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1、优秀学习资料欢迎下载第十七章交流电单元测试一、选择题 ( 本题共 12 小题，每小题5 分，共 60 分，选对的得得分 )1一台工作中的理想变压器，原、副线圈各一个，下列论述正确的是A 原、副线圈中交变电流的频率相同B 利用该变压器可以增加输出的功率，使P 出 >P 入5 分，漏选得()2 分，错选不C 原线圈中的电流与副线圈中的电流成反比D 副线圈两端的电压与原线圈两端的电压成反比 A解析：交流电通过理想变压器时，电能无损耗，输出功率等于输入功率，副线圈与原线圈中的磁场变化频率相同，因此，原副线圈中交变电流的频率相同由U1 U2= n1 和 Pn2出 =P入 知， I1n2 即原线圈中
2、的电流与副线圈中的电流成正比I 2n12. 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动时，产生的交变电动势为e=Emsin t. 当线圈的匝数增加一倍，转速也增加一倍，其他条件不变时，下列哪个选项表示此时的交变电动势（）A e=2 E sin t B e=4 E sin4 tmmC e= E msin2 t D e= E msin t2.A3如图 17 7-6 所示为两个互感器，在图中圆圈内a、 b 表示电表，已知电压比为100，电流比为 10，电压表的示数为220V，电流表的示数为10A，则( ) A a 为电流表， b 为电压表B a 为电压表， b 为电流表C 线路输送电功率22
3、00WD 线路输送电功率是2. 2×10 6 W BD 点拨：电压互感器，测高压电压，电流互感器，测大电流相当于直流电路里的电表的改装4对于理想变压器，下列说法正确的是( )A. 原线圈的输入功率，随着副线圈输出功率的增大而增大B. 原线圈的输入电流，随着副线圈输出电流的增大而增大C 副线圈的输出电压随负载电阻的增大而增大D. 副线圈的输出电流随负载电阻的增大而减小4.ABD5如图17 7 3 所示，理想变压器的原、副线圈分别接着完全相同的灯泡L1、L2，原、副线圈的匝数比n1： n2=2： 1，交流电源电压为U，则优秀学习资料欢迎下载灯 Ll两端的电压为U 5；灯 L2 两端的电压
4、为3U 5；灯 L2两端的电压为2U 5；灯 L2两端的电压为U 2以上说法正确的是 ()A B C D 5 A 解析：设灯泡电阻为R，则原线圈电压 U =U IR，副线圈电压U=I R，22因为U 1n1I1n2U 2n2I 2n1所以， U22 U灯 Ll 两端电压 U1 '1 U 556图 17-3 甲为电热毯的电路图，电热丝接在U= 311sinl00 t V 的电源上，电热毯被加热到一定温度后， 通过装置 P 使输入电压变为图乙所示的波形，从而进入保温状态 若电阻丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是()A 110 VB156 VC 220 VD311 V6 B7两个相同的热
5、水器， 分别接在图17-1 中两个交变电压下， 已知两个交变电压的最大值相等，周期也相等 下列哪个选项表示分别接在U 和 U 下的两个电热器产生的热功率之比( )12A l ： 2B 2：1C 1：2D1：17 A8远距离输送一定功率的交流电，若输送电压升高为原来的n 倍，关于输电线上的电压损失和功率损失正确的是()优秀学习资料欢迎下载A 输电线上的电功率损失是原来的1n2B 输电线上的电功率损失是原来的1nC 输电线上的电压损失是原来的12nD 输电线上的电压损失是原来的1n2P ，输电线上的功率损失28 A 解析：由 P=IU 得， IP 'I 2RP 2 R 所以，当电压升UU高
