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高二物理第五章交变电流复习测试题

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高中物理 第五章 交变电流单元练习1高二物理试题

高中物理 第五章 交变电流单元练习1高二物理试题

点囤市安抚阳光实验学校第五章交变电流单元练习一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.交变电流电压的有效值为6V，它和电阻R1、R2及电容器C、电压表一起连接成如图所示的电路，图中电压表的读数为U1，为了保证电容器C不被击穿，电容器的耐压值为U2，电容器在电路中正常工作，则（）A. U1=6V U2=6 VB. U1=6 V U2=3VC. U1=6V U2≥6VD. U1=6 V U2≥6V2.将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示，下列说法正确的是（）3.4.A. 电路中交变电流的频率为50HzB. 通过电阻的电流为AC. 电阻消耗的电功率为2.5WD. 用交流电压表测得电阻两端的电压是5V5.如图所示，M是一个小型理想变压器，原副线圈匝数之比n1：n2=10：1，接线柱a、b接上一个正弦交变电源，电压u =220sin100πtV．变压器右侧为一火警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料（电阻随温度升高而减小）制成的传感器，R 1为一值电阻．下列说法中正确的是（）A. 电压表示数为22 VB. 当传感器R2所在处出现火警时，电压表的示数增大C. 当传感器R2所在处出现火警时，电流表的示数减小D. 当传感器R2所在处出现火警时，电阻R1的功率变大6.如图甲所示，在匀强磁场中，一巨型金属线圈两次不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的e-t图象分别如图乙中曲线a、b所示，则（）7.A. 两次t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零B. 曲线a表示的交变电动势的最大值为25HzC. 曲线b表示的交变电动势有效值为15VD. 曲线a、b对的线圈转速之比为3：28.如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与盒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的三种元件串联，再将三者并联，接在正弦交变电路中，三只灯泡亮度相同．若保持电路两端电压有效值不变，将交变电流的频率增大，观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c 亮度不变．则三个盒子中的元件可能是（）A. Ⅰ为电阻，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电感器B. Ⅰ为电感器，Ⅱ为电阻，Ⅲ为电容器C. Ⅰ为电感器，Ⅱ为电容器，Ⅲ为电阻D. Ⅰ为电容器，Ⅱ为电感器，Ⅲ为电阻9.如图所示电路中AB两端加交流电压u=141sin157tV时，小灯泡发光，若AB间电压换为如下四种情况时（小灯泡都没有被烧毁），可以使小灯亮度增加的是（）A. 交流电压u=141sin314tVB. 直流电压100VC. 交流电压u=141sin100tVD. 直流电压141V10.某同学想用220V交流作为小型收录机的电源．他先制作了一个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台220V/6V的变压器，如图所示．他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线比b、c引线粗．他不知道如何接法，也没有相的说明书．你能帮他判断一下吗？下列几种接法正确的是（）A. a、d接220V，b、c接6VB. a、d接6V，b、d接220VC. a、c接220V，b、d接6VD. a、c接6V，b、d接220V11.理想变压器正常工作时，原、副线圈中数值上可能不相的物理量是（）A. 原、副线圈中的磁通量的变化率B. 原、副线圈中电流的频率C. 原、副线圈两端的电压D. 原、副线圈中的电功率二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）12.如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u=220sin100πt（V），交流电压表V接在副线圈c、d两端（不计导线电阻），原、副线圈的匝数比n1：n2=10：1．原来开关S是断开的，则当S闭合一段时间后（）13.14.A. 交流电压表示数不变，示数为22VB. 交流电流表示数为0C. 灯泡L的亮度与开关S闭合前相同D. 若开关S始终闭合，仅改变u，使u=220sin200πt（V），则交流电流表的示数增大15.如图，理想变压器的原副线圈匝数之比为n1：n2=5：1，原线圈回路中电阻A与副线圈回路中负载电阻B阻值相．a、b端接正弦式交变电压，则（）A. A、B两电阻两端的电压之比为5：1B. A、B两电阻消耗的电功率之比为1：25C. 通过A、B两电阻的电流之比为1：5D. 通过A、B两电阻的电流频率之比为1：116.某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电．已知输电线的总电阻为R，降压变压器T2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u =220sin100πt V，降压变压器的副线圈与阻值R0=11Ω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R0电流的有效值是20AB. 降压变压器T2原、副线圈的电压之比为4：1C. 升压变压器T1的输出电压于降压变压器T2的输入电压D. 升压变压器T1的输出功率于降压变压器T2的输入功率17.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至的输电导线总电阻为R，通过导线的电流为I，得到的电压为U2，则输电线上损耗的功率可表示为（）A. B. C. IU1 D. I（U1-U2）18.在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用输电导线上的总电阻为R，输电线上损耗的电功率为P1，用户得到的电功率为P2，用户得到的电压为U2，在忽略其他损失的情况下，下列表达式中正确的是（）A. P1=B. P2=2RC. P2=P -2RD. U2=U -三、计算题（本大题共2小题，共20.0分）19.某发电机输出功率是100kW，输出电压是250V，从发电机到用户间的输电线总电阻R是8Ω，要使输电线上的功率损失为5%，而用户得到的电压正好为220V，求升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比各是多少？20.如图，发电机转子是n匝面积为S的矩形线圈，将它置于磁感强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以角速度ω做匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，已知线圈的总电阻为r，外电路上小灯泡的电阻为R，其余电阻均不计，试求：21.（1）发电机的感电动势的峰值．22.（2）从图示位置开始计时，发电机的感电动势的瞬时值表达式．23.（3）小灯泡的功率．24.25.26.27.28.29.30.答案和解析【答案】1. D2. C3. D4. D5. C6. A7. B8. C9. ACD 10. BCD11. AB 12. AD 13. CD14. 解：由P=UI可得：升压变压器的原线圈输入电流：输电线上损失的功率：由P损=I2R 得；输电线上的电流由得：升压变压器的匝数比用户得到的功率P4=P3=P1-P损=100×103-5×103W=95×103W由P=UI 可得：降压变压器原线圈两端的电压由得：降压变压器的匝数比：答：升压变压器和降压变压器的匝数比1分别为：1：16 190：11．15. 解：（1）发电机产生的最大感电动势E m=nBSω （2）线圈从与中性面垂直开始计时，故发电机产生的感电动势的瞬时表达式为e=nBSωcosωt（3）发电机产生的有效值E =，根据闭合电路的欧姆律可知小灯泡的功率为P ==答：（1）发电机的感电动势的峰值为nBSω．（2）从图示位置开始计时，发电机的感电动势的瞬时值表达式为e=nBSωcosωt（3）小灯泡的功率为．【解析】1. 解：交流电源的电压是6V，而电压表测量的是交流电的有效值，则电压表的示数为U1=6V；因正弦式交流电的最大值是有效值的倍，则知电压的最大值为6V，所以电容器要能正常工作，其耐压值必须不低于6V，即U2＞6V．故D正确，ABC错误．故选：D．