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本章测评
一、选择题
1.交流发电机的线圈在匀强磁场中转动,当线圈平面通过中性面时,下列说法正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势最大
B.穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势最大
C.穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势等于零
D.穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势等于零
2.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的交变电流电动势如图5-1所示,下面说法正确的是( )
图5-1
A.交流电动势的最大值为20 V B.交流电动势的有效值为10 V
C.交流电动势的频率为50 Hz D.交流电动势的周期为0.04 s
3.一只“220 V 100 W”的灯泡接在u=311sin314t V的交变电源上,则下列判断正确的是( )
A.灯泡能正常发光 B.与灯泡串联的电流表的读数为0.45 A
C.与灯泡并联的电压表的读数为220 V D.通过灯泡的电流表达式为i=0.64sin314t A
4.如图5-2所示电路中,a、b两端连接的交流电源既含高频交流,又含低频交流;L是一个25 mH的高频扼流圈,C是一个100 pF的电容器,R是负载电阻,下列说法正确的是( )
图5-2
A.L的作用是“通低频,阻高频”
B.C的作用是“通交流,隔直流”
C.C的作用是“通高频,阻低频”
D.通过R的电流中,低频电流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比
5.在交流电路中,如果电源电动势的最大值不变,频率可以改变,在如图5-3所示的电路a、b两点间逐次将图中的电路元件(1)、(2)、(3)单独接入,当使交变电流频率增加时,可以观察到下列所述的哪一种情况( )
图5-3
A.A1示数不变,A2增大,A3减小 B.A1示数减小,A2不变,A3增大
C.A1示数增大,A2不变,A3减小 D.A1、、A2、A3的示数均不变
6.一个理想变压器,原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2,正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2,I1和I2,P1和P2,已知n1>n2,则( )
A.U1>U2,P1<P2 B.P1=P2,I1<I2
C.I1<I2,U1>U2 D.P1>P2,I1>I2
7.理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶10,则正常工作时,变压器的输入功率与输出功率之比为( )
A.1∶10 B.10∶1 C.1∶1 D.1∶100
8.某发电厂原来用11 kV的交流电压输电,后来改用升压变压器将电压升高到220 kV输电,输送的电功率都是P.若输电线路的电阻为R,则下列说法正确的是( )
A.据公式I=P/U,提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20
B.据公式I=U/R,提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍
C.据公式P=I2R,提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400
D.据公式P=U2/R,提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍
9.一个小水电站,输出的电功率为20 kW,输电线总电阻为0.5 Ω,如果先用400 V的电压输送,后又改用2 000 V的电压输送,则输送电压提高后,输电导线上损失的电功率变化情况是( )
A.减少50 W B.减少1 200 W
C.减少7.68×106 W D.增大7.68×106 W
二、填空题
10.如图5-4所示为一理想变压器,它的原线圈接在交流电源上,副线圈接有一个标有“12 V 100 W”字样的灯泡,已知变压器原、副线圈的匝数比为18∶1,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为__________ V,电流表的读数为__________ A.
图5-4
11.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动,转速为240 r/min,若线圈平面转至与磁感线平行时的电动势为2 V,则从中性面开始计时,所产生的感应电动势表达式为e=__________ V.从中性面起经1/48 s,感应电动势的大小为__________.
12.一阻值恒定的电阻器,当两端加上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,最大值为__________ V.
三、综合题
14.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈的转速为240 r/min,已知这个线圈平面转到与磁场方向平行时的感应电动势为2 V,某时刻该线圈平面与中性面重合,从此时刻起的1/48 s内,线圈内的平均感应电动势是多少?在1/48 s时,线圈中的瞬时电流是多大?(已知线圈的总电阻为0.5 Ω)
15.如图5-5所示,某发电厂的输出电压恒定,分别用甲、乙两种线路向同一用电器送电,用电器上的功率相同,甲线路中不用变压器,线路总电阻为0.9 Ω;乙线路中在用电器处装原、副线圈匝数比为9∶10的升压变压器,线路总电阻为1.8 Ω.求:
图5-5
(1)两种输电方式中线路损失的功率之比;
(2)用电器的电阻.
16.如图5-6所示,一个小型旋转电枢式交流发电机,其矩形线圈长度为a、宽度为b,共有n匝,总电阻为r,与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻,线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速转动,沿转轴OO′方向看去,线圈转动方向沿顺时针.求:
图5-6
(1)从图中画出线圈经过图示位置时通过电阻R上的感应电流的方向;
(2)从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)开始计时,经多长时间,通过电阻R上的电流的瞬时值第一次为零;
(3)与电阻并联的交流电压表的示数是多大.
17.供电网中某一居民小区的用户变压器输入电压为U1=1×104 V,此变压器的匝数比为125∶3.原来小区各用户用电总功率为44 kW,由于用电功率随生活条件的改善而增加,现在小区各户居民用电总功率增加到88 kW,打算在不改变线路的情况下更换一台用户变压器.设新用户变压器的输入电压仍为U1=1×104 V不变,且用电器户正常工作电压为220 V.求:
(1)居民小区输电线路的电阻R线;
(2)新更换的用户变压器的原、副线圈匝数比.
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