專題11交流電路的分析與計算試題1

1、專題11 交流電路的分析與計算一、選擇題。下列各小題中至少有一個選項正確，全部選對的得4分，選對但選不全的得2分，選錯或不選的得0分。 1、關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法中正確的是（ ）A變化的電場和變化的磁場由近及遠(yuǎn)向外傳播，形成電磁波B電磁場是一種物質(zhì)，不能在真空中傳播C電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)中，傳播速度變小，頻率不變D電磁波的傳播過程就是能量傳播的過程 2、如圖甲所示電路，電阻R的阻值為50，在ab間加上圖乙所示的正弦交流電，則下面說法中錯誤的是（ ）A交流電壓的有效值為100VB電流表示數(shù)為2AC產(chǎn)生該交流電的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度為3.14rad/sD如果產(chǎn)生該交流電的線圈轉(zhuǎn)速提高一倍

2、，則電流表的示數(shù)也增大一倍 3、在交流電路中，如果電源電動勢的最大值不變，頻率可以改變，在如圖所示電路的a、b兩點間逐次將圖中的電路元件（1）、（2）、（3）單獨(dú)接入，當(dāng)使交流電源的頻率增大時，可以觀察到下列論述的哪種情況（ ）AA1的讀數(shù)不變，A2的讀數(shù)增大，A3的讀數(shù)減小BA1的讀數(shù)增大，A2的讀數(shù)不變，A3的讀數(shù)減小CA1的讀數(shù)減小，A2的讀數(shù)增大，A3的讀數(shù)不變DA1、A2、A3的讀數(shù)均不變 4、過量的電磁輻射對人體是有害的，按照規(guī)定，工作場所受到的電磁輻射強(qiáng)度（單位時間垂直單位面積的電磁輻射能量）不得超過某一臨界值W0。已知某一種手機(jī)的電磁輻射功率為P，若手機(jī)的電磁輻射在各個方向上是

3、均勻的，則符合規(guī)定的安全區(qū)域到手機(jī)的距離至少為（ ）A B C D 5、如圖所示,燈泡L1和L2的規(guī)格完全相同，原線圈匝數(shù)比副線圈匝數(shù)多，下列判斷中正確的是（ ）A變壓器工作時，兩燈有可能同時正常發(fā)光BL2正常工作時，L1比L2暗CL2正常工作時，L1可能已燒毀DL1正常工作時,，L2可能已燒毀6、給額定功率為60W、額定電壓為220V的白熾燈泡加上如圖所示的電壓，恰使燈泡正常發(fā)光，則所加電壓U0的大小最接近于（ ）A450VB350VC310VD220V7、一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為4：1。原線圈接在一個交流電源上，交變電壓隨時間變化的變化規(guī)律如圖所示。副線圈所接的負(fù)載電阻是11。則

4、下列說法中不正確的是（ ）A原線圈交變電流的頻率為50HzB變壓器輸入、輸出功率之比為4：1C副線圈輸出電壓為55VD流過副線圈的電流是5A8、日常生活中，我們常用微波爐來加熱食品。它是利用微波來工作的。接通電源后，220V的交流電經(jīng)過變壓器后，在次級產(chǎn)生2000V高壓交流電，加到磁控管兩極之間，使磁控管產(chǎn)生微波。下列說法中不正確的是（ ）A微波爐的變壓器原副線圈的匝數(shù)之比為11:100B微波還廣泛用于電視、雷達(dá)C微波能產(chǎn)生反射，但不能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象D微波是一種波長很短的電磁波，它可以在真空中傳播9、如圖，有一理想變壓器，原副線圈的匝數(shù)比為n，原線圈接正弦交流電壓U，輸出端接有一個交流電流表和一

5、個電動機(jī)。電動機(jī)線圈電阻為R。當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動機(jī)帶動一重物勻速上升。下列判斷正確的是 ( )A電動機(jī)兩端電壓為IRB電動機(jī)消耗的功率為I2RC原線圈中的電流為nID變壓器的輸入功率為10、一個矩形圈在勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，周期為T。從中性面開始計時， 當(dāng)時感應(yīng)電動勢為2V，則此交變電動熱的有效值為（ ）AB2VCD11、長為a、寬為b的矩形線框有n匝，每匝線圈電阻為R。如圖所示，對稱軸MN的左側(cè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，第一次將線框從磁場中以速度v勻速拉出；第二次讓線框以的角速度轉(zhuǎn)過90°角。那么（ ）A通過導(dǎo)線橫截面的電量q1 : q2=