正弦式交流电的最大值是有效值的倍．电容器C的耐压值是电容器所能承担的最大电压．本题考查交流电的有效值和最大值的性质，要注意在交流电路中，电容器的耐压值要大于交流电的最大值的大小，而不是交流电的有效值的大小，而电表测量值即为有效值．2. 解：A、由图知周期为0.04S，则f ==25Hz，则A错误B、电压最大值为5V，则有效值为U =V，则电流为I ==A，则B错误C、电功率：P ===2.5W，则C正确D 、电压表测量的为有效值，为V，则D错误故选：C通过电源电动势随时间变化的规律图象可以求出该交流电的周期、频率以及有效值，注意计算功率、流过电阻的电流、以及电压表的示数均为有效值．注意交流电有效值的求法，以及有效值的用．求电功率、电表示数均指有效值3. 解：A、由图象可知，输入的电压为220V，变压器的电压与匝数成正比，由此可得副线圈的电压为22V，电压表测的是半导体热敏材料的电压，R1，R2的总电压为22V，所以电压表的示数小于22V，所以A错误；B、当出现火警时，温度升高，电阻R2减小，副线圈的电流变大，所以R1的电压要增大，由于副线圈的总电压不变，所以R2的电压就要减小，所以B错误；C、由B的分析可知，副线圈的电阻减小，副线圈的电流变大，所以原线圈的电流也就要增大，所以C错误；D、由B的分析可知，副线圈的电阻减小，副线圈的电流变大，由于R1的电阻不变，由P=I2R1可知，电阻R1的功率变大，所以D正确．故选：D．输出电压是由输入电压和匝数比决的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决的，电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可．本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率问题彻底理解．4. 解：A、在t=0时刻，线圈一处在中性面上，此时磁通量最大，故A错误；B、曲线a的交变电流的频率f ===50Hz；故B错误；CD、由图可知，a的周期为2×10-2s；b的周期为3×10-2s，则由n=可知，转速与周期成反比，故曲线a、b对的线圈转速之比为3：2，曲线a表示的交变电动势最大值是30V，根据E m=nBSω得曲线b表示的交变电动势最大值是20V，则有效值为U =V =10V；故C错误，D正确；故选：D．根据图象可分别求出两个交流电的最大值以及周期物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值．本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度物理量．5. 解：交流电频率增大，灯a变暗，阻抗变大，说明I是电感线圈，灯b变亮，阻抗变小，说明II是电容器．灯c亮度不变，说明III为电阻．故C正确，ABD错误．故选：C．本题关键抓住：线圈的感抗与交流电的频率成正比，电容器的容抗与频率成反比，而电阻与频率没有关系．交流电频率增大，灯泡变暗，阻抗变大，变亮，阻抗变小．即可进行分析．本题考查电感线圈、电容器对交流电的影响的理解和用．6. 解：AC、根据电容的特点，通交流隔直流，通高频，阻低频，即频率越大电容器阻碍作用越小，灯泡越亮，A项频率变大，则小灯泡会变亮，而C选项与题目中电源相比频率降低了，小灯泡会变暗，故A正确，C错误．BD、电容器连在直流电路中相当于断路，故AB接入时灯泡不亮，故BD错误；故选：A．电容器的作用是通交流隔直流，交流电频率越大电容器阻抗越小，从而即可求解．了解电容器对交流电的影响后很容易作答，注意直流不能通过电容器，而交流也不是真实通过电容器，而是通过不断的充电与放电的，好似“通过”电容器．7. 解：由于变压器输入功率于输出功率，采用的是降压变压器，根据P=UI可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，故副线圈电线电阻要小，故引线要粗，故a、d接6V，b、d接220V，故B正确，ACD错误．故选：B由于变压器两端的输入功率于输出功率，故根据电流的大小特点判断出原副线圈即可本题主要考查了变压器原副线圈两端输入功率于输出功率，根据电流的大小特点即可判断8. 解：交流电的电压与线圈匝数成正比，电流与匝数成反比；变压器的变压原理即为在同一个铁芯中磁通量的变化率相同；变压器输出功率决了输入功率，所以输入功率于输出功率，变压器只改变电压和电流，不会改变电流的频率．故不相的可能是原、副线圈两端的电压和电流，故C正确，ABD错误．本题选不相的，故选：C．明确理想变压器的特点，知道变压器的电流与匝数成反比，输入功率于输出功率，磁通量的变化率相同，频率不变．本题考查了变压器的变压特点，知道电压、电流与匝数的关系，输入功率于输出功率，同时明确变压器不会改变频率．9. 解：A、原来开关S是断开的，则当S闭合一段时间后，电阻变小，原线圈电压不变，匝数比不变，所以副线圈电压不变，原线圈电压的有效值为，根据电压与匝数成正比，得，电压表示数为22V，故A正确；B、电容器通交流，隔直流，交流电流表读数为有效值，交流电流表的示数不为0，故B错误；C、原来开关S是断开的，则当S闭合一段时间后，灯泡两端的电压不变，所以灯泡的亮度不变，故C正确；D、角速度由100π变为200π，由ω=2πf知交流电的频率变大，容抗减小，交流电流表示数变大，故D正确；故选：ACD根据电压与匝数成正比求得副线圈电压，电压表示数为有效值，电容器不断的充电和放电，电流表示数不为0；原线圈电压频率变大，电容器的容抗减小，电流表的示数变大掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系，知道电容器接交变电流后，不断的充电和放电，难度适中10. 解：A、设原线圈电流为I，根据根据变压器原副线圈电流与匝数成反比得，副线圈的电流5I，A、B两电阻阻值相，A电阻两端的电压IR，B电阻两端的电压5IR，所以A、B两电阻两端的电压之比为1：5，故A错误；B、A 电阻消耗的电功率，B 电阻消耗的电功率，A、B两电阻消耗的电功率之比为1：25，故B正确；C、通过A电阻的电流为I，通过B电阻的电流5I，所以通过A、B两电阻的电流之比为1：5，故选C；D、变压器不改变交变电流的频率，所以通过两电阻的电流之比为1：1，故D 正确；故选：BCD变压器原副线圈电流与匝数成反比，求出电流之比，根据电阻消耗的功率P=I2R，电阻两端的电压U=IR即可求解．本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率问题彻底理解．11. 解：A、降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220V，负载电阻为11Ω，所以通过R0电流的有效值是20A，选项A正确；B、降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为4：1，所以选项B正确；C、升压变压器T1的输出电压于降压变压器T2的输入电压加上输电线上的电压，所以选项C错误；D、升压变压器T1的输出功率于降压变压器T2的输入功率加上输电线上的功率，所以选项D错误．故选AB．根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，可以求得降压变压器的电流和输电线上的电流的大小，从而可以求得输电线和用电器消耗的功率的大小．掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．12. 解：输电线上损失的电压△U=U1-U2，输电导线损失的电功率P=I2R=（U1-U2）I =，故AD正确，BC错误；故选：AD．输电线的电压损耗△U=U1-U2，然后根据电功率公式分析答题．本题关键先求解输电线的电压损耗△U，然后用电功率公式即可正确解题．13. 解：A、输电线上的电流I =，则输电线损失的功率，故A错误．B 、用户得到的功率．故B错误，C正确．D 、输电线上损失的电压，则用户得到的电压．故D正确．故选：CD．根据P=UI求出输电线上的电流，结合，△U=IR求出损失的功率和损失的电压，用户得到的功率于输送功率减去损失的功率，用户得到的电压于输电电压减去损失的电压．解决本题的关键知道输送电压、电流和功率的关系，知道用户得到的功率于输送功率减去损失的功率，用户得到的电压于输电电压减去损失的电压．14. 发电机输出功率是100kW，输出电压是250V，根据P=UI可计算出升压变压器原线圈的输入电流I1，在根据输电线上的功率损失为5%，可计算出升压变压器副线圈的电流I2，根据即可求出升压变压器的匝数比；由题意可计算出用户得到的功率，根据P=UI又可计算出降压变压器原线圈两端的电压，根据即可求出降压变压器的匝数比．解决本题的关键知道原副线圈的匝数比于原副线圈的电压比，以及掌握输电线上损失的功率P损=I2R．输电线上损失的功率往往是突破口．15. （1）根据E m=nBSω求得产生的最大感电动势；（2）线圈从与中性面垂直开始计时，即可表示出电动势的瞬时表达式；（3）根据闭合电路的欧姆律即可求得小灯泡的功率考查感电动势的最大值的求法，并掌握交流电的最大值与有效值的关系，知道电功率的表达式，理解功率表达式中的电流是有效值．。

