第十三章交變電流

質(zhì)量監(jiān)測(cè)試卷

本試卷分第I卷（選擇題）和第n（非選擇題）兩部分。滿(mǎn)分：100分；考試時(shí)間：75分鐘

注意事項(xiàng)：

1.答題前，考生先將自己的姓名.班級(jí).座號(hào).準(zhǔn)考證號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。

2.答選擇題時(shí)，必須使用2B鉛筆填涂；答非選擇題時(shí)，必須使用0.5毫米的黑色簽字筆書(shū)寫(xiě)；必須在題號(hào)

對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書(shū)寫(xiě)無(wú)效；保持答卷清潔.完整。

3.考試結(jié)束后，將答題卡交回（試題卷自己保存，以備評(píng)講）。

第I卷（選擇題，共43分）

一、單項(xiàng)選擇題：（本題共7小題，每小題4分，共28分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只

有一項(xiàng)是符合題目要求）

1.家庭用電一般由國(guó)家電網(wǎng)交變電流供電，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是（）

A.大小隨時(shí)間變化的電流就是交變電流

B.交流電壓表測(cè)量的是交流電的峰值

C.遠(yuǎn)距離輸電時(shí)使用高壓輸電，目的是為了減小輸電線(xiàn)的電流來(lái)降低輸電損耗

D.理想變壓器原、副線(xiàn)圈中的功率之比等于原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)交變電流的定義可知，交變電流的方向隨時(shí)間周期性變化，故A錯(cuò)誤；

B.交流電壓表測(cè)量的是交流電的有效值，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)

P=I'R線(xiàn)

可知遠(yuǎn)距離輸電時(shí)使用高壓輸電，由于輸電功率不變，目的是為了減小輸電線(xiàn)的電流來(lái)降低輸電損耗，故C

正確；

D.理想變壓器原、副線(xiàn)圈中的功率相等，故D錯(cuò)誤。

故選C。

2.如圖甲所示，矩形線(xiàn)圈成立在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)可以產(chǎn)生交變電流，其電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間f變化的圖像

如圖乙所示，線(xiàn)圈電阻r=l。，電阻R=4O。則（）

0.02

A./=0.01s時(shí)，線(xiàn)圈與中性面垂直B.Is內(nèi)，電流的方向改變50次

C.電阻尺兩端電壓為10VD.電阻尺在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為160J

【答案】D

【詳解】A.f=0.01s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為零，線(xiàn)圈平面處于中性面處，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)圖乙可知周期為T(mén)=0.02s,一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變兩次，則1s對(duì)應(yīng)50個(gè)周期，電流方向變化

100次，故B錯(cuò)誤；

C.交流電電動(dòng)勢(shì)的有效值

A=4=^=IOV

V2V2

根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知電阻R兩端電壓

U=-^=8V

R+r

故C錯(cuò)誤;

D.電阻R在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量

U2

Q=—?Z=160J

R

故D正確。

故選D。

3.某矩形閉合金屬線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)該線(xiàn)圈的磁通量①隨時(shí)間/按如圖所示正弦規(guī)律變化。

則f=0.5s時(shí)刻（）

A.穿過(guò)該線(xiàn)圈的磁通量最小B.穿過(guò)該線(xiàn)圈的磁通量最大

C.該線(xiàn)圈中的電流最大D.該線(xiàn)圈中的電流不為零

【答案】B

【詳解】AB.由①一圖像易知，f=0.5s時(shí)刻穿過(guò)該線(xiàn)圈的磁通量最大，A錯(cuò)誤B正確；

CD.由①-，圖像易知，f=0.5s時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化率為零，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線(xiàn)圈中的電流

為零，CD均錯(cuò)誤。

故選B。

4.如圖所示，一理想變壓器原、副線(xiàn)圈接有三盞完全相同的正常工作時(shí)電阻火=8Q的燈泡。當(dāng)變壓器原線(xiàn)

