一、選擇題(本題共7道小題)
1.一交流電流的圖象如圖所示，由圖可知正確的說法是( )
A. 用電流表測該電流其示數(shù)為10A
B. 該交流電流的頻率為50Hz
C. 該交流電流通過10Ω電阻時，電阻消耗的電功率為2000 W
D. 該交流電流瞬時值表達(dá)式為i=10sin200πt A
2.矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢如圖示，則( )
A. t=0時刻線圈通過中性面
B. t2時刻線圈中磁通量
C. t3時刻線圈中磁通量變化率
D. t4時刻線圈中磁通量變化率
3.下列提到的交流電，哪一個指的是交流電的值( )
A. 交流電壓表讀數(shù) B. 保險絲的熔斷電流
C. 電容器的擊穿電壓 D. 220V交流電壓
4.如圖矩形線圈面積為S，匝數(shù)為n，線圈總電阻為r，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻R.在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中( )
A.磁通量的變化量△φ=nBS B.平均感應(yīng)電動勢= C.通過電阻的電量為 D.電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q=5.如圖所示為變壓器的示意圖，它被用來升高發(fā)電機的輸出電壓，下列說法中正確的是
A.圖中M是閉合的鐵芯，它由整塊鐵組成
B.發(fā)電機應(yīng)與線圈I相連，升高后的電壓由c、d兩端輸出
C.電流以鐵芯為通路從一個線圈流到另一個線圈
D.變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)工作的
6.如圖所示，a、b燈分別標(biāo)有“3.6V 4.0W”和“3.6V 2.5W”，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)R，能使a、b都正常發(fā)光.斷開開關(guān)后重做實驗，則( )
A.閉合開關(guān)，a將慢慢亮起來，b立即發(fā)光
B.閉合開關(guān)，a、b同時發(fā)光
C. 閉合開關(guān)穩(wěn)定時，a、b亮度相同
D.斷開開關(guān)，a逐漸熄滅，b燈閃亮一下再熄滅
7.理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4：1，原線圈接在u=311sin100πt(V)的交流電源上，副線圈所接的負(fù)載電阻是11Ω，則副線圈中電流強度是( )
A. 5A B. 11A C. 20A D. 55A
二、計算題(本題共4道小題)8.如圖所示，線圈abcd的面積是0.05m2，共100匝，線圈總電阻r=1Ω，外接電阻R=9Ω，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=T，線圈以角速度ω=100π rad/s勻速轉(zhuǎn)動.求：
(1)若線圈經(jīng)圖示位置開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電動勢瞬時值的表達(dá)式;
(2)求通過電阻R的電流有效值.
9.有一臺內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機，供給一學(xué)校照明用電，如圖所示.升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：4，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4：1，輸電線的總電阻為4Ω.全校共有22個班，每班有“220V，40W”燈6盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，則
(1)發(fā)電機的輸出功率多大?
(2)發(fā)電機的電動勢多大?
(3)輸電效率為多少?
10.一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n=100.穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，發(fā)電機內(nèi)阻r=5.0Ω，外電路電阻R=95Ω.已知感應(yīng)電動勢的值Em=nωΦm，其中Φm為穿過每匝線圈磁通量的值.求串聯(lián)在外電路中的交流電流表(內(nèi)阻不計)的讀數(shù).
11.一臺理想變壓器的原線圈有1320匝，副線圈有36匝。原線圈與220V的交變電壓相接，求：
(1)副線圈兩端輸出的電壓;
(2)若副線圈接有電阻是3Ω的負(fù)載，求副線圈的輸出功率。
試卷答案
1.解：A、電流表顯示的是有效值，示數(shù)為I=A=10A，故A錯誤;
B、由圖象知周期為0.01s，頻率為周期的倒數(shù)100Hz，故B錯誤;
C、電阻消耗的功率P=I2R=(10)2×10=1000W，故C錯誤;
D、角速度ω=2πf=200π，所以瞬時值表達(dá)式i=10sin200πt A，故D正確;
故選：D
2.解：
A、t=0時刻感應(yīng)電動勢，磁通量為零;此時線圈與中性面相互垂直;故A錯誤;
B、t2時刻感應(yīng)電動勢，線圈平面與中性面垂直，磁通量為零.故B錯誤.