高中物理 第五章 交变电流练习册高二物理试题

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点囤市安抚阳光实验学校第五章 交变电流1 交变电流知识点一 交变电流的产生1．(多选)当交流发电机的线圈转到线圈平面与中性面重合时，下列说法中正确的是( )A ．电流将改变方向B ．磁场方向和线圈平面平行C ．线圈的磁通量最大D ．线圈产生的感电动势最大2．(多选)如图L 5­1­1所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0～π2ω这段时间内( )图L 5­1­1A ．线圈中的感电流一直在减小B ．线圈中的感电流先增大后减小C ．穿过线圈的磁通量一直在减小D ．穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小知识点二 交变电流的变化规律3．交流发电机在工作时电动势为e ＝E m sin ωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为( )A ．e′＝E m sin ωt 2B ．e′＝2E m sinωt 2C ．e′＝E m sin 2ωtD ．e′＝E m2sin 2ωt4．如图L 5­1­2所示，匀强磁场B ＝0.1 T ，所用矩形线圈的匝数N ＝100匝，边长ab ＝0.2 m ，bc ＝0.5 m ，以角速度ω＝100π rad /s 绕垂直于磁场方向的OO′轴匀速转动．试求：(1)交变电动势的峰值；(2)从线圈平面垂直于磁感线时开始计时，线圈中瞬时感电动势的表达式； (3)若线圈平面平行于磁感线时开始计时，求线圈在t ＝T6时刻的电动势大小．图L 5­1­2知识点三 交变电流的图像5．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图像如图L 5­1­3所示，由图可知( )图L 5­1­3A ．在A 和C 时刻线圈处于中性面位置B ．在B 和D 时刻穿过线圈的磁通量为零C ．在A 到D 时刻线圈转过的角度为π弧度 D ．在A 和C 时刻磁通量变化率的绝对值最大6．如图L 5­1­4甲所示，一矩形线圈abcd 放置在匀强磁场中，并绕过ab 、cd 中点的垂直于磁场方向的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时(如图乙所示)为计时起点，并规当电流自a流向b时电流方向为正．则图L5­1­5中描述电流变化规律的图像正确的是( )图L5­1­4图L5­1­57．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图L5­1­6甲所示，则下列说法中正确的是( )图L5­1­6A．t＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最大C．t＝0.02 s时刻，电动势达到最大D．该线圈产生的交变电动势随时间变化的图像如图乙所示8．如图L5­1­7所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在磁感强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsin ωt的是( )图L5­1­79．(多选)矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图L5­1­8所示，下列结论正确的是( )图L5­1­8A．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，电动势最大B．在t＝0.2 s和t＝0.4 s时，电动势改变方向C．电动势的最大值是157 VD．在t＝0.4 s时，磁通量变化率达最大，其值为3.14 Wb/s10．一矩形线圈有100匝，面积为50 cm2，线圈内阻r＝2 Ω，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，从线圈平面与磁场平行时开始计时，已知磁感强度B＝0.5 T，线圈的转速n＝1200 r/min，外接一电阻，阻值为R＝18 Ω，试写出电阻两端电压瞬时值的表达式．11．如图L5­1­9所示，在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AB轴转动，AB轴与磁场方向垂直，已知匀强磁场的磁感强度B＝5 2πT，线框的CD 边长为20 cm，CE、DF长均为10 cm，转速为50 r/s.从图示位置开始计时．(1)写出线框中感电动势的瞬时值表达式．(2)在e­t坐标系中作出线框中感电动势随时间变化的图像．图L5­1­92 描述交变电流的物理量知识点一交变电流的周期和频率1．(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin 100πt(V)．对此电动势，下列表述正确的有( )A．最大值是50 2 VB．频率是100 HzC．有效值是25 2 VD．周期是0.02 s知识点二峰值和有效值2．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感电动势与时间呈正弦函数关系，如图L5­2­1所示，此线圈与一个R＝10 Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻．下列说法正确的是( )图L5­2­1A．交变电流的周期为0.125 sB．交变电流的频率为8 HzC．交变电流的有效值为 2 AD．交变电流的最大值为4 A3．通过一阻值R＝100 Ω的电阻的交变电流如图L5­2­2所示，其周期为1 s．电阻两端电压的有效值为( )图L5­2­2A．12 V B．410 VC．15 V D．8 5 V4．(多选)图L5­2­3中的甲、乙两图分别表示两个交变电压，比较这两个交变电压，它们具有相同的( )图L5­2­3A．有效值B．频率C．最大值D．均不一样5．图L5­2­4是一交变电流随时间变化的图像，求此交变电流的有效值．图L5­2­4知识点三交变电流的平均值和有效值的区别6．如图L5­2­5所示，单匝矩形闭合导线框abcd处于磁感强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固转轴以角速度ω匀速转动，线框中感电流的有效值I＝________．线框从中性面开始转过π2的过程中，通过导线横截面的电荷量q＝________．图L5­2­57．下列提到的交流电，不是指有效值的是( )A．交流电压表的读数B．使用交流的电气设备上标明的额电压C．电容器击穿电压D．220 V交流电压8．如图L5­2­6所示，室一台手摇交流发电机的内阻r＝1.0 Ω，外接R ＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S，当发动机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势的瞬时值表达式为e＝10 2sin 10πt(V)，则( )图L5­2­6A ．该交变电流的频率为10 HzB ．该电动势的有效值为10 2 VC ．外接电阻R 所消耗的电功率为10 WD ．电路中理想交流电流表A 的示数为1.0 A9．(多选)图L 5­2­7甲、乙分别表示两种电压的波形，其甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是( )图L 5­2­7A ．图甲表示交流电，图乙表示直流电B ．两种电压的有效值相C ．图甲所示电压的瞬时值表达式为u ＝311sin 100πt(V )D ．两种电压的周期相同10．电阻R 1、R 2与交流电源按照图L 5­2­8甲所示的方式连接，R 1＝10 Ω，R 2＝20 Ω.合上开关S 后，通过电阻R 2的交变电流i 随时间t 变化的情况如图乙所示，则( )图L 5­2­8A ．通过R 1的电流有效值是1.2 AB ．R 1两端的电压有效值是6 VC ．通过R 2的电流最大值是652 AD ．R 2两端的电压最大值是6 2V11．(多选)图L 5­2­9甲是小型交流发电机的示意图，两正对磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A 为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴O O′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是( )图L 5­2­9A ．电流表的示数为10 AB ．线圈转动的角速度为50π rad /sC ．0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行D ．0.02 s 时电阻R 中电流的方向自右向左12．(多选)如图L 5­2­10所示，有一矩形线圈，面积为S ，匝数为N ，整个线圈的电阻为r ，在磁感强度为B 的匀强磁场中，线圈绕OO′轴以角速度ω匀速转动，OO′轴垂直于磁场方向，外电阻为R ，当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法中正确的是( )图L 5­2­10A ．磁通量的变化量为ΔΦ＝NBSB ．平均感电动势为E ＝2NBSωπC ．电阻R 所产生的热量为Q ＝（NBSω）22RD ．通过电阻R 的电荷量为q ＝NBSR ＋r13．如图L 5­2­11所示，线圈abcd 的面积是0.05 m 2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R 为9 Ω，匀强磁场的磁感强度为B ＝1πT ，线圈以300 r /min的转速绕垂直于磁场方向的转轴匀速旋转时．(1)若从线圈处于中性面时开始计时，写出线圈中感电动势的瞬时值表达式．(2)线圈转过130s时电动势的瞬时值多大？(3)电路中电压表和电流表的示数各是多少？(4)从中性面开始计时，经130s通过电阻R的电荷量为多少？图L5­2­11习题课：交变电流的产生及描述知识点一对交变电流瞬时值表达式的用1．标有“220 V0.5 μF”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用( )A．e＝220sin 100πt (V)的交流电路中B．220 V的照明电路中C．e＝380sin 100πt (V)的交流电路中D．380 V的照明电路中知识点二交变电流的图像2．(多选)一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图LX­4­1所示．由图可知( )图LX­4­1A．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u＝100sin 25t (V)B．该交变电流的频率为25 HzC．该交变电流的电压的有效值为100 2 VD．若将该交流电压加在阻值为R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W3．一矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交变电动势e随时间t变化的规律如图LX­4­2所示，下列说法中正确的是( )图LX­4­2A．此交流电的频率为0.2 HzB．此交变电动势的有效值为1 VC．t＝0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行D．在线圈转动过程中，穿过线圈的最大磁通量为1100πWb知识点三交变电流有效值的计算4．图LX­4­3表示一交流电随时间变化的图像，其中电流为正值时的图像为正弦曲线的正半，其最大值为I m；电流的负值为－I m，则该交变电流的有效值为多少？图LX­4­3知识点四交变电流的“四值”5．如图LX­4­4所示，在匀强磁场中有一个内阻r＝3 Ω、面积S＝0.02 m2的半圆形导线框可绕OO′轴旋转，OO′轴垂直于磁场方向，已知匀强磁场的磁感强度B＝5 2πT．若线框以ω＝100πrad/s的角速度匀速转动，且通过电刷给“6 V12 W”的小灯泡供电，则：(1)若从图示位置开始计时，求线框中感电动势的瞬时值表达式；(2)从图示位置开始，线框转过90°的过程中，流过导线横截面的电荷量是多少？该电荷量与线框转动的快慢是否有关？(3)由题目所给的已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，则小灯泡的实际功率为多大？图LX­4­46．风速仪的简易装置示意图如图LX­4­5甲所示．在风力作用下，风杯带动与其固在一起的永磁铁转动，线圈中的感电流随风速的变化而变化．风速为v 1时，测得线圈中的感电流随时间变化的关系如图乙所示；若风速变为v 2，且v 2＞v 1，则感电流的峰值I m 、周期T 和感电动势的有效值E 的变化情况是( )图LX ­4­5A ．I m 变大，T 变小B ．I m 变大，T 不变C ．I m 变小，T 变小D ．I m 不变，E 变大7．图LX ­4­6为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是( )图LX ­4­6A ．这也是一种交流电B ．电流的变化周期是0.01 sC ．电流的有效值是1 AD ．电流通过100 Ω的电阻时，1 s 内产生的热量为200 J8．如图LX ­4­7所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感强度为B.电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界)．则线框内产生的感电流的有效值为( )图LX ­4­7A .BL 2ω2R B .2BL 2ω2RC .2BL 2ω4R D .BL 2ω4R9．(多选)电阻为1 Ω的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生的正弦交流电的图像如图LX ­4­8的图线a 所示；当调整线圈转速后，该线圈中所产生的正弦交流电的图像如图线b 所示，以下关于这两个正弦交变电流的说法正确的是( )图LX ­4­8A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零B ．线圈先后两次转速之比为3∶2C ．交流电a 的电动势的有效值为5 2 VD ．交流电b 的电动势的最大值为5 V10．如图LX ­4­9所示，线圈面积为0.05 m 2，共100匝，线圈总电阻为1 Ω，与阻值为R ＝9 Ω的外电阻相连，线圈在B ＝2πT 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的OO′轴以转速n ＝300 r /min 匀速转动．从线圈处于中性面开始计时，求：(1)电动势的瞬时表达式；(2)两电表A 、V 的示数；(3)线圈转过160s 时电动势的瞬时值；(4)线圈转过130 s 的过程中，通过电阻的电荷量；(5)线圈匀速转一周外力做的功． 图LX ­4­93 电感和电容对交变电流的影响知识点一电感器对交变电流的阻碍作用1．交变电流通过一段长直导线时，电流的有效值为I.如果将这根长直导线绕成线圈，再接入电路，通过线圈的电流的有效值为I′，则( ) A．I′>I B．I′<IC．I′＝I D．无法比较2．(多选)如图L5­3­1所示，输入端ab的输入电压既有直流成分，又有交流成分，以下说法中正确的是(L的直流电阻与R相同)( )图L5­3­1A．直流成分只能从L通过B．交流成分只能从R通过C．通过R的电流既有直流成分又有交流成分D．通过L的交流成分比通过R的交流成分必要少知识点二电容器对交变电流的作用3．(多选)对交变电流能够通过电容器的原因，下列说法正确的是( ) A．当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，所以电路中有交变电流B．当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流C．在有电容器的交流电路中，没有电荷向移动D．在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器4．(多选)如图L5­3­2所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是( )图L5­3­2A．把电介质插入电容器，灯泡变亮B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮C．减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗D．使交变电流频率减小，灯泡变暗知识点三电感、电容、电阻在电路中的特点比较5．如图L5­3­3所示，甲、乙是规格相同的灯泡，接线柱a、b接电压为U 的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮．当a、b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，则下列判断正确的是( )图L5­3­3A．