交变电流 典型精练
1、某正弦式交流电的电流i 随时间t 变化的图象如图1所示。由图可知( ) A ．电流的最大值为10A B ．电流的有效值为10A C ．该交流电的 D ．该交流电的
2、某交流的电压随时间变化的规律如图2所示，则此交流电的频率为 ，若将该电压加在一阻值为1k Ω的纯电阻用电器，用电器恰能正常工作，则该用电器的额定功率为 。
图1
3、如图甲电路，电阻R 的阻值为50Ω，在ab 间加上图乙所示的正弦交流电，则说法中错误的是（ ）
A ．交流电压的有效值为100V
B ．电流表示数为2A
D ．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍
4、图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是( )
A ．图甲表示交流电，图乙表示直流电
B ．两种电压的有效值都是311V
C ．图甲所示电压的瞬时值表达式为u ＝220sin100πt （V ）
D ．图甲所示电压经原、副线圈匝数比为10:1的理想变压器变压后，功率比为1：1
5、图5（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动，线圈的匝数n =100、电阻r =10 ，线圈的两端经集流环与电阻R 连接，电阻R =90 Ω，与R 并联的交流电压表为理想电表。 在t ＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t 按图5（乙）所示正弦规律变化。 求：（1）交流发电机产生的电动势的最大值； （2）电路中交流电压表的示数。
6、图6所示，一小型发电机内有100n =匝矩形线圈，线圈面积2
0.10m S =，线圈电阻可忽略不计。在外力作用下矩形线圈在0.10T B =匀强磁场中，以恒定的角速度100rad /s ωπ=绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动，发电机线圈两端与100R =Ω的电阻构成闭合回路。求：(1）线圈转动时产生感应电动势的最大值；
(2）从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90º角的过程中通过电阻R 横截面的电荷量； (3）线圈匀速转动10s ，电流通过电阻R 产生的焦耳热。
O i/A t/10-2s
1
2
102 -102
3
-2.0
2.0
3.14
6.28 9.42 Φ/⨯10-2W t /×10-2s O
d O ′
R
B
a
b c V 图5
（甲）
（乙）
0 1
2
3
4 311 －311vb设计模拟密码输入器
u /V
t /(10－2 s)
图甲 0 1
2
3
4 311 －311
u /V
t /(10－2 s)
图乙 图2
R
图6
O ′
O
7、如图7所示，矩形导体线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动，沿着OO ′方向观察，线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感强度为B ，线圈匝数为n ，ab 边的边长为l 1，ad 边的边长为l 2，线圈电阻为R ，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时（ ）
A ．线圈中感应电流的方向为abcda
B ．线圈中的感应电动势为ω22nBl
C ．穿过线圈磁通量随时间的变化率最大
D ．线圈ad 边所受安培力的大小为R
l l B n ω
2
2122 8、如图8所示，理想变压器初级线圈的匝数为n 1，次级线圈的匝数为n 2，初级线圈的两端
a 、
b 接正弦交流电源，电压表V 的示数为220V ，负载电阻Ω=44R ，电流表A 1的示数是。下列判断中正确的是（ ）
A ．初级线圈和次级线圈的匝数比为2：1
B ．初级线圈和次级线圈的匝数比为5：1
C ．电流表A 2的示数为
D ．电流表A 2的示数为
9、如图9所示，一理想变压器的原线圈匝数为11000n =匝，副线圈匝数为2200n =匝，电阻88R =Ω，原线圈
接入一电压()V u t π=的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则( )
A ．副线圈交变电流的频率是100 Hz
B ．1s t =的时刻，电压表的示数为0
C ．变压器的输入电功率为22W
D ．电流表的示数为2.5A
10、某变电站用原副线圈匝数比为n 1：n 2的变压器，将远距离输来的电能送到用户，如图所示。将变压器看作理想变压器，当正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A. 原副线圈电压比为n 2：n 1 B ．原副线圈电流比为n 1：n 2
C ．原副线圈电压比为n 1：n 2
D ．变压器的输入功率与输出功率的比为n 1：n 2
11、理想变压器的原线圈接在u ＝