6、1 : nB通過導(dǎo)線橫截面的電量q1 : q2=1 : 1C線框發(fā)熱功率P1 : P2=2n : 1D線框發(fā)熱功率P1 : P2=2 : 112、如圖所示，MN和PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，垂直導(dǎo)軌放置的金屬棒ab與導(dǎo)軌接觸良好，在水平金屬導(dǎo)軌之間加豎直向下的勻強(qiáng)磁場，導(dǎo)軌的N、Q端接理想變壓器的初級線圈，理想變壓器的輸出端有三組次級線圈，分別接有電阻元件R、電感元件L和電容元件C。若用IR、IL、IC分別表示通過R、L和C的電流，不考慮電容器的瞬間充放電，則下列判斷中正確的是 （ ）A若ab棒勻速運(yùn)動，則B若ab棒勻加速運(yùn)動，則C若ab棒做加速度變小的加速運(yùn)動，則 D若a

7、b棒在某一中心位置附近做簡諧運(yùn)動，則二、填空題。第13題6分 ，第14題10分，共16分。 13、如圖所示的LC振蕩回路中振蕩電流的周期為2×102s。自振蕩電流沿逆時針方向達(dá)最大值時開始計時，當(dāng)t=3.4×102s時，電容器正處于_狀態(tài)（填充電、放電、充電完畢或放電完畢）。這時電容器的上極板_（填帶正電、帶負(fù)電或不帶電）。 14、理想變壓器是指在變壓器變壓的過程中，線圈和鐵心不損耗能量、磁場被束縛在鐵心內(nèi)不外漏的變壓器?，F(xiàn)有一個理想變壓器有一個原線圈（匝數(shù)為n1）和兩副線圈（匝數(shù)分別為n2、n3）。甲、乙、丙同學(xué)想探究這個理想變壓器的原、副線圈兩端的電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系。

8、甲同學(xué)的猜想是U1:U2:U3=n1:n2:n3；乙同學(xué)的猜想是U1:U2:U3=n3:n2:n1；丙同學(xué)的猜想是U1n1=U2n2+U3n3.你認(rèn)為猜想合理的同學(xué)是 ，你做出上述判斷所依據(jù)的物理規(guī)律是 。 為了驗證理論推導(dǎo)的正確性，可以通過實驗來探究。為保證實驗安全、有效地進(jìn)行，應(yīng)選用 電源。在實驗時，若采用多用電表進(jìn)行測量，應(yīng)先將選擇開關(guān)置于 檔，并選用 量程進(jìn)行測試，大致確定被測數(shù)據(jù)后，再選用適當(dāng)?shù)牧砍踢M(jìn)行測量。三、計算題。 15、（10分）如圖所示，矩形線圈邊長為ab=20cm，ad=10cm，匝數(shù)N=100匝，磁場的磁感強(qiáng)度B=0.01T。當(dāng)線圈以50r/s的轉(zhuǎn)速從圖示位置開始逆時針

9、勻速轉(zhuǎn)動，求：（1）線圈中交變電動勢瞬時值表達(dá)式；（2）從線圈開始轉(zhuǎn)動起，經(jīng)0.01s時感應(yīng)電動勢的瞬時值。 16、（16分）交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動。一小型發(fā)電機(jī)的線圈共220匝，線圈面積S=0.05m2，線圈轉(zhuǎn)動的頻率為50Hz，線圈內(nèi)阻不計，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。如果用此發(fā)電機(jī)帶動兩個標(biāo)有“220V 11kW”的電機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端a、b與電機(jī)之間接一個理想變壓強(qiáng)，電路如圖，求：（1）發(fā)電機(jī)的輸出電壓為多少？（2）變壓器原副線圈的匝數(shù)比為多少？（3）與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為多少？ 17、（13分）如圖是一種自行車上照明用的車