与甲灯串联的元件x是电容器，与乙灯串联的元件y是电感线圈B．与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是电容器C．与甲灯串联的元件x是二极管，与乙灯串联的元件y是电容器D．与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是二极管6．如图L5­3­4所示，在频率为f的交流电路中，当开关S依次分别接通R、C、L支路时，通过各支路的电流有效值相．若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则下列几种情况不正确的是( )图L5­3­4A．通过R的电流有效值不变B．通过C的电流有效值变大C．通过L的电流有效值变小D．流过R、C、L的电流有效值都不变7．如图L5­3­5所示，交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接在交流电源上时，灯泡的实际功率为P2则( )图L5­3­5A．P1＝P2B．P1＞P2C．P1＜P2D．不能比较8．(多选)在图L5­3­6所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；L是一个自感系数为2.5 mH的高频扼流圈，C是一个电容为100 pF的电容器，R是负载电阻．下列说法正确的是( )图L5­3­6A．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，低频交流所占的百分比远远小于高频交流所占的百分比9．(多选)如图L5­3­7所示的电路中，A、B、C三灯亮度相同，电源为220 V、50 Hz的交流电源，以下叙述中正确的是( )图L5­3­7A．改接220 V、100 Hz的交流电源时，A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变B．改接220 V、100 Hz的交流电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯变亮C．改接220 V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变D．改接220 V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯变暗10．如图L5­3­8所示的电路中，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A的示数增加，可行的方法是( )图L5­3­8A．使发电机F的转速增加B．使发电机F的转速减小C．在平行板电容器间换用相对介电常数较小的电介质D．使电容器两极板间距离增大11．在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级时，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入，我们采用了如图L5­3­9所示的电路，其中代号a、b选择的元件是( )图L5­3­9A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流线圈B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流线圈C．a是电容较小的电容器，b是高频扼流线圈D．a是电容较小的电容器，b是低频扼流线圈12．(多选)“二分频”音箱内有高、低两个扬声器．音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频分离出来，送往相的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．图L5­3­10为音箱的电路简化示意图，高、低频混合电流在a、b端输入，L是线圈，C是电容器，则下列说法中正确的是( )图L5­3­10A．甲扬声器是高频扬声器B．C的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C．L的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D．乙扬声器是高频扬声器13．图L5­3­11是一种电风扇减速器的电路图．通过改变开关S跟0～5间的6个触点的接触，实现对电风扇电动机M的转速控制．请说明它的调速原理．图L5­3­114 变压器知识点一 变压器的原理及电压与匝数的关系 1．对理想变压器作出的判断正确的是( )A ．高压线圈匝数多、电流大、导线粗B ．低压线圈匝数少、电流小、导线细C ．高压线圈匝数多、电流大、导线细D ．低压线圈匝数少、电流大、导线粗知识点二 理想变压器中的基本规律2．如图L 5­4­1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，副线圈接入一个“220 V 60 W ”的灯泡，且灯泡正常发光．则( )L 5­4­1A ．电流表的示数为3 2220AB ．电源输出功率为1200 WC ．电流表的示数为3220AD ．原线圈两端电压为11 V3．用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流随时间变化的图像如图L 5­4­2所示，则( )图L 5­4­2A ．变压器输入功率约为3.9 WB ．输出电压的最大值是110 VC ．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D ．负载电流的函数表达式为i ＝0.05sin (100πt ＋π2) A知识点三 含理想变压器电路的动态分析4．如图L 5­4­3所示，用理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，变压器降压后用总电阻为R 的输电线对用电器供电，设两个灯泡的电阻相同，且都在发光，若将滑动变阻器的滑片P 向N 移动，会出现的现象是( )图L 5­4­3A ．电流表的示数变大，灯泡L 1、L 2均变暗B ．电流表的示数变小，灯泡L 2、L 2均变暗C ．电流表的示数变大，灯泡L 1变亮，L 2变暗D ．电流表的示数不变，灯泡L 1变暗，L 2变亮知识点四 几种常见的变压器5．自耦变压器的铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某．一升压式自耦调压变压器的电路如图L 5­4­4所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1900匝，原线圈为1100匝，接在有效值为220 V 的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0 kW .设此时原线圈中电流有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想变压器，则U 2和I 1分别约为( )图L 5­4­4A ．380 V 和5.3 AB ．380 V 和9.1 AC ．240 V 和5.3 AD ．240 V 和9.1 A6．如图L 5­4­5所示，一理想变压器原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端接一正弦交变电流，为了使变压器输入功率增大，可以采取的措施有( )图L 5­4­5A ．只增加原线圈的匝数n 1B ．只减少副线圈的匝数n 2C ．只减小负载电阻R 的阻值D ．只增大负载电阻R 的阻值7．在变电所，经常要用交流电表去监测电上的强电流，使用的仪器是电流互感器．如图L 5­4­6所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是( )图L 5­4­68.(多选)图L 5­4­7是霓虹灯的供电电路图，变压器可视为理想变压器．已知变压器原线圈与副线圈匝数比n 1n 2＝120，加在原线圈的电压为u 1＝311sin100πt (V )．霓虹灯正常工作的电阻R ＝440 kΩ，I 1、I 2分别表示原、副线圈中的电流．下列判断正确的是( )图L 5­4­7A ．副线圈两端电压为6220 V ，副线圈中的电流为1 mAB ．副线圈两端电压为4400 V ，副线圈中的电流为10.0 mAC ．I 1＜I 2D ．I 1＞I 29．(多选)为了监测变电站向外输电的情况，要在变电站安装互感器，其接线如图L 5­4­8所示，两变压器匝数分别为n 1、n 2和n 3、n 4，a 和b 是交流电表，则( )图L 5­4­8A ．n 1＞n 2B ．n 3＞n 4C ．a 为交流电流表，b 为交流电压表D ．a 为交流电压表，b 为交流电流表10．如图L 5­4­9所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 000 2sin 100πt(V )的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6 Ω的导线对“220 V 880 W ”的用电器R L 供电，该用电器正常工作．由此可知( )图L 5­4­9A ．原、副线圈的匝数比为50∶1B ．交变电压的频率为100 HzC ．副线圈中电流的有效值为4 AD ．变压器的输入功率为880 W11．如图L 5­4­10所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R 相连组成闭合回路．当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，电流表A 1的读数为12 mA ，那么电流表A 2的读数为( )图L 5­4­10A ．0B ．3 mAC ．48 mAD ．与R 大小有关12．(多选)如图L 5­4­11所示，在某交流电路中，有一正在工作的理想变压器，原、副线圈的匝数分别为n 1＝600匝，n 2＝120匝，电源电压U 1＝220 V ，原线圈中串联一个0.2 A 的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则( )图L5­4­11A．负载功率不能超过44 WB．副线圈电流最大值不能超过1 AC．副线圈电流有效值不能超过1 AD．副线圈电流有效值不能超过0.2 A13．一理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间变化的图像如图L5­4­12所示．副线圈仅接入一个10 Ω的电阻．则( )图L5­4­12A．流过电阻的电流是20 AB．与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC．经过1 min电阻产生的热量是6×103JD．变压器的输入功率是1×103W14．(多选)如图L5­4­13甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9 V 6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的u­t图像如图乙所示．则以下说法中正确的是( )图L5­4­13A．电压表的示数为36 VB．电流表的示数为2 AC．四个灯泡均能正常发光D．变压器副线圈两端交变电流的频率为50 Hz5 电能的输送知识点一 降低输电损耗的两个途径1．超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW ，电压为800 V ．若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )A ．1 kWB ．1.6×103kW C ．1.6 kWD ．10 kW2．(多选)某发电厂原来用电压为U 1的交流电输电，后改用变压比为1∶50的升压变压器将电压升高为U 2后输电，输送的电功率保持不变．若输电线路的电阻为R 线，则下列说法中正确的是( )A ．由公式I ＝P U 2可知，提高电压后输电线上的电流降为原来的150B ．由公式I ＝U 2R 线可知，提高电压后输电线上的电流增为原来的50倍C ．由公式P ＝I 2R 线可知，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的12500D ．由公式P ＝U 22R 线可知，提高电压后输电线上的功率损耗增大为原来的2500倍3．(多选)2月初的低温雨雪天气造成我国停电，为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效除冰．若在正常供电时，高压线上输电电压为U ，电流为I ，热耗功率为ΔP ；除冰时，输电线上的热耗功率需要变为9ΔP ，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )A ．输电电流为3IB ．输电电流为9IC ．输电电压为3UD ．输电电压为13U知识点二 远距离输电电路中的各种关系4．远距离输电线路的示意图如图L 5­5­1所示．若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )图L 5­5­1A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B ．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决C ．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压于降压变压器的输入电压5．(多选)发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至的输电线总电阻为R 线，通过导线的电流为I ，输入电压为U 2，下列计算输电线功率损耗的式子中，正确的是( )A .U 21R 线 B .（U 1－U 2）2R 线C ．I 2R 线D ．I(U 1－U 2)6．(多选)小型水力发电站的发电机有稳的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降压变压器后再输送到各用户．设变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，随着用电器电功率的增加，将导致( )A ．升压变压器原线圈中的电流变小B ．升压变压器副线圈两端的电压变小C ．高压输电线路的电压损失变大D ．降压变压器原线圈两端的电压和副线圈两端的电压均变小7．中国已投产运行的1000 kV 特高压输电是目前上电压最高的输电工程．假设甲、乙原采用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )A .P 4B .P 2C ．2PD ．4P8．(多选)在如图L 5­5­2所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )图L 5­5­2A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输入电压增大C ．输电线上损耗的功率增大D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大9.(多选)一台发电机输出电压为4000 V ，最大输出功率为4000 kW ，经变压器T 1升压后向远方输电，输电线路总电阻R ＝1 kΩ，到目的地经变压器T 2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V 60 W )．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T 1和T 2均为理想变压器，发电机处于满负荷工作状态，则( )A ．T 1原、副线圈电流分别为103 A 和20 AB ．T 2原、副线圈电压分别为1.8×105 V 和220 VC ．T 1和T 2原、副线圈的变压比分别为1∶50和40∶1D ．有6×104盏灯泡(220 V 60 W )正常发光10．某水电站发电机输出的电功率为100 kW ，输出电压250 V ，现准备向远处输电，所用输电线的总电阻为8 Ω，要求输电时在输电线上损失的电功率为输送电功率的5%.用户获得220 V 电压，选用原、副线圈匝数比多大的升压变压器和降压变压器？11．如图L 5­5­3所示，某发电站通过燃烧煤来发电．发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给用户，发电机输出功率是120 kW ，输出电压是240 V ，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶25，输电线的总电阻为10 Ω，用户需要的电压为220 V .(1)输电线上损失的电功率为多少？(2)降压变压器原、副线圈的匝数比为多少？图L 5­5­312．某小型水电站中，水以3 m /s 的速度流入水轮机，而以1 m /s 的速度流出，流出水位比流入水位低1.6 m ，水流量为2 m 3/s .水流能量的75%供给发电机．(1)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率为多大？。