圈端輸入電壓〃=48sinl00m（V）時(shí)，三盞燈均正常發(fā)光。則燈泡的額定功率為（）

【答案】B

【詳解】設(shè)燈泡正常工作時(shí)的電流為/,則原線(xiàn)圈的電流為/尸/,副線(xiàn)圈的電流為刀=2/,變壓器匝數(shù)比為

區(qū)=4=2

?2A

設(shè)原線(xiàn)圈兩端的電壓為口,副線(xiàn)圈兩端的電壓為6=/R，則有

U2%

解得

5=2%=2IR

由題知，端輸入電壓"=48sinl00m(V),則N8端輸入電壓的有效值為

U=~^r

A/2

在原線(xiàn)圈回路中有

U=IR+U]

可得

則燈泡的額定功率為

尸=/2R=I6W

故選Bo

5.如圖所示為無(wú)線(xiàn)充電寶給手機(jī)充電的工作原理圖。充電時(shí)，手機(jī)與阻值R=2Q的電阻串接于受電線(xiàn)圈兩

端。和d,并置于充電寶內(nèi)的送電線(xiàn)圈正上方，送電線(xiàn)圈與受電線(xiàn)圈的匝數(shù)比為1：3,兩線(xiàn)圈自身的電阻

忽略不計(jì)。當(dāng)間接上3V的正弦交變電流后，手機(jī)兩端的輸入電壓為5V,流過(guò)手機(jī)的電流為1A,則

()

D

A.受電線(xiàn)圈cd兩端的輸出電壓為9V

B.防端的輸入功率為7W

C.流經(jīng)送電線(xiàn)圈的電流為3A

D.充電效率一定小于55.6%

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)題意，受電線(xiàn)圈取兩端的輸出電壓為

U2=/2-R+U=lAx2Q+5V=7V

故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)題意知

q:=3V:7V=3:7w%:%

故判斷送電線(xiàn)圈與受電線(xiàn)圈非理想線(xiàn)圈，因?yàn)?/p>

耳=7VxlA=7W

故仍端的輸入功率大于7W,故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)B項(xiàng)分析知，送電線(xiàn)圈與受電線(xiàn)圈非理想線(xiàn)圈，故

：%W：4

解得流經(jīng)送電線(xiàn)圈的電流

/1w3A

故C錯(cuò)誤；

D.如果是理想變壓器，則根據(jù)電壓與匝數(shù)比的關(guān)系知受電線(xiàn)圈cd兩端的輸出電壓為

.'=9V

電路的總的輸入功率為。2%，電池產(chǎn)生的熱功率為故充電效率

<55.6%

9

故D正確。

故選Do

6.如圖甲為旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，單匝矩形線(xiàn)圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)

方向的固定軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與可變電阻R連接，與R并聯(lián)的交流電壓表為理

想電表，當(dāng)尺=10。時(shí)電壓表示數(shù)是10V,線(xiàn)圈內(nèi)阻不計(jì)。圖乙是矩形線(xiàn)圈磁通量①隨時(shí)間/變化的圖像。

則（）

O'

b,

0/Wb

7/(x1o~2s)

乙

A.可變電阻R消耗的電功率為20WB.Is內(nèi)電流方向變化50次

C.圖甲所示位置的電流瞬時(shí)值為亞AD.磁通量的最大值為；Wb

1071

【答案】C

【詳解】A.由題知，電壓表示數(shù)是10V,即為變電流電壓的有效值，則可變電阻及消耗的電功率為

E2in2

P=一=—W=10W

RR10

故A錯(cuò)誤;

B.由圖可知，交變電流的周期為0.02s,頻率為50Hz,所以Is內(nèi)電流方向變化100次，故B錯(cuò)誤;

C.圖甲所示位置磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電流最大，則有

=loV2V

則此時(shí)電流為

m4=6

故c正確;

D.由乙圖可知，周期為0.02s,則角速度為

2%

co=——=1OO^rrad/s

T

根據(jù)

&=8S0=@m0

可得

①二正.

