1、第3、4章交变电流远距离输电单元测试一、选择题:(60分)在每小题给出的四个选项中,有的只有一项是正确的,有的有多个选项正确,全选对的得5分,选对但不全的得3分,选错的得0分。1.一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速度转动,产生的交变电动势的瞬时表达式为e=10sin4tV,则A.该交变电动势的频率为2HzB.零时刻线圈平面与磁场垂直C.t=0.25s时,e达到最大值D.在1s时间内,线圈中电流方向改变100次2.交流发电机工作的电动势为e=E0sint,若将其电枢的转速提高1倍,其他条件不变,则其电动势变为A.E0sinB.2E0sinC.E0sin2tD.2E0sin2t3.图甲为某型号电热毯的
2、电路图,将电热丝接在u=156sin120t V的电源上,电热毯被加热到一定温度后,由于P的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过,即电压变为图乙所示的波形,从而进入保温状态,若电热丝的电阻保持不变,则此时交流电压表的读数是A.156VB.110VC.78VD.55V4.交变电源的电压是6V,它跟电阻R1、R2及电容器C、电压表V一起连接组成的电路如图所示,图中电压表的读数为U1,为了保证电容器C不被击穿,电容器的耐压值应是U2,则A.U2=6VB.U2=6VC.U26VD.U26V5.如图所示,把电阻、电感器、电容器并联接到一交流电源上,三个电流表的示数相同,若保持电源电压不变,而将频率
3、加大,则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是A.I1=I2=I3B.I1I2I3 C.I2I1I3D.I3I1I26.在绕制变压器时,某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上,当通以交变电流时,每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,另一半通过中间的臂,已知线圈1、2的匝数之比为n1:n2=2:1,在不接负载的情况下A.当线圈1输入电压220V时,线圈2输出电压为110VB.当线圈1输入电压220V时,线圈2输出电压为55VC.当线圈2输入电压110V时,线圈1输出电压为220VD.当线圈2输入电压110V时,线圈1输出电压为110V7.如图所示,有一理想变压器,原、
4、副线圈的匝数比为n,原线圈接正弦交流电压U,输出端接有一个交流电流表和一个电动机,电动机线圈电阻为R,当输入端接通电源后,电流表读数为I,电动机带动一重物匀速上升,下列判断正确的是A.电动机两端电压为IRB.电动机消耗的功率为I2RC.原线圈中的电流为nID.变压器的输入功率为8.钳形电流表的外形和结构如图甲所示。图甲中电流表的读数为1.2A,图乙中用同一电缆线绕了3匝,则A.这种电流表能测直流电流,图乙的读数为2.4AB.这种电流表能测交流电流,图乙的读数为0.4AC.这种电流表能测交流电流,图乙的读数为3.6AD.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图乙的读数为3.6A9.如图所示,
5、灯泡L1和L2的规格完全相同,原线圈匝数比副线圈匝数多,下列判断中正确的是(). (A)变压器工作时,两灯有可能同时正常发光(B)L2正常工作时,L1比L2暗(C)L2正常T作时,L1可能已烧毁(D)L1正常T作时,如可能已烧毁10.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为20:1,原线圈接正弦交流电源,副线圈接入“220V,60W”灯泡一只,且灯泡正常发光,则A.电流表的示数为AB.电源输出功率为1200WC.电流表的示数为AD.原线圈端电压为11V11.下列关于电磁场和电磁波的认识,正确的是均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场 电磁波和机械波一样依赖于媒质传播 电磁波中每处的电场强
6、度和磁感应强度总是互相垂直,且与波的传播方向垂直 只要空间某个区域有振荡的电场或磁场,就能产生电磁波A.B.C.D.12.某电路中电场随时间变化的图象如图所示,能发射电磁波的电场是哪一种tEOAtEOBtEOCtEOD 二、实验题:(17分)把答案填在题中的横线上或按题目要求答题。13.(1)如果在示波器荧光屏上发现水平方向有一亮斑自左向右的移动图形,现要使它在水平方向出现一条亮线的办法是()A.顺时针旋转辉度调节旋钮B.调节衰减旋钮C.调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮,增大扫描频率D.调节Y增益旋钮(2)如图(1)所示,利用示波器观察亮斑在竖直方向的偏移时,下列做法正确的是A.示波器的扫描范围