高中物理 第五章 交变电流测试题 新人教版选修3-2

高中物理 第五章 交变电流测试题 新人教版选修3-2

第五章交变电流测试题（二）一、选择题（每个4分，共48分）1.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是( )A．感应电动势的大小与线圈的匝数无关B．穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D．感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同2.矩形导线框abcd放在匀强磁场中，在外力控制下静止不动，磁感线方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间变化的图像如图所示。

t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里。

在0～4 s时间内，线框ab边所受安培力随时间变化的图像(力的方向规定以向左为正方向)可能是图中的( )3.如图所示，R t为负温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，○V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是( )A．热敏电阻温度升高，其他条件不变B．热敏电阻温度降低，其他条件不变C．光照增强，其他条件不变D．光照减弱，其他条件不变4.如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。

原线圈通过一理想电流表○A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。

假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。

用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为U ab和U cd，则( )A．U ab∶U cd＝n1∶n2B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压U cd越大D．将二极管短路，电流表的读数加倍5.如图，边长为2l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个边长为l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直，导线框和虚线框的对角线共线，从t＝0开始，使导线框从图示位置开始以恒定速度沿对角线方向进入磁场，直到整个导线框离开磁场区域，用I表示导线框中的感应电流，取逆时针方向为正，则下列表示I­t关系的图线中，大致正确的是( )6.如图所示，与理想变压器相连的四只灯泡相同，变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，接在副线圈上的三只灯泡正常发光，则对于串联在原线圈上的灯泡L( ) A．比正常发光时的亮度更大B．也能正常发光C ．比正常发光时的亮度更暗D ．无法判断其亮度变化情况 7.如图所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号(交变电流)。

高中物理 第五章 交变电流水平测试高二物理试题

高中物理 第五章 交变电流水平测试高二物理试题

点囤市安抚阳光实验学校第五章交变电流水平测试本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两，满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。

在第1～6 题给出的四个选项中，只有一个选项正确；在第7～10题给出的四个选项中，有多个选项正确，选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

)1.如图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsinωt的图是( )答案A解析线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，且从中性面开始计时，产生的电动势e＝BSωsinωt，由此判断，只有A选项符合。

2.测电笔中的氖管启辉电压为86.6 V，把它接到有效值电压为70.7 V、频率为50 Hz的余弦交流电源上，则氖管( )A.不能发光B.能发光，每秒发光50次C.能发光，每秒发光100次D.能发光，每秒发光200次答案C解析交变电流电压的最大值为2×70.7 V≈100 V，大于启辉电压86.6 V，故能发光，一个周期内发光两次，每秒发光100次。

3.如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额电压均为U，额功率均为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1：n2和电源电压U1分别为( )A．1∶2 2U B．1∶2 4UC.2∶1 4U D．2∶1 2U答案C解析设灯泡正常发光时，额电流为I0。

由题图可知，原线圈中电流I原＝I0，副线圈中两灯并联，副线圈中电流I副＝2I0，U副＝U，根据理想变压器的基本规律：I原n1＝I副n2得n1∶n2＝2∶1；U原U副＝n1n2得U原＝2U，所以U1＝4U。

C项正确。

4.频率为50 Hz的交变电流，其电压u＝1202sinωt(V)，把它加在激发电压、熄灭电压均为85 V的霓虹灯的两端，则在半个周期内霓虹灯点亮的时间是( )A.150 sB.1100 sC.1150 sD.1200 s 答案 C解析频率为50 Hz 的交变电流，周期T ＝0.02 s ，电压u ＝1202sin ωt (V)，最大值U m ＝1202(V)，画出一个周期内交流电的u ­t 图象如图所示，其中阴影对的时间0～t 1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t 1，当u ＝U 0＝85 V 时，由上式得t 1＝1600 s ，再由对称性求得半个周期内能发光的时间为：t ＝T 2－2t 1＝1150s ，所以C 正确。

(完整word版)高二物理交变电流单元测试题及答案

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高二物理交变电流单元测试题一、 选择题(每道小题 3分 共 39分 )1、 对于如图所示的电流i 随时间t 作周期性变化的图象，下列说法中正确的是 A 、电流大小变化，方向不变，是直流电 B 、电流大小、方向都变化，是交流电 C 、电流最大值为0.2A ，周期为0.01sD 、电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电 2、 对于理想变压器来说，下列说法中不正确的是 A 、变压器是利用互感现象制成的B 、变压器可以改变各种电源的额定功率C 、变压器不仅能改变电压，还同时改变电流D 、变压器的初级电流随次级电流的增大而增大 3、 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1:n 2=1:3，次级回路中联入三个均标有“36V ，40W ”的灯泡, 且均正常发光，那么, 标有“36V 、40W ”的灯泡AA 、也正常发光B 、将被烧毁C 、比另三个灯暗D 、无法确定4、 面积为S 的矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，从中性面起以角速度ω匀速转动，在t 时刻线圈磁通量的瞬时值为A 、BSB 、BScos ωtC 、BSsin ωtD 、BS/sin ωt 5、 如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动，已知线圈在转动中产生的感应电动势最大值为mE (V)，转动的角速度为ω(rad/s)。

若线圈转到图示位置开始计时，那么下列四个式子中正确表达了该线圈上产生的电动势e 随时间变化的函数式是A 、e=m E sin ωt(V)B 、e=m E cos ωt(V)C 、e=m E sin(ωt+90°)(V)D 、e=mE cos(ωt+90°)(V)6、两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是A 、1：4B 、1：2C 、1：2D 、1：17、交流电源电压u=20sin(100 ωt)V，电路中电阻R=10Ω。