6、为原来的 n 倍时，输电线上损失的功率为原来的1输电线上的电压损失为n2U' IRP R ，由此看出，输电线上的电压损失为原来的1 .Un9用一理想变压器向一负载R 供电，如图 17-2所示，当增大负载R 时，原线圈中的电流I 1 和副线圈中的电流 I 2 之间的关系是( )A I 2增大， I 1 不一定增大B I 2增大， I 1却减小C I 2减小， I 1也减小D I 2减小， I 1却增大9 C10用 U1 和 U2 两种电压通过相同长度和材料的导线输电，若输送的电功率相等，在输电线上损失的电功率也相同则在两种情况下，输电线截面积之比S1：S2为 ( )A U2/U lBU1
7、/U 2C (U2/U l ) 2D(U1/U 2) 210 B11如图 17 16 所示电路中，理想变压器初级加一个固定的交变电压，那么下列情况正确的是()A 当滑动头E 上移时，灯泡L 变亮B 当滑动头E 上移时，电流表A1 示数变大C 当滑动头E 上移时，电压表V 示数变大D 若闭合开关S，则电流表Al 示数变大，而A2 示数变小优秀学习资料欢迎下载11答案： C解析：在输出端工作电路中，副线圈相当于内阻为零的理想电源当滑动头E 上移时，电路总电阻增大，副线圈中电流I 2 减小，干路上的灯泡L 变暗，原线圈中电流I 1 也随之减小， A1 示数变小而副线圈电压不变，灯两端电压减小，电压表
8、V 示数变大当开关 S 闭合后，变压器输出功率增大，A1 示数变大，但副线圈原工作电路端电压并不变，A2示数应不变，故只有答案C正确12一个电热器接在10 V 的直流电源上，在t 秒内产生的焦耳热为Q，今将电热器接在一交流电源上，它在值分别是( )2t秒内产生的焦耳热为Q则这一交流电源的交流电压的最大值和有效A 最大值是102V ，有效值是10 VB 最大值是10 V ，有效值是52VC 最大值是52V，有效值是5 VD 最大值是20 V ，有效值是l02V12 0.01二、填空题：13某交变电压与时间的关系如图17-4所示，则此交变电压的有效值是V13.50214一阻值恒定的电阻器，当两端加
9、上10 V 的直流电压时，测得它的功率为P；当两端加上某一正弦交流电压时，测得它的功率为P 2由此可知该交流电压的有效值为V，峰值为V1452102PU 25 2 ，2U10V10 解析：由题意得 : P，解得： UR2RU m15三个完全相同的灯泡按图所示电路连接时，均能正常发光，则该变压器原、副线圈匝数比 n ： n =l215 2： 116如图 17 22 为一理想变压器，与一匝线圈相连的电压表，读数为n2=lO 匝， n3=20 匝， L1 和 L2 均是“ 220V， 15 W”的灯泡，11 V ，那么变压器的实际输入功率为W优秀学习资料欢迎下载16答案： 18.75解析：理想变压器
10、总有P 入 =P出 的关系，对有若干个副线圈处于工作状态时有I l Ul =I 2U2 I 3U3 各线圈的电压比仍等于其匝数比，故 U 2n2 U V1011V110VnV1U 3n3 U V2011V220V nV1U 2l23L输入功率 P =P P，R =PP2U 22(110)215W =3.75 W2=RL(220)P3=U 32(220)215W=15 WRL(220)2 P 1=P2 P3=18.75W17 (12 分) 如图 17 23 所示，匝数为N，面积为 S 的矩形线圈在匀强磁场B 中匀速转动，角速度为 ，求线圈从图示位置转过0时间内的平均感应电动势18017答案：2
11、NBs ，解析：设线圈在图示位置时磁通量 1=BS，当线圈转过 1800 时磁通量 2= BS，则在此过程中 =| 2 一 1|=2BS由法拉第电磁感应定律 E N2NBS .t18一个闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，转速为240 r min ，已知线圈平面转至与磁场平行时的电动势为 2 V ，若从中性面开始计时，试求：(1)电动势的最大值；(2)交变电动势瞬时值表达式；(3)1 48 s 时刻电动势大小优秀学习资料欢迎下载18 (1)2 V (2)e=Emsin8 t=2sin8 t(3)1 V19 (15 分) 加在理想变压器上的交流电源的电动势为E，电阻为 r ，与副线圈相连的负载电阻的阻
