻無窮大。下列說法正確的是（）

A.圖示位置電流表的示數(shù)為包N8SB.一個周期內(nèi)通過R的電荷量為臂

C.R兩端電壓的有效值為D.圖示位置電流表的示數(shù)為0

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11.如圖所示為一個經(jīng)雙可控硅調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓，正弦交流電的每一個二分之一周期中，前面四

分之一周期被截去?，F(xiàn)在電燈上電壓的有效值為（）

A.UmB?C.yD.y

12.如圖所示，表示一交流電的電流隨時間而變化的圖像，此交流電的有效值是

（）

A.5電AB.3.53AC.3.5AD.5A

13.如圖所示，在電阻兩端并聯(lián)二極管的電路中，電阻凡與電阻色阻值相同，阻值都為凡和R并聯(lián)的D

為理想二極管（正向電阻可看作零，反向電阻可看作無窮大），在4、8間加一正弦交流電"______

=20/sin（10（hu）V,則加在心上的電壓有效值為（）A&r匕

A.10VB.20V~廠

r-B叫

C.15VD.5V10V|

14.如圖甲所示，為一種調(diào)光臺燈電路示意圖，它通過雙向可控硅電子器件實現(xiàn)了無級調(diào)節(jié)亮度。給該臺

燈接220V的正弦交流電后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示，則此時交流電壓表的示數(shù)為（）

A.220VB.110V

15.兩矩形線圈分別在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e隨時間I的變化

關(guān)系分別如圖中甲、乙所示，則下列說法正確的是（）

A.兩交變電流的電動勢有效值之比E甲：Ec=2：1

B./=ls時，兩線圈中的磁通量的變化率均為零

C.兩交變電流的頻率之比/甲：/4=1:2

D.f=1.5s時，兩線圈均處在與中性面垂直的位置上

16.如圖所示，一半徑為乙的導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，。為圓心。環(huán)內(nèi)兩個圓心角為90。且關(guān)于。中心對稱的

扇形區(qū)域內(nèi)分布有勻強(qiáng)磁場，兩磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為8、方向相反且均與紙面垂直。導(dǎo)體桿

可繞。轉(zhuǎn)動，/端通過滑動觸點與圓環(huán)良好接觸，在圓心和圓環(huán)間連有電阻R,不計圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電

阻，當(dāng)桿。河以恒定角速度。逆時針轉(zhuǎn)動時，理想電流表A的示數(shù)為（）

A/叱①BL2co

D.

4R4H

C6BL%2

DBLCO

口

.2R2R

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17.正弦交流電是由閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的。若某線圈中感

應(yīng)電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖所示，則此感應(yīng)電動勢的有效值為

Vo0.010.020.030.04送

18.家用電子調(diào)光燈的調(diào)光功能是用電子線路將輸入的正弦交流電壓的波形截去一部分來實現(xiàn)的，由截去

部分的多少來調(diào)節(jié)電壓，從而實現(xiàn)燈光的可調(diào)，比過去用變壓器調(diào)壓方便且體積

小。某電子調(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后電壓波形如圖所示，可求得燈泡兩端電壓的有效值為

_________V。

19.若電壓“隨時間，的變化情況如圖所示，則該電壓的有效值為Vo

20.如圖甲所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡,

在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場。已知線圈的匝數(shù)

”=100匝，電阻r=1.0C,所圍成的矩形的面積S=0.040m2,小燈泡的電阻R=9.0C,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度

隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值的表達(dá)式為e=〃8mS"cos”f,其中8m為

TT

磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，7為磁場變化的周期。不計燈絲電阻值隨溫度的變化，求：

⑴線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值；IZ?/(X102T)

(2)小燈泡消耗的電功率；上竺二

Nr1..144.71心10%)

1

(3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0?1時間內(nèi)，通過小燈泡的電mI

4甲乙

荷量。

21.如圖所示，矩形裸導(dǎo)線框長邊的長度為23短邊的長度為L,在兩個短邊上均接有電阻R,其余部分電

阻不計、導(dǎo)線框一長邊與x軸重合，左端的坐標(biāo)x=0,線框處在一垂直于線框平面的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度