高中物理 第五章 交变电流阶段性测试题高二物理试题

高中物理 第五章 交变电流阶段性测试题高二物理试题

点囤市安抚阳光实验学校第五章交变电流(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共52分)一、选择题(本大题共13小题，每小题4分，共52分)1．(2017·中学月考)由交变电流瞬时表达式i＝10sin500t(A)可知，从开始计时起，第一次出现电流峰值所需要的时间是( )A．2 ms B．1 msC．6.28 ms D．3.14 ms解析：根据交变电流的瞬时表达式可知，第一次出现电流峰值时，sin(500t)＝1，解得t＝π1 000s＝3.14 ms，D选项正确．答案：D2．理想变压器的原、副线圈匝数比为10 ∶1，下列说法中正确的是( ) A．穿过原、副线圈每一匝的磁通量之比是10 ∶1B．穿过原、副线圈每一匝的磁通量之比是1 ∶10C．正常工作时，原、副线圈的输入、输出电压之比为10 ∶1D．正常工作时，原、副线圈的输入、输出电压之比为1 ∶10解析：理想变压器的原、副线圈缠绕在同一铁芯上，没有漏磁现象，故穿过原、副线圈每一匝的磁通量相，A、B选项错误；根据理想变压器电压和匝数的关系可知U1U2＝n1n2，正常工作时，原、副线圈的输入、输出电压之比为10 ：1，C选项正确，D选项错误．答案：C3．(2017·月考)室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V．已知R＝10 Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是( ) A．线圈平面与磁场平行时刻，线圈中的瞬时电流为零B．从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感电流瞬时值表达式为i＝2 sin100πt(A)C．流过电阻R的电流最大值为 2 AD．电阻R上的热功率于5 W解析：根据交变电流产生原理可知，线圈平面与磁场平行时刻，线圈中的瞬时电流最大，A选项错误；线圈每秒转25圈，则角速度ω＝50π，电压表的示数为有效值，故线圈中感电流的有效值为1A，峰值为 2 A，C选项正确；从线圈平面与磁场平行开始计时，感电流瞬时值表达式i＝2cos50πt (A)，B 选项错误；电阻R上的热功率P＝I2R＝10 W，D选项错误．答案：C4．(多选)远距离输电中，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是( )A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户电设备消耗的功率无关B ．输电线中的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决C ．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压解析：根据理想变压器工作原理可知，用户电设备消耗的功率减小，升压变压器、降压变压器输入和输出功率均减小，原、副线圈电流都要减小，A 选项错误；输电线的电流与用户消耗的功率和高压输电电压有关，B 选项错误；用户总电阻减少，而输出电压不变，电流增大，功率损失P 损＝I 2R 增大，C 选项正确；输电线存在电压损失，则升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，D 选项正确．答案：CD5.(多选)现在低碳环保问题已引起广大人民群众的普遍关注，民林先生自主研发出一种磁悬浮风力发电机，其发电原理可以简化为：一个矩形线圈绕在其平面内并且垂直于匀强磁场的轴做匀速转动而产生感电动势，产生的感电动势图象如图所示，并且接在原、副线圈匝数比为n 1n 2＝15的理想变压器原线圈两端，则( )A ．变压器副线圈两端电压的有效值为U 2＝110 VB ．感电动势的瞬时值表达式为e ＝222sin10πt (V)C ．t ＝0.005 s 时穿过线圈平面的磁通量最大D ．t ＝0.005 s 时线圈平面和磁场方向平行解析：分析图象可知，感电动势的有效值为22 V ，根据理想变压器电压和匝数的规律可知，变压器副线圈两端电压的有效值为U 2＝n 2n 1U 1＝110 V ，A 选项正确；感电动势的周期T ＝0.02 s ，角速度ω＝2πT＝100π，瞬时值表达式为e ＝222sin100πt (V)，B 选项错误；当t ＝0.005 s 时，e ＝22 2 V ，此时的感电动势最大，穿过线圈平面的磁通量为零，线圈平面与磁场方向平行，C 选项错误，D 选项正确．答案：AD6．一个小型电热器若接在输出电压为10 V 的直流电源上，消耗电功率为P ；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为P2.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为( )A ．5 VB ．5 2 VC ．10 VD ．10 2 V解析：设电热器电阻为R ，正弦交流电源的电压有效值为U 效，接10 V 直流电源时，P ＝U 2R ＝102R ①；接交流电源时，P 2＝U 2效R②，联立①②得U 效＝5 2 V ，故最大值U m ＝2U 效＝10 V ，C 选项正确．答案：C7．(2015·高考)小型手摇发电机线圈共N 匝，每匝可简化为矩形线圈abcd ，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO ′，线圈绕OO ′匀速转动，如图所示，矩形线圈ab 边和cd 边产生的感电动势的最大值都为e 0，不计线圈电阻，则发电机输出电压( )A ．峰值是e 0B ．峰值是2e 0C ．有效值是22e 0D ．有效值是2Ne 0解析：矩形线圈ab 边和cd 边产生同方向的感电动势，不计线圈电阻，发电机输出电压的峰值为2Ne 0；根据正弦式交流电规律可知，有效值E ＝E m2＝2Ne 0，D 选项正确．答案：D8．(多选)图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n 1、n 2，为交流电压表．当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V 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( )A ．电压表的示数于5 VB ．电压表的示数于52 VC ．实现点火的条件是n 2n 1＞1 000D ．实现点火的条件是n 2n 1＜1 000解析：交流电压表测的是交流电的有效值，对正弦交流电，其电压有效值U ＝U m2，所以B 正确，A 错误；根据题意，副线圈电压峰值大于5 000 V 时就可以点燃气体，对理想变压器n 2n 1＝U 2m U 1m ＞5 0005＝1 000，C 正确，D 错误．答案：BC9．图甲是小型交流发电机的示意图，两极M 、N 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电表均为理想交流电表，内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO ′沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P 上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R ，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是( ) A ．电压表的示数为10 2 VB ．在0.01 s 末时刻发电机线圈平面与磁场方向垂直C ．若滑动触头P 的位置向上移动、R 不变时，电流表读数将减小D ．若滑头P 的位置不变、R 不变时，而把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍解析：电压表显示的是有效值U ＝U m2＝10 V ，A 选项错误；在0.01 s 末时刻交变电动势最大，此时线圈平面与磁场方向平行，B 选项错误；理想变压器U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1，滑动触头P 的位置向上移动，变压器原线圈匝数变小，输出电压变大，输出电流变大，则原线圈电流变大，C 选项错误；发电机线圈的转速增大一倍，交变电动势U m ＝NBSω变为2倍，输入电压和输出电压均变为2倍，输出功率P ＝U 2R增大为原来的4倍，理想变压器输入功率于输出功率，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍，D 选项正确．答案：D10．(2015·课标卷Ⅰ)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3 ∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示，设副线圈回路中电阻两端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则( )A ．U ＝66 V ，k ＝19B ．U ＝22 V ，k ＝19C ．U ＝66 V ，k ＝13D ．U ＝22 V ，k ＝13解析：副线圈回路中电阻两端的电压为U 2＝U ，则流过电阻的电流为I 2＝UR，根据理想变压器电压、电流和匝数的关系可知，原线圈两端电压U 1＝n 1n 2U 2＝3U ，流过原线圈的电流为I 1＝n 2n 1I 2＝U 3R ，原线圈回路中电阻两端的电压U R ＝I 1R ＝U3，根据闭合电路欧姆律得，U 1＋U R ＝220 V ，联立解得U ＝66 V ．原线圈中电阻消耗的功率P R ＝U R I 1＝U 29R ，副线圈回路中电阻消耗的功率P 2＝U 2I 2＝U 2R，根据题干信息可知，k ＝19，A 选项正确．答案：A11．(2017·模拟)如图甲所示电路中，A 1、A 2、A 3为相同的电流表，C 为电容器，电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同，线圈L 的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t 1～t 2时间内( )A ．电流表A 1的示数比A 2的小B ．电流表A 2的示数比A 3的小C ．电流表A 1和A 2的示数相同D ．电流表的示数都不为零解析：理想变压器原、副线圈的磁场变化情况相同，由图乙知原线圈的磁场均匀变化，据法拉第电磁感律E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔBΔt·S 知副线圈中产生恒电流，线圈对直流电无阻碍作用，直流电不能通过电容器，所以电流表A 1、A 2的示数相同，A 3的示数为零，C 选项符合题意．答案：C12．如图所示为一自耦变压器，保持电阻R ′的阻值和输入电压不变，以下说法正确的是( )A ．滑键P 向b 方向移动，滑键Q 不动，电流表示数增大B ．滑键P 不动，滑键Q 上移，电流表示数不变C ．滑键P 向b 方向移动、滑键Q 不动，电压表示数减小D ．滑键P 不动，滑键Q 上移，电压表示数增大解析：滑键P 向b 方向移动，原线圈匝数增大，根据理想变压器的规律可知，输出电压减小，电压表示数减小，根据欧姆律可知，输出电流减小，输入电流减小，即电流表的示数减小，A 选项错误，C 选项正确；滑键P 不动，滑键Q 上移，则输入、输出电压不变，副线圈电阻变小，根据欧姆律可知，输出电流增大，根据理想变压器电流和匝数关系可知，输入电流增大，电流表示数变大，B 、D 选项错误．答案：C13．(多选)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图乙所示，产生的交变电动势随时间变化规律的图象如图甲所示，已知发电机线圈内阻为1.0 Ω，外接一只电阻为9.0 Ω的灯泡，则( )A ．电压表V 的示数为20 VB ．电路中的电流方向每秒改变10次C ．灯泡实际消耗的功率为36 WD ．电动势随时间变化的瞬时表达式为e ＝20cos5πt (V)解析：交变电动势的有效值E ＝E m2＝20 V ，电压表的示数U ＝RR ＋r·E ＝18V ，A 选项错误；交变电流的周期T ＝0.2 s ，一个周期内电流方向改变2次，每秒改变10次，B 选项正确；灯泡实际消耗的功率P ＝U 2R＝36 W ，C 选项正确；线圈转动的角速度ω＝2πT＝10π，电动势随时间变化的瞬时表达式为e ＝202cos10πt (V)，D 选项错误．答案：BC第Ⅱ卷(非选择题，共48分)二、计算题(本题共4小题，共48分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题要注明单位)14．(12分)(2017·中学月考)如图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轴OO ′匀速转动，线圈的匝数n ＝100、电阻r ＝10 Ω，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Φ随时间t 按图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．解析：(1)根据交变电流的产生原理可知，交流发电机产生的电动势最大值E m ＝nBSω，其中磁通量最大值Φm ＝BS ，角速度ω＝2πT ，联立解得E m ＝2n πΦmT，分析图乙，代入数据解得，E m ＝200 V.(2)根据正弦式交流电有效值与最大值的关系可知，电动势的有效值E ＝E m2＝100 2 V ，根据闭合电路欧姆律可知，电路中电流的有效值I ＝ER ＋r＝ 2 A ，故交流电压表的示数U ＝IR ＝90 2 V.答案：(1)200 V (2)90 2 V15．(12分)如图所示，变压器原线圈n 1＝800匝，副线圈n 2＝200匝，灯泡A 标有“10 V 2 W”，电动机D 的线圈电阻为1 Ω，将交变电流u ＝1002sin100πt (V)加到理想变压器原线圈两端，灯泡恰能正常发光，求：(1)副线圈两端电压(有效值)； (2)电动机D 的电功率．解析：(1)原线圈两端电压(有效值) U 1＝U m12＝10022V ＝100 V由变压器变压比规律U 1U 2＝n 1n 2知副线圈两端电压U 2＝n 2n 1U 1＝25 V.(2)电动机两端电压U D ＝U 2－U A ＝15 V通过电动机的电流I ＝I A ＝P AU A＝0.2 A电动机的功率P D ＝U D I ＝3 W. 答案：(1)25 V (2)3 W16．(12分)(2017·期末)如图所示，在铁芯上绕着两个线圈A 和B ，线圈A 两端接一电源，线圈B 两端接一阻值为10 Ω的电阻R .已知线圈A 的匝数为11；线圈B 的电阻为5 Ω，匝数为7，横截面积为0.3 m 2.(1)若A 接的是一电动势为11 V 的电池组，则电阻R 两端的电压于多少？(2)若A 接某电源(电源上端为正极)使铁芯中的磁感强度B 随时间变化如图所示，求电阻R 两端的电压值并指出流经电阻R 的电流方向；(3)求(2)中t ＝0.35 s 时刻穿过线圈B 的磁通量大小．解析：(1)根据电磁感规律可知，若A 接的是一电动势为11 V 的电池组，线圈A 产生稳的磁场，穿过线圈B 的磁通量不变，没有感电动势产生，电阻R两端的电压于零．(2)若线圈A 产生如图所示的磁场，根据法拉第电磁感律可知，线圈B 产生的感电动势E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔBΔt·S ＝0.6 V.根据闭合电路欧姆律可知，电阻R 两端的电压U ＝ER ＋r·R ＝0.4 V ，根据楞次律可知，流经电阻R 的电流方向向下．(3)分析B ­ t 图象可知，t ＝0.35 s 时，B ＝0.1 T ，穿过线圈B 的磁通量大小 Φ＝BS ＝0.03 Wb.答案：(1)零 (2)0.4 V ，方向向下 (3)0.03 Wb17．(12分)一座小型水电站，水以3 m/s 的速度流入水轮机，而以1 m/s 的速度流出，流出水位比流入水位低1.6 m ，水的流量为1 m 3/s ，如果水流机械能减少量的75%供给发电机．问：(1)若发电机效率为80%，则发电机的输出功率为多大？(2)发电机的输出电压为240 V ，输电线路电阻为16.7 Ω，允许损失的电功率为5%，用户所需电压为220 V ，如图所示，则升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少？(变压器为理想变压器，g 取10 m/s 2)解析：(1)每秒水流机械能损失为 ΔE ＝12m (v 21－v 22)＋mg Δh ＝2×104J发电机的输出功率为P 出＝75%ΔEt×80%＝12 kW.(2)如题图所示P 线＝5%P 出＝600 W 因为P 线＝I 2线R 线，所以I 线＝6 A又因I 2＝I 线＝6 A ，I 1＝P 出U 1＝50 A 所以对升压变压器有I 1I 2＝n 2n 1即n 1n 2＝I 2I 1＝325又因为I 3＝I 线＝6 A ，I 4＝P 出－P 线U 4＝57011 A所以对降压变压器有I 3I 4＝n 4n 3即n 3n 4＝I 4I 3＝57066＝9511. 答案：(1)12 kW (2)325 9511。