C、t3時刻線圈通過中性面，感應(yīng)電動勢為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，知磁通量變化率為零，最小，故C錯誤;
D、t4時刻線圈中感應(yīng)電動勢，磁通量變化率.故D正確.
故選：D3.解：A、交流電表的示數(shù) 是有效值.故A錯誤;
B、B、保險絲的額定電流，也是有效值，故B錯誤;
C、電容器的擊穿電壓，是指的電壓值，故C正確;
D、220V動力電壓是有效值，故D錯誤;
故選：C.
4.解：A、圖示位置磁通量為Φ1=0，轉(zhuǎn)過90°磁通量為Φ2=BS，△Φ=Φ2﹣Φ1=BS.故A錯誤.
B、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，平均感應(yīng)電動勢，△t=解得=，故B正確;
C、通過電阻R的電量q=It=t=n，得到q=，故C正確;
D、電流的有效值為I=，E=，電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rt，解得Q=，故D正確.
故選：BCD.
5.D
6.AD
解：A、閉合瞬間，L相當(dāng)于斷路，b立刻變亮，a逐漸變亮，A正確B錯誤.
C、閉合開關(guān)穩(wěn)定時，a的亮度比b的大，因為根據(jù)I=知通過a的電流大，C錯誤
D、電鍵斷開，L相當(dāng)于電源與兩個燈泡串聯(lián)，逐漸熄滅，由于穩(wěn)定后a燈的電流大于b燈，所以電鍵斷開瞬間b燈的電流比穩(wěn)定時的電流大，b燈閃亮一下再熄滅，D正確
故選：AD
7.A變壓器的構(gòu)造和原理;正弦式電流的圖象和三角函數(shù)表達(dá)式
解：由瞬時值的表達(dá)式可知，原線圈的電壓值為311V，所以原線圈電壓的有效值為U1=220V
根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比得：U2==55V
則副線圈電流I2==5A
故選：A.
8.解：(1)感應(yīng)電動勢值為Em=NBSω=100××0.05×100V=500V
由于從中性面開始計時，則瞬時值表達(dá)式為：e=Emsin(ωt)=500sin(100πt)V
(2)流過電阻R的電流Im==50A
通過電阻R的電流有效值I==25A.
答：(1)若線圈經(jīng)圖示位置開始計時，線圈中感應(yīng)電動勢瞬時值的表達(dá)式是e=500sin(100πt)V;
(2)通過電阻R的電流有效值是25A.
9.解：(1)降壓變壓器的輸出功率為：P=40×22×6=5280W
降壓變壓器副線圈的電流：=24A，
降壓變壓器原線圈的電流：=6A
輸電線損失的功率：
所以輸入功率：P1=5280+144=5424W
(2)降壓變壓器原線圈電壓為：=880V
輸電線上損失的電壓為：△U=I3R=24V
則發(fā)動機的輸出電壓為：U2=880+24=904V
所以發(fā)電機原線圈電壓：=226V
根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知發(fā)電機原線圈中電流為=24A，
發(fā)電機內(nèi)阻分壓：Ur=24×1=24V
電動勢為：E=226+24=250V.
(3)用戶獲得的實際功率P用=22×40×6=5280W;
則輸電效率η==97.3%;
答：(1)發(fā)電機輸出功率為5424W;(2)電動勢為250V;(3)輸電效率為97.3%.
10.串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)是1.4 A
正弦式電流的圖象和三角函數(shù)表達(dá)式;正弦式電流的值和有效值、周期和頻率.
解：從Φ﹣t圖象可以讀出：Φm=1.0×10﹣2 Wb，T=3.14×10﹣2 s
感應(yīng)電動勢值Em=nBSω=nωΦm，又ω=，得到Em=nΦm
故電路中電流值
Im===A=2 A.
交流電流表讀數(shù)I=0.707Im≈1.4 A.
答：串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)是1.4 A.