7、应置于“外X”档B.“DC”“AC”开关应置于“DC”位置C.当亮斑在图(2)所示A位置时,将图(1)中滑线变阻器滑动触头向左移动,则A点下移D.改变图(1)中电池的极性,图(2)中的亮斑将向下偏移(3)右图中为示波器面板,屏幕上显示的是一亮度很低,线条纹粗且模糊不清的波形.若要增大显示波形的亮度,应调节旋钮.若要屏上波形线条变细且边缘清晰,应调节旋钮.若要将波形曲线调至屏中央,应调节和旋钮.(4)若在示波器的“Y输入”和“地”之间加上如图所示的电压,而扫描范围旋钮置于“外X档”,则此时屏上应出现的情形是三、计算题:(43分)解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后的答案的不
8、能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。14.用均匀导线弯成正方形闭合线框abcd,线框每边长8.0cm,每边的电阻值为0.010.把线框放在磁感应强度B=0.050T的匀强磁场中,并使它绕轴OO以=100rads的匀角速度旋转,旋转方向如图所示.已知轴OO在线框平面内,并且垂直于B,Oc=3Ob,Od=3Oa,.当线框平面转至和B平行的瞬时(如图中所示),Uab(即UaUb)为何值?15.如图所示,有一台电阻为1的发电机,供给一学校照明用电,如升压变压器匝数比1:4,输电线的总电阻R=4,全校共有22个班,每班有“220V,40W”灯6盏,若保证全部电灯正常发光,则:(1)发电
9、机电动势多大?(2)发电机的功率多大?(3)输电效率是多少?(4)若使用灯数减半并正常发光,发电机输出功率是否减半?16.如图所示,长为L、相距为d的两平行金属板与电源相连,一质量为m、带电量为q的粒子以速度v0沿平行于金属板的中间射入两板之间,从粒子射入时刻起,两板间所加交变电压随时间变化的规律如图所示,试求:(1)为使粒子射出电场时的动能最大,电压U0最大值为多大?(2)为使粒子射出电场时的动能最小,所加电压U0和周期各应满足什么条件?17.曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机,图(a)为其结构示意图,图中N、S是一对固定的磁极,abcd为固定在转轴上的矩形线框,转轴过bc边中
10、点、与ab边平行,它的一端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘相接触,如图(b)所示,当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而使线框在磁极间转动,设线框由N=800匝线圈组成,每匝线圈的面积S=20cm2,磁极间的磁场可视作匀强磁场,磁感应强度B=0.010T,自行车车轮的半径R1=35cm,小齿轮的半径R2=4.0cm,大齿轮的半径R3=10.0cm(见图b),现从静止开始使大齿轮加速转动,问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U=3.2V?(假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动)参考答案一、选择题15:AB D C D D610:BD D C B C 1
11、112:C D 二、实验题13.(1)C (2)ABD (3)辉度 聚焦 垂直位移 水平位移 (4)A14. 0.016V15.(1)250v(2)P=6103W=6kW(3)=97.3% (4)灯减半时,输出功率减小,比一半多16.(1)v0= (2)v0(n=1,2),T=(n=1,2,)详解:(1)既要能飞出电场,又要电场力做功最多,必是一直做类平抛运动,且最大纵向位移为。故:=(2)要使粒子动能最小,即电场力做功为零,在电场中飞行时间为周期整数倍,即=nT,故周期满足条件为:T=(n=1,2,)即:(n=1,2,)17.w=3.2rad/s解:自行车车轮转动时,通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动,线框中产生一正弦交流电动势,其最大值Em=NBS0(上式中,0为线框转动角速度,即摩擦小轮的角速度)发电机两端电压的有效值U= 设自行车车轮转动的角速度为1,由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动,有R11=r00小齿轮转动的角速度与自行车轮轮转动角速度相同,也为1,设大齿轮转动的角速度为,有:R3=R21由以上各式得 =代入数据:=3.2rad/s