训练8 恒定电流和交变电流一、单项选择题1．如图8－18所示，是一个正弦式交变电流的图象，下列说法正确的是( )． 图8－18A．周期是0.2s，电流的峰值是10AB．周期是0.15s，电流的峰值是10AC．频率是5Hz，电流的有效值是10AD．频率是0.2Hz，电流的有效值是7.07A图8－192．在如图8－19所示的电路中，R1、R2、R3均为可变电阻．当开关S闭合后，两平行金属板M、N中有一带电液滴正好处于静止状态．为使带电液滴向上加速运动，可采取的措施是( )．A．增大R1B．减小R2C．减小R3D．增大M、N间距3．现用电压为380V的正弦式交流电给额定电压为220V的电灯供电，以下电路中不可能使电灯正常发光的有( )．8\n4．(2012·浙江理综，17)功率为10W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60W的白炽灯，均用10W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( )．A．8×108kW·hB．8×1010kW·hC．8×1011kW·hD．8×1013kW·h5．(2012·海南单科，4)如图8－20所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V，6W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是( )．图8－20A．120V,0.10AB．240V,0.025AC．120V,0.05AD．240V,0.05A6．(2012·重庆理综，15)如图8－21所示，理想变压器的原线圈接入u＝11000sin100πt(V)的交变电压，副线圈通过电阻r＝6Ω的导线对“220V/880W”的电器RL供电，该电器正常工作．由此可知( )．图8－21A．原、副线圈的匝数比为50∶18\nB．交变电压的频率为100HzC．副线圈中电流的有效值为4AD．变压器的输入功率为880W二、多项选择题7．如图8－22所示是一台家用台灯亮度调节原理图，自耦变压器接入正弦交流电压，电流表、电压表为理想的．若将调压端的滑动触头P向上移动，则( )．图8－22A．电压表V的示数变大B．变压器的输出功率变大C．电流表A的示数变小D．电流表A的示数变大图8－238．(2012·皖北高三联考)如图8－23所示，理想变压器原线圈与频率为50Hz的正弦交流电源相连，两个阻值均为20Ω的电阻串联后接在副线圈的两端．图中的电流表、电压表均为理想电表，原、副线圈分别为200匝、100匝，电压表的示数为5V，则( )．A．电流表的示数为0.5AB．流过电阻的交流电的频率为100HzC．交流电源输出电压的有效值为20VD．交流电源的输出功率为2.5W9．(2012·山东理综，18)图8－24甲是某燃气炉点火装置的原理图．转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体．以下判断正确的是( )．8\n图8－24A．电压表的示数等于5VB．电压表的示数等于VC．实现点火的条件是>1000D．实现点火的条件是<100010．(2012·北京适应性练习)如图8－25所示，理想变压器的原线圈匝数n1＝1600匝，副线圈匝数n2＝800匝，交流电源的电动势瞬时值e＝220sin(100πt)V，交流电表Ⓐ和的内阻对电路的影响可忽略不计．则( )．图8－25A．当可变电阻R的阻值为110Ω时，变压器的输入功率为110WB．当可变电阻R的阻值为110Ω时，电流表Ⓐ的示数为2AC．当可变电阻R的阻值增大时，电压表的示数增大D．通过可变电阻R的交变电流的频率为50Hz11．2011年9月28日，中国第二条特高压交流电项目获批，国家电网副总经理舒印彪表示：该公司第二条特高压交流电项目已获得发改委批准，投资规模、线路长度和输电容量都比之前项目大一倍以上．如图8－26所示是远距离输电示意图，电站的输出电压U1＝250V，输出功率P1＝100kW，输电线电阻R＝8Ω.则进行远距离输电时，下列说法正确的是( )．8\n图8－26A．若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小B．若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大C．输电线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比＝D．