11.6V 12w
1.一交流電流的圖象如圖所示，由圖可知正確的說法是( )
A. 用電流表測該電流其示數(shù)為10A
B. 該交流電流的頻率為50Hz
C. 該交流電流通過10Ω電阻時，電阻消耗的電功率為2000 W
D. 該交流電流瞬時值表達(dá)式為i=10sin200πt A
2.矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢如圖示，則( )
A. t=0時刻線圈通過中性面
B. t2時刻線圈中磁通量
C. t3時刻線圈中磁通量變化率
D. t4時刻線圈中磁通量變化率
3.下列提到的交流電，哪一個指的是交流電的值( )
A. 交流電壓表讀數(shù) B. 保險絲的熔斷電流
C. 電容器的擊穿電壓 D. 220V交流電壓
4.如圖矩形線圈面積為S，匝數(shù)為n，線圈總電阻為r，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻R.在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中( )
A.磁通量的變化量△φ=nBS B.平均感應(yīng)電動勢= C.通過電阻的電量為 D.電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q=5.如圖所示為變壓器的示意圖，它被用來升高發(fā)電機的輸出電壓，下列說法中正確的是
A.圖中M是閉合的鐵芯，它由整塊鐵組成
B.發(fā)電機應(yīng)與線圈I相連，升高后的電壓由c、d兩端輸出
C.電流以鐵芯為通路從一個線圈流到另一個線圈
D.變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)工作的
6.如圖所示，a、b燈分別標(biāo)有“3.6V 4.0W”和“3.6V 2.5W”，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)R，能使a、b都正常發(fā)光.斷開開關(guān)后重做實驗，則( )
A.閉合開關(guān)，a將慢慢亮起來，b立即發(fā)光
B.閉合開關(guān)，a、b同時發(fā)光
C. 閉合開關(guān)穩(wěn)定時，a、b亮度相同
D.斷開開關(guān)，a逐漸熄滅，b燈閃亮一下再熄滅
7.理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4：1，原線圈接在u=311sin100πt(V)的交流電源上，副線圈所接的負(fù)載電阻是11Ω，則副線圈中電流強度是( )
A. 5A B. 11A C. 20A D. 55A
二、計算題(本題共4道小題)8.如圖所示，線圈abcd的面積是0.05m2，共100匝，線圈總電阻r=1Ω，外接電阻R=9Ω，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=T，線圈以角速度ω=100π rad/s勻速轉(zhuǎn)動.求：
(1)若線圈經(jīng)圖示位置開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電動勢瞬時值的表達(dá)式;
(2)求通過電阻R的電流有效值.
9.有一臺內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機，供給一學(xué)校照明用電，如圖所示.升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：4，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4：1，輸電線的總電阻為4Ω.全校共有22個班，每班有“220V，40W”燈6盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，則
(1)發(fā)電機的輸出功率多大?
(2)發(fā)電機的電動勢多大?
(3)輸電效率為多少?
10.一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n=100.穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，發(fā)電機內(nèi)阻r=5.0Ω，外電路電阻R=95Ω.已知感應(yīng)電動勢的值Em=nωΦm，其中Φm為穿過每匝線圈磁通量的值.求串聯(lián)在外電路中的交流電流表(內(nèi)阻不計)的讀數(shù).
11.一臺理想變壓器的原線圈有1320匝，副線圈有36匝。原線圈與220V的交變電壓相接，求：
(1)副線圈兩端輸出的電壓;
(2)若副線圈接有電阻是3Ω的負(fù)載，求副線圈的輸出功率。
試卷答案
1.解：A、電流表顯示的是有效值，示數(shù)為I=A=10A，故A錯誤;
B、由圖象知周期為0.01s，頻率為周期的倒數(shù)100Hz，故B錯誤;
C、電阻消耗的功率P=I2R=(10)2×10=1000W，故C錯誤;
D、角速度ω=2πf=200π，所以瞬時值表達(dá)式i=10sin200πt A，故D正確;
故選：D
2.解：
A、t=0時刻感應(yīng)電動勢，磁通量為零;此時線圈與中性面相互垂直;故A錯誤;
B、t2時刻感應(yīng)電動勢，線圈平面與中性面垂直，磁通量為零.故B錯誤.