10萬(wàn)

故D錯(cuò)誤。

故選C。

7.如圖甲所示為一種簡(jiǎn)單的整流電路，成為交變電壓信號(hào)輸入端，D為二極管，可將交變電流變?yōu)橹绷?

及為阻值為15。的定值電阻。若對(duì)該電路成端輸入如圖乙所示按正弦規(guī)律變化的電壓信號(hào)，則下列說(shuō)法正

確的是（）

A.定值電阻R在Imin內(nèi)產(chǎn)生的熱量為1.0x10勺

B.仍?xún)牲c(diǎn)間接入的交變電流的電壓“隨時(shí)間/變化的規(guī)律是"=100sinl00f（V）

C.電阻R兩端電壓有效值為50V2V

D.一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的R的電流的平均值為拳A

【答案】A

【詳解】AC.整流后，交變電流只允許正向電流通過(guò)，負(fù)向電流損失，設(shè)電壓的有效值為。有效,則根據(jù)有

效值的定義可得

U二旦XT

R2R

其中

u=12^=50瓜

解得

心效=50V

即電阻R兩端電壓有效值為50V,定值電阻尺在Imin內(nèi)產(chǎn)生的熱量為

Q=（"有效）t=^-x60J=1xlO4J

R15

故A正確，C錯(cuò)誤；

B.由圖乙可知，交流電的周期

T=0.02s

振幅

/=100V兩點(diǎn)間接入的交變電流的電壓〃隨時(shí)間t變化的規(guī)律是

27r

u=Asina）t=Asm^^t=100sinl00^Z（V）

故B錯(cuò)誤；

D.整流后，一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的R的電流的平均值為

/平均=土

整流后，一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的我的電荷量為

MIBS

q=n——=n------

RR

由上幾式代入數(shù)據(jù)解得

/=^=—A=—A

平均兀R15兀3萬(wàn)

故D錯(cuò)誤；

故選Ao

二、多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每小題5分，共15分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多

項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）

8.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的單匝矩形線(xiàn)圈的周期為7,轉(zhuǎn)軸。'垂直于磁場(chǎng)方向，線(xiàn)圈電阻為2。。

從線(xiàn)圈平而與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)60。時(shí)的感應(yīng)電流為1A,則下列說(shuō)法正確的是（）

線(xiàn)圈消耗的電功率為2W

線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的最大值為2A

任意時(shí)刻線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=4cosyZ

兀

任意時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為①=%Tsin2?

【答案】BC

【詳解】AB.從線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)60。時(shí)的感應(yīng)電流為1A,由感應(yīng)電流的瞬

時(shí)表達(dá)式可得

i=Jcos60°=1A

解得線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的最大值為

線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的有效值為

1=3=V2A

V2

線(xiàn)圈消耗的電功率為

尸=/2R=4W

故A錯(cuò)誤，B正確；

C.線(xiàn)圈中的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

Em=/mR=2x2V=4V

從線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，任意時(shí)刻線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

2%

e=Emcos(yf=4cos—

故C正確；

D.從線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，任意時(shí)刻穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為

,E4242T.2%

①=①巾sin=—^sincot=―—sin——t=——sin——t

0迎T冗T

T

故D錯(cuò)誤。

故選BCo

9.如圖為高鐵供電流程的簡(jiǎn)化圖，牽引變電所的理想變壓器將電壓為S的高壓電進(jìn)行降壓；動(dòng)力車(chē)廂內(nèi)

的理想變壓器再把電壓降至為動(dòng)力系統(tǒng)供電，此時(shí)動(dòng)力系統(tǒng)的電流為"發(fā)電廠的輸出電流為//；若

C.Ix:I^=nx-.n4D.L:14=%:%

【答案】AD

【詳解】AB.由理想變壓器原、副線(xiàn)圈的電壓比等于匝數(shù)比，兩變壓器則有

U]：：〃2，：04=，3：“4

可得

U\4Uz,。4=區(qū)仇

n2n3

由題意可知，由于輸電線(xiàn)上有電壓降，因此則有。2>。3,又有%=%，可得

：。4>々：羯

故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.由理想變壓器原、副線(xiàn)圈的電流比等于匝數(shù)的反比，兩變壓器則有