人教版 高二物理 选修3-2 第五章 交变电流测试试题 (含答案)

人教版 高二物理 选修3-2 第五章 交变电流测试试题 (含答案)

交变电流单元测试题一、不定项选择题（每小题有1个或多个选项符合题意，每小题４分，共４０分）1、一交流电流的图象如图所示，由图可知（ ）A ．该交流电流即时值表达式为i ＝102sin628t AB ．该交流电流的频率为50 HzC ．该交流电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为100WD ．用电流表测该电流其示数为102 A2、下列关于交流电的几种说法正确的是（ ）A 、电气设备上所标的电压电流值是最大值B 、交流电压表和交流电流表测得的是瞬时值C 、跟交流电有相同热效应的直流电的值是交流电的有效值D 、跟直流电有相同热效应的交流电的值是交流电的有效值3、交流电源的电压是6V ，它跟电阻R 1、R 2和电容器、伏特表一起连组成电路，如图所示，图中电压表的示数为U 1，为了保证电容器C 不被击穿，电容器C 的耐压值应为U 2，则（ ）A 、U 1=62VB 、U 2=6VC 、U 1=6VD 、U 2≥62V4、钳形电流表的外形和结构如右图（a ）所示。

图（a ）中电流表的读数为1.2A 。

右图（b ）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（b ）的读数为2.4AＢ．这种电流表能测交流电流，图（b ）的读数为0.4AＣ．这种电流表能测交流电流，图（b ）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（b ）的读数为3.6A5、如图所示，线圈的自感系数L 和电容器的电容C 都很小，此电路的重要作用是（ ）A 、阻直流通交流，输出交流B 、阻交流通直流，输出直流C 、阻低频通高频，输出高频交流D 、阻高频通低频，输出直流和低频交流6、如图所示，一台理想变压器，要使变压的输入功率增加，可以采取下列哪种方法（其他条件保持不变） （ ）A 、增大R 的阻值B 、减小R 的阻值C 、增加副线圈的匝数n 2D 、减小原线圈的匝数n 1图（a ） A 铁芯 图（b ）7、一根长直导线中的电流按如图的正弦规律变化，规定电流从左向右为正，在直导线下方有一不闭合的金属框，则相对于b点来说，a点电势最高的时刻是在（）A、t 1 时刻B、t2时刻C、t3时刻D、t4时刻8、一交流电的电流随时间变化而变化的图象，此交变电流的有效值为（）A、52AB、5AC、3.52D、3.59、一矩形线圈,绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′按顺时针方向旋转.引出线的两端与互相绝缘的半圆铜环连接,两个半圆环分别与固定电刷A、B滑动接触,电刷间接有电阻,如图所示,在线圈转动过程中,通过电阻的电流( )(A)大小和方向都不断变化(B)大小和方向都不变(C)大小不断变化,方向A→R→B(D)大小不断变化,方向从B→R→A10、如图所示，有一理想变压器，原线圈匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3，原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，电流分别为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻的阻值未知，下列结论中，正确的是：( )(A)U1：U2＝n1：n2，U2：U3=n2：n3；(B)I1/I3=n3/n1，I1/I2=n2/n1；(C)n1I1=n2I2＋n3I3；(D)I1U1=I2U2＋I3U3。

高中物理 第五章 交变电流 1 交变电流练习高二物理试题

高中物理 第五章 交变电流 1 交变电流练习高二物理试题

点囤市安抚阳光实验学校第五章交变电流1 交变电流A级抓基础1．(多选)下列各图中，线圈中能产生交流电的有( )答案：BCD2．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是( )A．线圈平面每经过中性面一次，感电流方向就改变一次，感电动势方向不变B．线圈每转动一周，感电流方向就改变一次C．线圈平面每经过中性面一次，感电动势和感电流的方向都要改变一次D．线圈转动一周，感电动势和感电流方向都要改变一次解析：根据交流电的变化规律可得，如果从中性面开始计时有e＝E m sin ωt 和i＝I m sin ωt；如果从垂直于中性面的位置开始计时有e＝E m cos ωt和i＝I m cos ωt，从而不难看出：线圈平面每经过中性面一次，感电流方向就改变一次，感电动势方向也改变一次；线圈每转动一周，感电流和感电动势方向都改变两次．C正确．答案：C3.矩形线圈在磁场中匀速转动时，产生的感电动势最大值为50 V，那么该线圈由右图所示位置转过30°，线圈中的感电动势大小为( ) A．50 V B．25 3 VC．25 V D．10 V解析：由题给条件知：交变电流瞬时值表达式为e＝50cos ωt＝50cos θ，当θ＝30°时，e＝25 3V，B对．答案：B4．(多选)如图所示，矩形线圈abcd放在匀强磁场中，ad＝bc＝l1，ab＝cd＝l2，从图示位置起该线圈以角速度ω绕不同转轴做匀速转动，则( ) A．以OO′为转轴时，感电动势e＝Bl1l2ωsin ωtB．以O1O1′为转轴时，感电动势e＝Bl1l2ωsin ωtC．以OO′为转轴时，感电动势e＝Bl1l2ωcos ωtD．以OO′为转轴跟以ab为转轴一样，感电动势e＝Bl1l2ωsin⎝⎛⎭⎪⎫ωt＋π2解析：以O1O1′为轴转动时，磁通量不变，不产生交变电流．无论以OO′为轴还是以ab为轴转动，感电动势的最大值都是Bl1l2ω.由于是从与磁场平行的面开始计时，产生的是余弦式交变电流，故C、D正确．答案：CD5．一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电动势为e＝102sin 20πt V，则下列说法正确的是( )A．t＝0时，线圈位于中性面B．t＝0时，穿过线圈的磁通量为零C．t＝0时，导线切割磁感线的有效速度最大D．t＝0.4 s时，电动势第一次出现最大值解析：由电动势e＝102sin 20πt V知，计时从线圈位于中性面时开始，所以t＝0时，线圈位于中性面，磁通量最大，但此时导线线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速度为零，A正确，B、C错误．当t＝0.4 s时，e ＝10 2 sin(20π×0.4) V＝0，D错误．答案：AB级提能力6．(多选)如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒的角速度ω转动．当从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，则在t＝π2ω时刻( ) A．线圈中的电流最大B．穿过线圈的磁通量为零C．线圈所受的安培力为零D．线圈中的电流为零解析：t＝π2ω＝T4，此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，B错误，由于此时感电动势为零，所以线圈中电流为零，线圈所受的安培力为零，A错误，C、D正确．答案：CD7．矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生如下图所示的交流电，设沿a→b→c→d→a方向为电流正方向，则对t1时刻线圈位置为( )解析：由题图知在t1时刻线圈获得最大正向电流，电流方向为a→b→c→d→a，又线圈为逆时针转动，故只有B图符合电流方向为a→b→c→d→a且最大．答案：B8．线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流如图所示，由图可知( ) A．在t1和t3时刻，线圈处于中性面位置B．由图可知线圈转动是在中性面开始计时的C．从t1到t4线圈转过的角度为π弧度D．若从0时刻到t4时刻经过0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变50次解析：线圈过中性面，磁通量最大，但其变化率为零，所以电动势为零，电流为零，且电流的方向要发生变化；从t 1到t 4线圈转过了32π弧度，转动一圈线圈两次经过中性面，电流方向变化两次，1 s 内线圈转动50转，感电流方向改变100次，故答案为B.答案：B9.如图所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感强度B ＝0.5 T ，线圈匝数n ＝50，每匝线圈面积0.48 m 2，转速150 r/min ，在匀速转动过程中，从图示位置开始计时．(1)写出交变感电动势瞬时值的表达式；(2)画出e －t 图线．解析：(1)当线圈平面经过中性面开始计时，则线圈在时间t 内转过角度ωt ，于是感电动势瞬时值e ＝E m sin ωt ，其中E m ＝nBSω.由题意知n ＝50，B ＝0.5 T ，ω＝2π×15060rad/s ＝5π rad/s ，S ＝0.48 m 2，E m ＝nBSω＝50×0.5×0.48×5 π V ≈188 V ，所以e ＝188sin 5πt (V)．(2)根据交流电的方程画图线时，最大值是正弦图线的峰值，由纵轴上的刻度值标出，交流电的频率与正弦图线的周期相对，ω＝2πT，而周期由时间轴上的刻度值标出，T ＝2πω＝0.4 s ，e －t 图线如图所示．10.如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数N ＝100，边长为10 cm ，线圈总电阻为10Ω.线圈绕OO ′轴在B ＝0.5 T 的匀强磁场中匀速转动，每分钟转1500转，求线圈平面从图示位置转过30°时，感电动势的值是多少？解析：由题目所给条件可知：N ＝100，B ＝0.5 T ，f ＝1 500 r/min ＝25 Hz ，ω＝2πf ＝50π rad/s ，S ＝0.01 m 2.所以感电动势的最大值为：E m ＝NBωS ＝100×0.5×50π×0.01 V ＝78.5 V.从图示位置(即中性面位置)开始计时，产生交变电流的电动势的瞬时值表达式为e ＝E m sin ωt ，所以转过30°时的电动势：e ＝E m sin 30°＝78.5×12V ≈39.3 V.。