滿足關(guān)系式8=&sin更。一光滑導(dǎo)體棒與短邊平行且與長邊接觸良A

2LJ,XXX

XXXL

好，電阻也是R。開始時導(dǎo)體棒處于x=0處，之后在沿x軸方向的力FR

XXX

作用下做速度為。的勻速運(yùn)動。求導(dǎo)體棒AB從x=Q到x=2L的過程

OB%

中力F隨時間t的變化規(guī)律。

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二、變壓器及遠(yuǎn)距離輸電問題

1.［多選］如圖所示，為實驗室里的一個變壓器，只有一個原線圈和一個副線圈，一實驗小組為搞清楚哪一

端為變壓器的高壓端，下列判斷正確的是（）

A.用歐姆表測量變壓器線圈的直流電阻，電阻大的一側(cè)為高壓端

B.用歐姆表測量變壓器線圈的直流電阻，電阻小的一側(cè)為高壓端

C.觀察變壓器線圈的線徑，線徑粗的一端為高壓端

D.觀察變壓器線圈的線徑，線徑細(xì)的一端為高壓端

2.［多選］圖甲是線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電壓圖像。將該電壓加在圖

乙中理想變壓器的“、N兩端。變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5：1,電阻R的阻值為2C,電流表、電壓表

均為理想電表。下列說法正確的是（）

A.電流表的示數(shù)為2A

B.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50jrrad/s

C.流過燈泡的電流方向每秒鐘改變50次

D./=0.01s時穿過線圈的磁通量最大

3.如圖所示，電阻不計的正方形導(dǎo)線框abed處于勻強(qiáng)磁場中。線框繞中心軸0O勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的電動

勢e=200/cos（100m）V。線框的輸出端與理想變壓器原線圈相連，副線圈連接著一只“20V、8W”的燈

泡，且燈泡能正常發(fā)光，電路中熔斷器熔斷電流為0.4^A,熔斷器與輸電導(dǎo)線的電阻忽略不計。下列判斷

正確的是（）

A./=0時刻，線框中磁通量變化率為最小

B.理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10：1

C.若副線圈兩端并聯(lián)多只“20V、8W”的燈泡，則最多不能超過10只

D.若線框轉(zhuǎn)速減半，產(chǎn)生的電動勢e=10Mcos（100m）V

4.如圖，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為2：1,電阻凡=&=10。，電流表和電壓表均為理想交流電表。

若電流表A的示數(shù)為0.5A,則電壓表V的示數(shù)為（

A.2VB.2.5V

C.4VD.10V

5.［多選］如圖甲所示，變壓器原副線圈的匝數(shù)比為3：1,L、L2、L3、L4為四只規(guī)格均為“9V,6W”的相同燈

泡，各電表均為理想交流電表，輸入端交變電壓u的圖像如圖乙所示。則以下說法中正確的是（）

A.電壓表的示數(shù)為36V

B.電壓表的示數(shù)為27V

C.電流表的示數(shù)為3A

D.四只燈泡均能正常發(fā)光

6.如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比m：〃2=4：1。變壓器原線圈通過一理想電流表A接。=

220/sin100m（V）的正弦交流電，副線圈接有三個規(guī)格相同的燈泡和兩個二極管，已知兩二極管的正向

電阻均為零，反向電阻均為無窮大，不考慮溫度對燈泡電阻的影響。用交流電壓表測a、b端和c、d端

的電壓分別為U.和U”，下列分析正確的是（）

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A.U?b=22QV,U“=55V

B.流經(jīng)Li的電流是流經(jīng)電流表的電流的2倍

C.若其中一個二極管被短路，電流表的示數(shù)將不變

D.若通電1小時，Li消耗的電能等于L2、L3消耗的電能之和

7.如圖所示，甲圖左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器,已知原、副線圈匝數(shù)比為2：1,負(fù)載電路中R=