12、值为R，如图 17 25 所示求：(1)原线圈中的电流I 1 多大时，负载R上获得的功率最大?最大功率是多少?(2)负载获得最大功率时，变压器的原、副线圈匝数比多大?19答案：E 2； (2)n1r(1) Pmn2R4r22EI 1 )解析： (1)P I1 E I1 rr ( I1rE )22=r (I1E2r4r可见当 I1E时， P 有最大值，PmE22r4r(2) 负载 R 获得最大功率时I1E2m2R，有I 2E1 ；，通过负载电流 I满足 P=I2R r2r由 n1I 2得 n1r；n2I 1n2R20一个小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度 绕垂直于磁场方向的固定轴转
13、动，线圈匝数n=100穿过每匝线圈的磁通量 随时间按正弦规律变化，如图177 一10 所示，发电机内阻 r=5 0 ，外电路电阻 R=95 ，已知感应电动势的最大值E=n m，其中 m为穿过每匝线圈磁通量的最大值求串联在外电路中交流电流表( 内阻不计 ) 的读数20 1.4 A解：感应电动势最大值：Em=n m，线圈在磁场中转动的周期为T，则有 =2 T，根据闭合电路欧姆定律，电路中电流最大值：，I m=Em (R+r) ，设交流电表的读数为mm×lO-2Wb ，T=3. 14×10-2s，I ，则： I=I 2 ，由题图可知： =1.0解以上各式并代入数据，得，I=1.4
14、 A 点拨：交流电表的读数为交流电的有效值而不差瞬时值 .21 (15 分 ) 某发电厂通过两条电线向远处的用电设备供电，当发电厂输出的功率为P0 时，额定电压为U 的用电设备消耗的功率为P1，若发电厂用一台升压变压器T1 先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，到达用电设备所在地，再通过一台降压变压器T 把电压降到用2优秀学习资料欢迎下载电设备的额定电压，供用电设备使用，如图17 26 所示，这样改动后，当发电厂输出的功率仍为P0，用电设备可获得的功率增加至P2，试求所用升压变压器T1 的原线圈与副线圈的匝数比 N1N2 以及降压变压器T2 的原线圈与副线圈的匝数比n1 n2 各为多少 ?21
15、答案： N1P0P2， n1P2P0P1N2PPnPPP012102解析：没有用变压器之前，输电线上消耗的电功率R10102I0为发电厂的输出电流 )P =PP=IR(式中 R 为输电线电阻，输电线电阻 R=P0P1I 02用电设备的电压为U= P1I 0用了变压器后，输电线上消耗的电功率为PR2=P0 P2=I 2R( 式中的 I 是输电线上的电流，也是升压变压器副线圈和降压变压器原线圈上的电流)由式和式可得II0P0P1P0P2所以 N1I 1P0P2N2IP0P1用电设备获得P2 的功率时，通过用电设备的电流为I 'P2U将式代入后得I '= I0P2P1由式和式得n1I
16、 'P2P0P1.n2IP1P0P222在真空中速度v=6. 4×10 7ms 的电子束连续地射入两平行板间，如图17 6所示极板长 L=8.0 cm ，两板间距 d=5. 0×10-3 m当两板不带电时，电子束沿板间中线通过在两板上加一50 Hz 的交流电压u=U0sin t V 如果 U0 超过某值 UC时，将开始出现电子有时能通过，有时不能通过两板的现象优秀学习资料欢迎下载求：(1)UC的大小(2)U0为何值时才能使电子束通过与间断时间之比为t ：t =2： 1?1222解答： (1) 电子通过平行板所用时间L10 9 sv而交变电压周期 T=10-2 s L v，故对于通过极板的电子来说，板间电压及场强是稳定不变的，每个电子做类平抛运动，水平方向匀速，场强方向匀变速设电子经过平行板的时间为 t ，所受电场力为 FFeUC则 amdm电子束不能通过两极板时有Ltvy1at2d22由以上三式可得md 2v2=91 VUCeL2(2)画图 17 7，分析要满足通过与间断时间之比为2：1Uc=U 0sin3所以 U0=Uc sin=913 V=105V32点拨： 电子通过极板的时间忽略不计，这种情况要特别留心，而求时间之比不借助图象在计算上要复杂得多