Ix\I2=n2\nx,I3:I4=n4:n3

可得

?2

?）

，，，

由于2=3n2=n3,可得

i?4=%:々

故C錯(cuò)誤，D正確。

故選ADo

10.如圖，理想變壓器原副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比為2：1,原線(xiàn)圈一側(cè)接入一輸出電壓有效值恒為5的正弦式交

流電源，接入電路的四個(gè)定值電阻阻值關(guān)系為:與=凡=凡=凡。則下列說(shuō)法正確的是（）

A.S斷開(kāi)時(shí)，伉：％=2：1B.S閉合前后，%消耗的功率之比為64：25

C.S閉合前后，K兩端的電壓之比為5：4D.S閉合后，4、凡消耗的功率之比為1：2

【答案】BD

【詳解】A.設(shè);4=凡=%=6=R,S斷開(kāi)時(shí)，設(shè)原線(xiàn)圈的電流為//,原線(xiàn)圈兩端電壓為副線(xiàn)圈的

電流為/2,根據(jù)變壓器知識(shí)可知

%_人_U；_2

”211U?1

解得

I2=21],U[=2U?

由圖可知

U1=/禹+U；=/禺+2U[,U2=/2（7?2+4）

解得

人=4，A="，U、:U2=5:2

1107?25R

故A錯(cuò)誤;

B.S閉合前，A消耗的功率為

A=片&=

257?

S閉合后，設(shè)原線(xiàn)圈的電流為/；,副線(xiàn)圈的電流為/；，副線(xiàn)圈兩端電壓為則有

3

U1=+2U2,I2=21；,U；=I2X-R

解得

/；=!K=—

24R1SR

則S閉合后，4消耗的功率為

R

3(23=6—4R

S閉合前后，尾消耗的功率之比為

A:月=64:25

故B正確;

c.s閉合前，K兩端的電壓為

%=I禹=ZR區(qū)

R,11107?15

s閉合后，4兩端的電壓為

U'=/2=4居=5

1187?14

s閉合前后，4兩端的電壓之比為

UR:UR=4:5

故C錯(cuò)誤;

D.S閉合后，A消耗的功率為

耳=/「尺=旦；尺名，

11164斤1327?

S閉合后，此消耗的功率為

2

P2=I2R2=~^R=也

22-16R'167?

s閉合后，?、與消耗的功率之比為

[:6=1:2

故D正確。

故選BDo

第n卷（非選擇題，共57分）

三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，共16分）

11.（6分）如圖甲所示為一個(gè)簡(jiǎn)單恒溫箱的電路圖，其溫控電路由一熱敏電阻R和繼電器組成，圖乙為該

熱敏電阻的RT圖像。初始時(shí)繼電器的銜鐵吸附在M端，當(dāng)線(xiàn)圈中的電流大于或等于30mA時(shí)，銜鐵被吸

合到N端,則加熱電路停止工作。已知繼電器線(xiàn)圈的電阻為20Q,為繼電器線(xiàn)圈供電的電池電動(dòng)勢(shì)￡=9.0V,

內(nèi)阻不計(jì)，圖甲中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。

甲乙

(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在端(選填"/、夕成“C、

(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50P,熱敏電阻R的阻值為Q,可變電阻R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為

Qo

【答案】(1)/、B

(2)90190

【詳解】(1)當(dāng)溫度較低的時(shí)候，熱敏電阻R的電阻較大，電路中的電流較小，此時(shí)繼電器的銜鐵與N3部

分連接，此時(shí)是需要加熱的，恒溫箱內(nèi)的加熱器要工作，所以該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在/、3端。

(2)[1]由圖可知如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持5(TC,熱敏電阻R的阻值為

R=90Q

⑵當(dāng)溫度達(dá)到100。(2時(shí)，加熱電路就要斷開(kāi)，此時(shí)的繼電器的銜鐵要被吸合，即控制電路的電流要到達(dá)