用10000V高压输电，输电线损耗功率为8000W三、计算题12．(2012·江苏调研卷五，15)如图8－27所示，在磁感应强度为B＝2T，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一个由两条曲线状的金属导线及两电阻(图中黑点表示)组成的固定导轨，两电阻的阻值分别为R1＝3Ω、R2＝6Ω，两电阻的体积大小可忽略不计，两条导线的电阻忽略不计且中间用绝缘材料隔开，导轨平面与磁场垂直(位于纸面内)，导轨与磁场边界(图中虚线)相切，切点为A.现有一根电阻不计、足够长的金属棒MN与磁场边界重叠，在A点对金属棒MN施加一个方向与磁场垂直、位于导轨平面内、并与磁场边界垂直的拉力F，将金属棒MN以速度v＝5m/s匀速向右拉，金属棒MN与导轨接触良好，以切点为坐标原点，以F的方向为正方向建立x轴，两条导线的形状符合曲线方程y＝±2sinm.求：图8－27(1)感应电动势e的大小与金属棒的位移x的关系式；(2)整个过程中力F所做的功．参考答案8\n1．A [由题中图象可知T＝0.2s，Im＝10A，故频率f＝＝5Hz，I＝＝7.07A，A正确，B、C、D错误．]2．B [由题图可知R2、R3串联后接在电源两端，电容器稳定后获得的电压UC＝E与R1无关，所以只有B项能使UC变大．]3．D [由题图可知，A、B选项中均有电阻分压，可以使电灯正常发光；C选项为降压变压器，通过变压器降压也可以使电灯正常发光；D选项为升压变压器，电灯两端的电压要大于380V，不可行．]4．B [按每户一天亮灯5小时计算，每户一年节省的电能为(2×60－2×10)×10－3×5×365kW·h＝182.5kW·h，假设全国共有4亿户家庭，则全国一年节省的电能为182.5×4×108kW·h＝7.3×1010kW·h，最接近于B选项，故选项B正确，选项A、C、D错误．]5．D [副线圈电压U2＝12V，由＝得U1＝240V，副线圈中电流I2＝2×＝1A，由＝得I1＝0.05A．]6．C [由电器RL正常工作，可得通过副线圈的电流为I＝＝A＝4A，故C对；副线圈导线所分电压为Ur＝4×6V＝24V，副线圈两端电压U2＝220V＋24V＝244V，因此原、副线圈的匝数比＝＝＝，故A错；又P1＝P2＝U2I2＝244×4W＝976W，故D错；交变电压的频率f＝＝50Hz，故B错．]7．ABD [当滑动触头P向上移动时，自耦变压器“副线圈”匝数增大，由＝可知“副线圈”两端电压增大，台灯的功率变大，A、B正确；由于理想变压器输入功率与输出功率相等，且输入电压不变，故电流表示数变大，C错误、D正确．]8．CD [根据题述电压表的示数为5V可知，变压器输出电压为10V，利用变压器变压公式可得交流电源的输出电压即变压器输入电压的有效值为20V，选项C正确；变压器输出功率为W＝2.5W，交流电源的输出功率为2.5W，选项D正确；由2.5＝20×I得电流表的读数为0.125A，选项A错误；变压器不能改变交流电的频率，流过电阻的交流电的频率为50Hz，选项B错误．本题选项D正确．]9．BC [由u－t图象知，变流电压的最大值Um＝5V，所以电压表的示数U8\n＝＝V，故选项A错误、选项B正确；变压器副线圈电压的最大值U2m＝5000V时，有效值U2＝＝V，根据＝，所以点火的条件>＝1000，故选项C正确、选项D错误．]10．AD [由＝可知，副线圈的电压瞬时值U＝110·sin(100πt)V，故可变电阻R的阻值为110Ω时，可变电阻消耗的功率为P＝，则变压器的输入功率为110W，选项A正确．电流表示数为电流的有效值，经计算可知应为1A，选项B错误．由于原、副线圈的匝数比确定，则副线圈电压恒定，选项C错误．变压器并不改变电流的频率，原线圈中电流的频率为50Hz，故副线圈中电流的频率为50Hz，选项D正确．]11．AC [由＝知U1不变时，U2也不变，故B错；由U3＝U2－R，知电站的输出功率突然增大，U3减小，又＝，故U4也减小，A正确；I1＝＝400A，I2＝＝25A，＝＝＝，所以C正确；用10000V高压输电，即U2′＝10000V，I2′＝＝10A，ΔP′＝I2′2R＝8×102W．所以D错误．]12．解析 (1)金属棒切割磁感线的有效长度设为l，则l＝2|y|＝4sinm所以e＝Blv＝40sinV又x＝vt，所以e＝40sinV.(2)由于金属棒做匀速运动，力F所做的功等于电路中电流所做的功．有效值E＝＝40V，金属棒切割磁感线的时间t1＝＝1.6s，电路中总电阻R＝＝Ω＝2Ω，8\n拉力F所做的功W＝Q热＝t1＝1280J.答案 见解析8