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单元质量评估(二)第五章(90分钟100分)一、选择题（本大题共10小题，每小题6分，共60分。

每小题至少一个答案正确）1.下列四幅图是交流电的图像，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是（）2.（多选）矩形线框在匀强磁场内匀速转动的过程中，线框输出的交流电电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（）A.交流电电压的有效值为36VB.交流电电压的最大值为36V，频率为0.25HzC.2s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大D.1s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快3.如图所示，处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直。

在t=0时刻，线圈平面与纸面重合，线圈的cd边离开纸面向外运动。

若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正方向，则能反映线圈感应电流I随时间t变化的图线是（）4.（多选）（2013·武汉高二检测）图甲、图乙分别为两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分。

下列说法正确的是（）A.图甲、图乙均表示交流电B.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=20sin100πt（V）C.图乙所示电压的有效值为20VD.图乙所示电压的有效值为10V5.如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小，此电路的重要作用是（）A.阻高频通低频，输出低频和直流B.阻低频通高频，输出高频电流C.阻交流通直流，输出直流D.阻直流通交流，输出交流6.（2013·烟台高二检测）如图所示，一理想变压器原线圈的匝数n1=1 100匝，副线圈的匝数n 2=220匝，交流电源的电压u=220sin（100πt）V，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是（）A.交流电的频率为100HzB.电压表的示数为44VC.电流表A1的示数大于电流表A2的示数D.变压器的输入功率大于输出功率7.（2013·四川高考）用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图像如图所示，则（）A.变压器输入功率约为3.9WB.输出电压的最大值是110VC.变压器原、副线圈匝数比是1∶2D.负载电流的函数表达式i=0.05sin（100πt+）A8.（多选）（2013·深圳高二检测）如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动。

滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有定值电阻R，从图示位置开始计时，下列判断正确的是（）A.电流表测得的是电流最大值B.感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSω·sinωtC.P向上移动时，电流表示数变大D.P向上移动时，电流表示数变小9.（2013·景洪高二检测）两个完全相同的电热器，分别通有如图所示的交变电流，则它们的功率之比为（）A.4∶1B.1∶C.2∶1D.∶110.如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3、R4均为定值电阻，开关S是断开的。

V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。

现闭合S，如果保持U1数值不变，下列推断中正确的是（）A.U2变小、I3变小B.U2不变、I2变大C.I1不变、I2变大D.I1变大、I3变大二、计算题（本大题共4小题，共40分。

要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）11.（8分）如图所示，把电压最大值为100V的交流电和电压为100V的直流电，分别加在两个完全相同的灯泡上，若后者灯泡正常发光，则前者的灯泡能否正常发光？若不能正常发光，其功率为后者功率的多少倍？12.（10分）（2013·福州高二检测）图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=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，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Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。

求：（1）从1.57×10-2s到4.71×10-2s内通过电阻R上的电量q。

（2）电路中交流电压表的示数。

13.（10分）（2013·徐州高二检测）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1∶n2=3∶1，原线圈电路中接有一量程为3A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻R以及若干“6V、6W”的相同灯泡。

输入端交变电压u的图像如图乙所示。

（1）求图甲中电压表的读数。

（2）要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数。

（3）为满足第（2）问中要求，求可变电阻R应调到的电阻值。

14.（12分）某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6Ω。

（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率。

（2）若改用5 000V高压输电，用户端利用n1∶n2=22∶1的变压器降压，求用户得到的电压。

答案解析1.【解析】选C。

我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220V，最大值约为311V，周期为0.02s，所以只有C正确。

2.【解析】选B、C。

由图像可知，交流电电压的最大值为36V，有效值为36V，周期T=4s，则f==0.25Hz，故A错误，B正确；1 s末交流电电压达到最大值，线框平面应与磁场平行，故D错误；2 s末交流电电压为零，线框平面与磁场垂直，磁通量最大，故C正确。

3.【解析】选C。

根据右手定则或楞次定律可以判断，t=0时刻线圈的cd边离开纸面向外运动而切割磁感线，产生的感应电流I为正向，此时线圈磁通量为零，但是cd边切割磁感线的速度最大，磁通量的变化率最大，所以感应电流最大，故选C。

4.【解析】选A、B、D。

根据交变电流的定义，图甲、图乙均表示交流电，图甲所示电压的瞬时值表达式为u=20sin100πt（V），选项A、B正确；根据有效值的定义得：=T，解得图乙所示电压的有效值U=10V，选项D正确，C错误。

5.【解析】选A。

电容可以通交流阻直流，电感可以通低频阻高频，故A正确，B、C、D错误。

6.【解析】选B。

由交流电源的电压u=220sin（100πt）V，可得交流电的频率为50Hz，选项A错误。

变压器输入电压为220V，由变压公式，变压器输出电压为44V，电压表的示数为44V，选项B正确。

根据变压器电流关系，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，选项C错误。

根据理想变压器功率关系，变压器的输入功率等于输出功率，选项D错误。

【变式备选】（多选）如图，理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1。

原线圈接入一电压为u=U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻。

若U 0=220V，ω=100πrad/s，则下述结论正确的是（）A.副线圈中电压表的读数为55VB.副线圈中输出交流电的周期为πsC.原线圈中电流表的读数为0.5AD.原线圈中的输入功率为110W【解析】选A、C。

原线圈电压有效值U1=220V，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55V，A对；电阻R中的电流为2A，由原、副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为0.5A，C对；输入功率为P=220×0.5W=110W，D错；周期T==0.02s，B错。

7.【解题指南】解答本题时应注意理解以下三点：（1）理想变压器的最大值和有效值；（2）理想变压器的基本规律：①电压关系：=，②功率关系：P入=P出；（3）根据初相位、最大值和周期，正确书写对应的函数关系式。

【解析】选A。

根据图像可知：负载电流的最大值I m=0.05A，周期T=0.02s，则ω==rad/s=100πrad/s，所以负载电流的函数表达式i=0.05sin100πtA，故选项D错误；负载电流的有效值I==A=0.035 36 A，则理想变压器的输入功率P入=P出=110×0.03536W≈3.9W，故选项A正确；输出电压的有效值为110V，最大值为110V，故选项B错误；变压器原、副线圈匝数比==，故选项C错误。

8.【解析】选B、D。

在交流电路中，电流表测得的是有效值，A错误；从矩形线圈在中性面处开始计时，故感应电动势的瞬时值表达式为e=E max〃sinωt，又E max=NBSω，B正确；对变压器有=，P向上移动，n2变小，故U2变小，由I=得I变小，C错误、D正确。

9.【解析】选C。

甲图中交变电流有效值为I m，乙图中交变电流有效值为I m，根据P=I2R，功率之比为2∶1，C正确。

10.【解题指南】本题实际上是变压器与远距离输电的结合，对于变压器，输入电压和输出电压不受用电器的影响，但是用电器的变化会影响电流的大小，从而影响电压损失。

【解析】选A。

因为变压器的匝数与U1不变，所以变压器的输出电压不变。

当S 闭合时，因为负载增大，故原、副线圈中的电流I1、I2都变大，R1两端的电压增大，故R2、R3两端的电压将减小，I3变小，A正确。

11.【解析】后者能使灯泡正常发光，说明灯泡的额定电压为100V，前者电压最大值为100V，其有效值小于100V，不能使灯泡正常发光。

（3分）交流电压的有效值为U==V=50V，由P=（2分）知前者的功率P1=（1分）后者的功率P2=（1分）P1=P2 （1分）答案：不能倍12.【解析】（1）由法拉第电磁感应定律可知，平均电动势=n=n（1分）平均电流=（1分）流过R的电量q=Δt （1分）联立各式得：q=n=n=100×C=0.04C （1分）（2）线圈转动的角速度ω==100rad/s （1分）感应电动势最大值E m=nBSω（1分）由图乙可知Φm=BS=2×10-2Wb （1分）回路中的电流的有效值I=（1分）电压表示数U=IR （1分）联立各式得：I= AU=90V=127V （1分）答案：（1）0.04C（2）127V13.【解析】（1）根据图像可得原线圈电压的最大值U 1m=27V （1分）其有效值为U1=27V （1分）根据n1∶n2=U1∶U2 （1分）代入数据后可得U2=9V （1分）此即为电压表的读数。

（2）设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I2为使副线圈接入的灯泡最多，则I1取允许通过的最大电流的有效值3A根据U1I1=U2I2 （1分）代入数据后可得I2=9A （1分）正常发光时每个灯泡中电流为I灯==1A （1分）所以允许接入的灯泡个数为n==9盏。

（1分）（3）电阻两端电压为U R=U2-U灯=3V （1分）电阻阻值为R==Ω（1分）答案：（1）9V（2）9盏（3）Ω14.【解析】（1）输电线上的电流强度为I==A=52.63A （2分）输电线路损耗的功率为P损=I2R=52.632×6W≈16 620W=16.62kW （3分）（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I′==A=4A （3分）用户端在变压器降压前获得的电压U1=U-I′R=（5 000-4×6）V=4 976V根据=得用户得到的电压为U 2=U1=×4 976V=226.18V （4分）答案：（1）16.62kW（2）226.18V【总结提升】远距离输电的处理思路（1）根据具体问题画出输电线路示意图；（2）研究三个回路，分析其中的已知量、可求量、待求量；（3）研究两个变压器，分析其中的已知量、可求量、待求量；（4）确定求解思路，根据回路及变压器上的电压、电流、功率关系列式求解。

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