/=30mA=0.03A

根據(jù)閉合電路歐姆定律可得

I=----；----

R+R+R。

解得可變電阻R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為

F90

R=—-=^Q-90Q-20Q=190Q

I°0.03

12.(10分)在“探究變壓器線(xiàn)圈兩端的電壓和匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，可拆變壓器如圖所示。

(1)觀察變壓器的鐵芯，它的結(jié)構(gòu)和材料是「(填字母)

A.整塊硅鋼鐵芯B.整塊不銹鋼鐵芯C.絕緣的銅片疊成D.絕緣的硅鋼片疊成

(2)以下給出的器材中，本實(shí)驗(yàn)需要用到的是「(填字母)

A.干電池B.學(xué)生電源C.直流電壓表D.多用電表

(3)為實(shí)現(xiàn)探究目的，保持原線(xiàn)圈輸入的電壓一定，通過(guò)改變?cè)?、副線(xiàn)圈匝數(shù)，測(cè)量副線(xiàn)圈上的電壓。這個(gè)

探究過(guò)程采用的科學(xué)探究方法是一。

A.演繹法B.等效替代法C.控制變量法D.理想實(shí)驗(yàn)法

(4)某次實(shí)驗(yàn)中得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，表中小巧分別為原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)，5、6分別為原、副線(xiàn)圈

的電壓，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，你的結(jié)論是。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)/匝/匝

UiNU2/N

1120040012.13.98

280040012.05.96

320010011.95.95

(5)原、副線(xiàn)圈上的電壓之比是否等于它們的匝數(shù)之比呢？發(fā)現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)沒(méi)有嚴(yán)格遵從這樣的規(guī)律，分

析下列可能的原因，你認(rèn)為正確的是一。(填字母)

A.變壓器線(xiàn)圈中有電流通過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)熱

B.原、副線(xiàn)圈的電壓不同步

C.鐵芯在交變磁場(chǎng)的作用下會(huì)發(fā)熱

D.原線(xiàn)圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)能在向副線(xiàn)圈轉(zhuǎn)移過(guò)程中有損失

【答案】⑴D

(2)BD

⑶C

(4)在誤差允許的范圍內(nèi)，變壓器原副線(xiàn)圈的電壓比與匝數(shù)比相等，即興=；

(5)ACD

【詳解】(1)觀察變壓器的鐵芯，它的結(jié)構(gòu)和材料是絕緣的硅鋼片疊成。

故選D。

(2)變壓器正常工作需要交流電，因此本實(shí)驗(yàn)中需要用交流電源和交流電壓表(多用電表)，不需要干電

池和直流電壓表。

故選BDo

(3)為實(shí)現(xiàn)探究目的，保持原線(xiàn)圈輸入的電壓一定，通過(guò)改變?cè)?、副線(xiàn)圈匝數(shù)，測(cè)量副線(xiàn)圈上的電壓。這

個(gè)探究過(guò)程采用的科學(xué)探究方法是控制變量法。

故選Co

(4)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：第1次有

nx12003

400

第2次有

?i__800_2_

^-400-?"

竺二旦2.01

U25.96

第3次有

nx_200_2_

^-Ioo"?"

￡1.112.2

U25.95

由以上計(jì)算可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，變壓器原副線(xiàn)圈的電壓比與匝數(shù)比相等，即興=3。

U2n2

（5）A.變壓器線(xiàn)圈中有電流通過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)熱，線(xiàn)圈則有直流電阻，在線(xiàn)圈上會(huì)產(chǎn)生電壓降，使輸出電壓減

小，故A正確；

B.原、副線(xiàn)圈的電壓是否同步，對(duì)輸出電壓無(wú)影響，故B錯(cuò)誤；

C.鐵芯在交變磁場(chǎng)的作用下會(huì)發(fā)熱，使變壓器輸出的電能小于輸入電能，使輸出的電壓減小，故C正確；

D.原線(xiàn)圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)能在向副線(xiàn)圈轉(zhuǎn)移過(guò)程中有損失，即有漏磁現(xiàn)象，由能量守恒定律可知，使輸