（100πt ）（V ）的交流电源上，副线圈接有R ＝55 Ω的负载电阻。原、副线圈匝数之比为2∶1。电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是
A ．原线圈中电流表的读数为1 A B
．原线圈中的输入功率为 C ．副线圈中电压表的读数为1102V D ．副线圈中输出交流电的周期为50s 12、图12-1变压器为理想变压器，原线圈的匝数n 1与副线圈的匝数n 2之比为10 : 1，变压器的原线圈接如图12-2所示的正弦式电流，两个20Ω的定值电阻串联接在副线圈两端电压表○V 为理想电表。则
A ．原线圈上电压的有效值为100V
B ．原线圈上电压的有效值约为
C ．电压表○V 的读数为5.0V
D ．电压表○V V
13、图13所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压-时间图象。原、副线圈匝数比n 1∶n 2=10：1，串联在原线圈电路中交流电流表的示数为1A ，则（ ）
A ．变压器原线圈所接交流电压的有效值为220V
B ．变压器输出端所接电压表的示数为222V
C ．变压器输出端交变电流的频率为50Hz
D ．变压器的输出功率为2202W
图9
图8
a
b 10-2s
-2s
图12-1
图7
14、图14为理想变压器原线圈所接交流电压的图象。原、副线圈匝数比10∶1，原线圈电流为1A ，正确的是( ) A ．变压器输出端的交流电频率为100Hz B ．变压器输出端的电流为102A C ．变压器输出端电压为22V D ．变压器的输出功率为2002W
15、如图所示，理想变压器副线圈通过导线接两个相同的灯泡L 1和L 2。导线的等效电阻为R 。现将原来断开的开关S 闭合，若变压器原线圈两端的电压保持不变，则下列说法中正确的是( )
A ．副线圈两端的电压不变
B ．通过灯泡L 1的电流增大
C ．原线圈中的电流减小
D ．变压器的输入功率减小 16、某发电站采用高压输电输电。若输送的总功率为P 0，输电电压为U ，输电导线的总电阻为R 。则正确的是( )
A ．输电线上的电流R U
I = B ．输电线上的电流U
P I 0=
C ．输电线上损失的功率R U P P 20)(=
D ．输电线上损失的功率R
U P 2
=
17、某小型水电站的电能输送示意图如图17所示，发电机通过升压变压器T 1和降压变压器T 2向用户供电。已知输电线的总电阻为R ，降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端交变电压220sin100V u t π＝，降压变压器的副线圈与阻值011R =Ω的电阻组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（ ）
A ．通过R 0电流的有效值是20A
B ．降压变压器T 2原、副线圈的电压比为4：1
C ．升压变压器T 1的输出电压等于降压变压器T 2的输入电压
D ．升压变压器T 1的输出功率大于降压变压器T 2的输入功率
18、图18所示，一交流发电机E ，通过理想升压变压器T 1和降压变压器T 2向远处用户供电，输电线的总电阻为
R 。T 1的输入电压和输入功率分别为U 1和P 1，它的输出电压和输出功率分别为U 2和P 2；T 2的输入电压和输入功率分别为U 3和P 3，它的输出电压和输出功率分别为U 4和P 4。设T 1的输入电压U 1一定，当用户消耗的电功率变大时，有( )
A ．U 2减小，U 4变大
B ．U 2不变，U 3变小
C ．P 1变小，P 2变小
D ．P 2变大，P 3变大 19、两个相同的白炽灯泡L 1和L 2接到如图20所示的电路中，灯L 1与电容器串联，灯L 2与电感线圈串联。当a 、b 间处接电压最大值为U m 、频率为f 的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后，灯L 1的亮度低于灯L 2的亮度。新电源两极的电压最大值和频率可能是（ ）
A. 最大值仍为U m ，而频率大于f
B. 最大值仍为U m ，而频率小于f
C. 最大值大于U m ，而频率仍为f
D. 最大值小于U m ，而频率仍为f
20、某山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至村寨中各用户。设变压器都是理想的，那么随着村寨中接入电路的用电器消耗总功率的增加，则( )
图19
L 2
a b
U 1 图18
P 1
R
E U 3 U 2 U 4 P 2
P 3
P 4
～
T 1
T 2
/V 0
t /s
－2
2
0.01
0.02 图14
T 2
T 1
0 图17
R
～
A ．通过升压变压器初级线圈中的电流变大
B ．升压变压器次级线圈两端的电压变小
C ．高压输电线路上的电压损失变大
D ．降压变压器次级线圈两端的电压变小