10、頭燈發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，轉(zhuǎn)軸的一端裝有一對隨軸轉(zhuǎn)動的磁極，另一端裝有摩擦小輪。電樞線圈繞在固定的U形鐵芯上，自行車車輪轉(zhuǎn)動時，通過摩擦小輪帶動磁極轉(zhuǎn)動，使線圈中產(chǎn)生正弦交流電，給車頭燈供電。已知自行車車輪半徑r=35cm，摩擦小輪半徑r0=1.00cm，線圈有n=800匝，線圈橫截面積s=20cm2，總電阻R1=40，旋轉(zhuǎn)磁極的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.010T，車頭燈電阻R210。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動的角速度8rad/s時。求：（1）發(fā)電機(jī)磁極轉(zhuǎn)動的角速度。 （2）車頭燈中電流的有效值。 答案卷一、選擇題：123456789101112二、填空題：13、 14、（1） （2） （3）三、計算題：15、16、17

11、、18、（17分）速調(diào)管是用于甚高頻信號放大的一種裝置（如圖15所示），其核心部件是由兩個相距為s的腔組成，其中輸入腔由一對相距為l的平行正對金屬板構(gòu)成（圖中虛線框內(nèi)的部分）。已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，為計算方便，在以下的討論中電子之間的相互作用力及其重力均忽略不計。 （1）若輸入腔中的電場保持不變，電子以一定的初速度v0從A板上的小孔沿垂直A板的方向進(jìn)入輸入腔，而由B板射出輸入腔時速度減為v0/2，求輸入腔中的電場強(qiáng)度E的大小及電子通過輸入腔電場區(qū)域所用的時間t； （2）現(xiàn)B板接地（圖中未畫出），在輸入腔的兩極板間加上如圖16所示周期為T的高頻方波交變電壓，在t=0時A板電勢為U0，與

12、此同時電子以速度v0連續(xù)從A板上的小孔沿垂直A板的方向射入輸入腔中，并能從B板上的小孔射出，射向輸出腔的C孔。若在nT(n + 1)T的時間內(nèi)(n = 0，1，2，3，)，前半周期經(jīng)B板射出的電子速度為v1（未知），后半周期經(jīng)B板射出的電子速度為v2（未知），求v1和v2的比值；（由于輸入腔內(nèi)極板間距離很小，且電子的速度很大，因此電子通過輸入腔的時間忽略不計） （3）在上述速度分別為v1和v2的電子中，若t時刻經(jīng)過B板射出的速度為v1的電子總能與時刻經(jīng)B板射出的速度為v2的電子同時進(jìn)入輸出腔，則可通過相移器的控制將電子的動能轉(zhuǎn)化為輸出腔中的電場能，從而實現(xiàn)對甚高頻信號進(jìn)行放大的作用。為實現(xiàn)上述

13、過程，輸出腔的C孔到輸入腔的右極板B的距離s應(yīng)滿足什么條件？參考答案一、選擇題：123456789101112ACDCBDBABCDABDBD二、填空題：13、充電；帶正電。 14、甲，電磁感應(yīng)定律。低壓（一般低于12V）、交流。交流電壓，較大（或最大）。三、計算題：15、解：（1）欲寫出交變電動勢的瞬時值，先求出、三個要素。線圈旋轉(zhuǎn)角速度為，感應(yīng)電動勢的最大值為，剛開始轉(zhuǎn)動時線圈平面與中性夾角。于是線圈中交變電動勢的瞬時值表達(dá)式為。6分（2）把t=0.01s代入上式，可量，此時感應(yīng)電動勢的瞬時值。4分16、17、（1）磁極與摩擦小輪轉(zhuǎn)動的角速度相等，由于自行車車輪與摩擦小輪與摩擦小輪之間無相對滑動，故有2分2分（2）摩擦小輪帶動磁極轉(zhuǎn)動，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為3感應(yīng)電動勢的有效值3分通過電流的有效值3分18、（1）設(shè)電子在輸入腔中做勻減速運(yùn)動的加速度大小為a，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有 1分 解得 1分 根據(jù)牛頓第二定律有 1分 解得 1分 電子通過輸入腔的