55Q,Z?2=H0QOA、V為理想交流電流表和電壓表,若流過負(fù)載凡的正弦交變電流如圖乙所示，下列

表述正確的是（）

A.原線圈中交變電流的頻率為100Hz

B.電壓表的示數(shù)為llMv

C.電流表的示數(shù)為2A

D.變壓器的輸入功率330W

8.在變電站里，經(jīng)常要用交流電表監(jiān)測電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，所用的器材叫電流互感器。如圖所示，能正確反映

其工作原理的是（）

9.某電風(fēng)扇擋位變換器的電路如圖所示，它可視為一個可調(diào)壓的理想變壓器，總匝數(shù)為2400匝的原線圈兩

端輸入電壓a=220/sin100m（V）的交變電源，擋位1、2、3、4對應(yīng)的線圈匝數(shù)分別為240匝、600匝、1

200匝、240（）匝。電動機(jī)M的內(nèi)阻r=8C、額定電壓U=220V,額定功率尸=110W,下列說法正確的是

A.交變電源的頻率為100Hz\

B.當(dāng)選擇擋位3后，電動機(jī)兩端電壓的有效值為110V?43

C.當(dāng)由擋位3變?yōu)閾跷?后，原線圈的電流變大*―&

D.當(dāng)選擇擋位4后，電動機(jī)的輸出功率為110W'

10.如圖所示，為一自耦變壓器的電路圖，其特點是鐵芯上只繞有一個線圈。把整個線圈作為副線圈，而取

線圈的一部分作為原線圈。原線圈接在電壓為U的正弦交流電源上，電流表A1、A2均為理想電表。當(dāng)

觸頭P向上移動時，下列說法正確的是（）

A.Ai示數(shù)變小，A2示數(shù)變小3_@_I

B.Ai示數(shù)變大，A2示數(shù)變小廠@TR\\

C.火兩端電壓變大，變壓器輸入功率變小1________3I

D.H兩端電壓變大，變壓器輸入功率變大

11.［多選］如圖所示，接于理想變壓器中的四個規(guī)格相同的燈泡都正常發(fā)光，三個理想變壓器的匝數(shù)之比為

山："2：小，電壓之比為S：U2：5，則以下說法正確的是（）

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A.變壓器是利用電磁感應(yīng)原理輸送電能的

B.—“

n\〃2"3

C.：〃2：〃3=1：1：1

D.：〃2：〃3=3：2：1

12.如圖所示，理想變壓器原、副線圈接有額定電壓均為20V的燈泡a和b。當(dāng)輸入“=220也sin（100m）V的

交變電壓時，兩燈泡均能正常發(fā)光。設(shè)燈泡不會被燒壞，下列說法正確的是（）

A.原、副線圈匝數(shù)比為11：1

B.原、副線圈中電流的頻率比為11：1

C.當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑少許時，燈泡b變亮

D.當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑少許時，燈泡a變亮

13.［多選］圖甲中S、N間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場，A為理想交流電流表，V為理想交流電壓表,

矩形線圈繞垂直于磁場方向的水平軸O。'勻速轉(zhuǎn)動，矩形線圈通過滑環(huán)接理想變壓器，滑片尸上下移動時

可改變變壓器副線圈的輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻M從圖示位置開始計時，發(fā)電機(jī)線圈中產(chǎn)生的交變

電動勢隨時間變化的圖像如圖乙所示，忽略線圈、電刷

與導(dǎo)線的電阻，下列說法正確的是（）

A.f=0.01s時穿過發(fā)電機(jī)線圈的磁通量最大

B.1=0.005時電壓表的示數(shù)為10V

C.保持R的大小不變，P的位置向上移動，電流表示數(shù)增大

D.保持R的大小及P的位置不變，發(fā)電機(jī)線的轉(zhuǎn)速增大一倍，變壓器的輸入功率增大到原來的2倍

14.［多選］如圖所示，R是一個光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)

比為10：1,電壓表和電流表均為理想交流電表。從某時刻開始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時值

表達(dá)式為“i=22S^sin（100m）V,貝?。荩ǎ?/p>

A.電壓表的示數(shù)為223V

B.在天逐漸變黑的過程中，電流表?的示數(shù)變小

C.在天逐漸變黑的過程中，電流表@的示數(shù)變大

D.在天逐漸變黑的過程中，理想變壓器的輸入功率變小

15.如圖所示,面積為S、匝數(shù)為N的矩形線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁感線的軸O。'