C、t3時刻線圈通過中性面，感應(yīng)電動勢為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，知磁通量變化率為零，最小，故C錯誤;
D、t4時刻線圈中感應(yīng)電動勢，磁通量變化率.故D正確.
故選：D3.解：A、交流電表的示數(shù) 是有效值.故A錯誤;
B、B、保險絲的額定電流，也是有效值，故B錯誤;
C、電容器的擊穿電壓，是指的電壓值，故C正確;
D、220V動力電壓是有效值，故D錯誤;
故選：C.
4.解：A、圖示位置磁通量為Φ1=0，轉(zhuǎn)過90°磁通量為Φ2=BS，△Φ=Φ2﹣Φ1=BS.故A錯誤.
B、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得，平均感應(yīng)電動勢，△t=解得=，故B正確;
C、通過電阻R的電量q=It=t=n，得到q=，故C正確;
D、電流的有效值為I=，E=，電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rt，解得Q=，故D正確.
故選：BCD.
5.D
6.AD
解：A、閉合瞬間，L相當(dāng)于斷路，b立刻變亮，a逐漸變亮，A正確B錯誤.
C、閉合開關(guān)穩(wěn)定時，a的亮度比b的大，因為根據(jù)I=知通過a的電流大，C錯誤
D、電鍵斷開，L相當(dāng)于電源與兩個燈泡串聯(lián)，逐漸熄滅，由于穩(wěn)定后a燈的電流大于b燈，所以電鍵斷開瞬間b燈的電流比穩(wěn)定時的電流大，b燈閃亮一下再熄滅，D正確
故選：AD
7.A變壓器的構(gòu)造和原理;正弦式電流的圖象和三角函數(shù)表達(dá)式
解：由瞬時值的表達(dá)式可知，原線圈的電壓值為311V，所以原線圈電壓的有效值為U1=220V
根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比得：U2==55V
則副線圈電流I2==5A
故選：A.
8.解：(1)感應(yīng)電動勢值為Em=NBSω=100××0.05×100V=500V
由于從中性面開始計時，則瞬時值表達(dá)式為：e=Emsin(ωt)=500sin(100πt)V
(2)流過電阻R的電流Im==50A
通過電阻R的電流有效值I==25A.
答：(1)若線圈經(jīng)圖示位置開始計時，線圈中感應(yīng)電動勢瞬時值的表達(dá)式是e=500sin(100πt)V;
(2)通過電阻R的電流有效值是25A.
9.解：(1)降壓變壓器的輸出功率為：P=40×22×6=5280W
降壓變壓器副線圈的電流：=24A，
降壓變壓器原線圈的電流：=6A
輸電線損失的功率：
所以輸入功率：P1=5280+144=5424W
(2)降壓變壓器原線圈電壓為：=880V
輸電線上損失的電壓為：△U=I3R=24V
則發(fā)動機的輸出電壓為：U2=880+24=904V
所以發(fā)電機原線圈電壓：=226V
根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知發(fā)電機原線圈中電流為=24A，
發(fā)電機內(nèi)阻分壓：Ur=24×1=24V
電動勢為：E=226+24=250V.
(3)用戶獲得的實際功率P用=22×40×6=5280W;
則輸電效率η==97.3%;
答：(1)發(fā)電機輸出功率為5424W;(2)電動勢為250V;(3)輸電效率為97.3%.
10.串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)是1.4 A
正弦式電流的圖象和三角函數(shù)表達(dá)式;正弦式電流的值和有效值、周期和頻率.
解：從Φ﹣t圖象可以讀出：Φm=1.0×10﹣2 Wb，T=3.14×10﹣2 s
感應(yīng)電動勢值Em=nBSω=nωΦm，又ω=，得到Em=nΦm
故電路中電流值
Im===A=2 A.
交流電流表讀數(shù)I=0.707Im≈1.4 A.
答：串聯(lián)在外電路中的交流電流表的讀數(shù)是1.4 A.
11.6V 12w