出電壓減小，故D正確。

故選ACD。

四、解答題（本大題共3小題，共41分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟。只寫(xiě)出

最后答案不能得分。有數(shù)據(jù)計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位）

13.（10分）如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，裝置中兩磁極之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)可近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)電

機(jī)的矩形線(xiàn)圈力在磁場(chǎng)中可繞過(guò)6c邊和ad邊中點(diǎn)且垂直于磁場(chǎng)方向的水平軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。為了便于

觀察，圖中發(fā)電機(jī)的線(xiàn)圈只畫(huà)了其中的1匝，用以說(shuō)明線(xiàn)圈兩端的連接情況。線(xiàn)圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中可以通過(guò)

滑環(huán)和電刷保持其兩端與外電路的定值電阻R連接。已知矩形線(xiàn)圈ab邊和cd邊的長(zhǎng)度L=20cm,be邊和

ad邊的長(zhǎng)度￡2=30cm,匝數(shù)N=100匝，線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度0=4OOrad/s,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.1T。

線(xiàn)圈的總電阻r=lO,外電路的定值電阻R=9C,其余電阻不計(jì)。電流表和電壓表均為理想電表，圖示位

置線(xiàn)圈平面和磁場(chǎng)方向垂直。求：

(1)線(xiàn)圈從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)30。時(shí)的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e；

(2)電流表的示數(shù)/；

(3)線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180。的過(guò)程中流過(guò)電阻R的電荷量如

【答案】(l)120V(2)12后A(3)0.12C

【詳解】(1)由題意，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為

Em=NBLxL2co=2^N

瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

e=Emsincot

線(xiàn)圈從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)30。時(shí)

cot=30°

此時(shí)瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

e=240sin30°=120V

(2)線(xiàn)圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，電流表的示數(shù)為有效值，則有

E-

6

/=—^―

R+r

則電流表的示數(shù)為

/=12及A

(3)線(xiàn)圈由如圖位置轉(zhuǎn)過(guò)180。的過(guò)程中，通過(guò)R的電量為

q=It

-△①

E=N—

A①=2BLXL2

代入數(shù)據(jù)解得

q=0.12C

14.(14分)如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的給電風(fēng)扇切換擋位的電路示意圖，a、c是理想變壓器原線(xiàn)圈兩端的接點(diǎn)，

6是原線(xiàn)圈之間抽頭的接點(diǎn)。開(kāi)關(guān)S用來(lái)改變電風(fēng)扇的工作擋位，1擋時(shí)電風(fēng)扇的輸入功率為44W,輸出功

率為36W；2擋時(shí)電風(fēng)扇的輸入功率為88W,輸出功率為70W0理想變壓器原線(xiàn)圈輸入的交流電壓為220V,

開(kāi)關(guān)S接。時(shí)變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為10：1。

a

b°

220V

(1)1擋時(shí)，開(kāi)關(guān)S應(yīng)該接a還是接6?通過(guò)原線(xiàn)圈的電流多大?

(2)求電風(fēng)扇的內(nèi)阻;

(3)6c間匝數(shù)與副線(xiàn)圈匝數(shù)的比為多少？

【答案】(1)接。處，0.2A；(2)2Q；(3)15:2

【詳解】(1)接1擋時(shí)，電風(fēng)扇的輸入功率較小，則電風(fēng)扇兩端的電壓較小，變壓器副線(xiàn)圈的輸出電壓較

小，故開(kāi)關(guān)接。處，根據(jù)功率公式有

取

解得通過(guò)原線(xiàn)圈的電流為

/i=0.2A

(2)接1擋時(shí)變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為根據(jù)變流比為10:1,可知

；：/=么:曳=1:10

U\5

解得

4=2A

根據(jù)能量守恒定律，可知電風(fēng)扇的熱功率為

5=6入一《出=/"

解得電風(fēng)扇的內(nèi)阻為