21、两只相同的白炽灯L 1和L 2，分别与电容器C 和电感线圈L 串联，接在如图21所示的电路中。将a 、b 接在电压最大值为U m 、频率为f 的正弦交流电源E 1两极之间时，两只灯泡都发光，且亮度相同。若更换一个新的正弦交流电源E 2后，灯L 2的亮度高于灯L 1的亮度。则新电源E 2的电压最大值和频率可能是（ ）
A ．最大值仍为U m ，而频率大于f
B ．最大值仍为U m ，而频率小于f
C ．最大值大于U m ，而频率仍为f
D ．最大值小于U m ，而频率仍为f
22、如图所示，三只完全相同的灯泡a 、b 、c 分别与电阻R 、电感L 、电容C 串联，再将三者并联，接在220V ，50Hz 的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。若将交变电压改为220V ，25Hz ，则( )
A ．三只灯泡亮度不变
B ．三只灯泡都将变亮
C ．a 亮度不变，b 变亮，c 变暗
D ．a 亮度不变，b 变暗，c 变亮
23、如图所示，三只完全相同的灯泡a 、b 、c 分别与电阻R 、电感L 、电容C 串联，再将三者并联，接在“220V ，50Hz ”的交变电压两端，三只灯泡亮度相同，若将交变电压改为“220V ，500Hz ”，则( )
A 三只灯泡亮度不变
B 三只灯泡都将变亮
C
a 亮度不变，
b 变亮，
c 变暗 D
a 亮度不变，
b 变暗，
c 变亮
24、如图所示，把电阻R 、电感线圈L 、电容器C 分别串联一个灯泡后，并联接在交流电源的两端，三盏灯亮度相同。要使灯泡L 1变暗、灯泡L 2变亮，下列措施中可行的是( )
A ．只减小交流电的电压
B ．只增大交流电的电压
C ．只减小交流电的频率
D ．只增大交流电的频率
25（2011东城）如图所示，当交流电源的电压为220V ，频率为50Hz 时，三只灯泡L 1、L 2、L 3亮度相同。若保持交流电源的电压不变，只将其频率改变为100Hz ，则( )
A ．L 1、L 2、L 3亮度都比原来亮
B ．只有L 1的亮度比原来亮
C ．只有L 2的亮度比原来亮
D ．只有L 3的亮度比原来亮
26（2010西城）如图所示，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件R 、电感元件L 和电容元件C 。若用I R 、I L 、I c 分别表示通过R 、L 和C 的电流，则下列说法中正确的是( )
A ．若M 、N 接正弦式交流电，则I R ≠0、I L ≠0、I C =0
B ．若M 、N 接正弦式交流电，则I R ≠0、I L ≠0、I
C ≠0 C ．若M 、N 接恒定电流，则I R ≠0、I L ≠0、I C ≠0
D ．若M 、N 接恒定电流，则I R ≠0、I L ≠0、I C =0
1、B
2、25Hz ；24.2W
3、C
4、D
5、m 200 V E = 902V 127 V U IR ===
6、（1）线圈中感应电动
势的最大值 2
m 3.110V E nBS ω==⨯ (2）21.010C nSB
Q I t Q R
-∆==
=⨯＝3）34.910J Q =⨯热 7、CD 8、BC 9、C 10、C 11、A 12、BD 13、AC 14、C 15、A 16、BC 17、AB 18、BD 19、B 20 、ACD 21、 B 22、C 23、D 24、D 25、B 26、B
~
a b c
R L C 图21
L 1 L 2 a b L
C
R C L L 1
L 2
L 3
~ u
～
L 1 L 2 C L R
L 3
N
M
R L
C
选修3-2 §5.1《交变电流》
教学目标
知识与技能：
（1）使学生理解交变电流的产生原理，知道什么是中性面。
（2）掌握交变电流的变化规律及表示方法。
（3）理解交变电流的瞬时值和最大值及中性面的准确含义。
过程与方法：
（1）掌握描述物理量的三种基本方法（文字法、公式法、图象法）。
（2）培养学生观察能力，空间想象能力以及将立体图转化为平面图形的能力。（3）培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。
情感、态度与价值观：
培养学生理论联系实际的思想
教学重点：交变电流产生的物理过程的分析
教学难点：交变电流的变化规律及应用
教学过程：
新课导入：
今天我们开始学习交变电流，交变电流是电磁感应现象的进一步延伸。
新课教学：
（一）探究手摇交流发电机输出电流的特点：
实验一：用手摇交流发电机对小灯泡供电
现象：小灯泡一闪一闪地发光
结论：电流的大小是周期变化的
实验二：用手摇交流发电机对并联的反向的发光二极管供电
现象：两个发光二极管轮流发光
结论：电流的方向是周期变化的
小结：手摇交流发电机的输出电流的大小和方向都随时间
做周期性的变化。
大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流，简称交流（AC）
方向不随时间变化的电流称为直流（DC）Array
大小、方向均不随时间变化的电流叫恒定电流。
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