勻速轉(zhuǎn)動，通過滑環(huán)向理想變壓器供電，燈泡Li、L2、L3均正常發(fā)光。已知L

L2、L3的額定功率均為P,額定電流均為/,線框及導(dǎo)線電阻不計，則（）

A.理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1:2

B.圖示位置時穿過線框的磁通量變化率為零

C.若燈泡Li燒斷，燈泡L3將變暗D,線框轉(zhuǎn)動的角速度為星

NBS1

16.如圖，交流發(fā)電機(jī)通過變壓器經(jīng)電阻為R的輸電線給用戶供電。如果變壓器上的能量損失可以忽略，當(dāng)

接入的燈泡增加時，以下說法正確的是（）

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A.電表Vi示數(shù)不變，V2示數(shù)減小

B.電表Ai示數(shù)減小，Az示數(shù)增大

C.變壓器原線圈輸入功率減小

D.燈泡兩端的電壓減小

17.［多選］小型水力發(fā)電站的發(fā)電機(jī)有穩(wěn)定的輸出電壓，該電壓先通過發(fā)電站附近的升壓變壓器升壓，然

后通過輸電線路把電能輸送到遠(yuǎn)處用戶附近的降壓變壓器，經(jīng)降壓變壓器降低電壓后再輸送至各用戶，如

圖所示。設(shè)變壓器都是理想變壓器，那么在用電高峰期，隨著用電器增多，用戶消耗的電功率增加，下列

說法正確的是（）

A.發(fā)電機(jī)的輸出電流變小

用

B.高壓輸電線路的功率損失變大戶

C.降壓變壓器副線圈兩端的電壓變小,升壓變壓器降壓變壓器

D.升壓變壓器副線圈兩端的電壓變大

18.［多選］圖甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，圖乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時間變化的圖像，則（）

A.發(fā)電機(jī)輸出交流電壓的有效值約為500V

B.用戶用電器上交變電流的頻率是100Hz

C.輸電線的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)

比決定

D.當(dāng)用戶用電器的總電阻減小時，輸電線上損失的功率增大

19.遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為“I、”2，電壓分別為。1、。2,電流

分別為八、八，輸電線上的電阻為M變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系

式中正確的是（)

B.S

h"2R

C.八5=RRD.I\U\=hU2

20.在電能輸送過程中，若輸送的電功率一定、輸電線電阻一定，則在輸電線上損失的功率（）

A.與輸電線上電壓的二次方成正比B.與輸送電流的二次方成反比

C.與輸電線上損失的電壓的二次方成正比D.與輸送電流成正比

21.［多選］如圖為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器力和降壓變壓器一向用戶供電。

已知輸電線的總電阻R=10C,降壓變壓器乃的原、副線圈匝數(shù)之比為4：1,副線圈與用電器&組成閉合

電路。若?、乃均為理想變壓器，乃的副線圈兩端電壓"=226傷sin（100m）V。當(dāng)用電器電阻島=11。時，

下列說法正確的是（）

A.通過用電器&的電流有效值是20A

B.當(dāng)用電器心的阻值減小時.，輸電線損耗的功率也隨著減小

C.發(fā)電機(jī)中的電流變化頻率為100Hz

D.升壓變壓器的輸入功率為4650W

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22.用一臺某型號的柴油發(fā)電機(jī)給災(zāi)民臨時安置區(qū)供電，如圖所示。發(fā)電機(jī)到安置區(qū)的距離是400m,輸電

線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導(dǎo)線，該型號導(dǎo)線單位長度的電阻為2.5X10-4。，安置區(qū)家

用電器的總功率為44kW,當(dāng)這些額定電壓為220V的家用電器都正常工作時（）

輸電線路中的電流為

A.20A火線發(fā)電機(jī)型號

柴油AED6500S

安置區(qū)

B.發(fā)電機(jī)的實際輸出電壓為300V發(fā)電機(jī)

零線輸出電壓范圍220?300V

C.在輸電線路上損失的電功率為8kW