高中物理选修二第三章《交变电流》测试卷(有答案解析)(12)
人教版高中物理选择性必修第二册课后习题 第3章 交变电流 3 变压器
3 变压器课后·训练提升基础巩固一、选择题(第1~4题为单选题,第5~6题为多选题)1.一输入电压为220 V、输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏了,为获知此变压器原、副线圈匝数,某同学拆下烧坏的副线圈,用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈,如图所示,然后将原来线圈接到220 V交流电源上,测得新绕线圈的电压为1 V。
按理想变压器分析,该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )A.1 100,360B.1 100,180C.2 200,180D.2 200,360,由U1U3=n1n3得n1=n3U1U3=5×2201=1100,变压器烧坏前,同理n2=n1U2U1=1100×36220=180,故选项B正确。
2.某物理兴趣小组对变压器进行研究,实验电路图如图所示。
接在学生电源交流挡位上的理想变压器给两个完全相同的小灯泡L1、L2供电,导线可视为超导体,电压表和电流表均为理想电表,开关处于断开状态。
现闭合开关,其他条件不变的情况下,则( )A.小灯泡L1变暗B.小灯泡L1变亮C.电压表示数变大D.电流表示数变大U1不变,匝数比不变,根据U1U2=n1n2可知,变压器的输出电压U2不变,而电压表测量的就是U2,故电压表的示数不变,选项C错误。
开关闭合前后,灯泡L1的电压一直等于U2,故灯泡L1的电压不变,亮度不变,选项A、B错误。
S闭合后,副线圈的总电阻减小,而电压不变,则副线圈的电流I2变大,根据I1I2=n2n1可知原线圈的电流变大,即电流表示数变大,选项D正确。
3.如图所示,理想变压器原线圈的匝数为n1,副线圈的匝数为n2,原线圈的两端a、b接正弦式交流电源,电压表V的示数为220 V,负载电阻R=44 Ω,电流表A1的示数为0.2 A。
下列判断正确的是( )A.原线圈和副线圈的匝数比为2∶1B.原线圈和副线圈的匝数比为5∶1C.电流表A2的示数为0.1 AD.电流表A2的示数为0.4 AI1U1=I22R,可解得I2=1.0A,原线圈和副线圈的匝数比n1n2=I2I1=1.0A0.2A=51,故选项B正确,A、C、D错误。
人教版2019高中物理选择性必修第二册第三章交变电流测试卷
人教版2019高中物理选择性必修第二册第三章交变电流测试卷（A 卷）一、选择题（本题共12小题，每小题4分。
共48分。
在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．某交流发电机正常工作时的电动势为e =Em sin ωt ，如果发电机转子转速提高一倍，线圈匝数也同时增加一倍，其他条件不变，则发电机的电动势为（ ）A ．e =4Em sin ωtB ．e =4Em sin2ωtC ．e =Em sin ωtD ．e =2Em sin ωt2．U 为交流电的有效值和U m 为交流电的最大值，下列关于交流电的说法正确的是（ ） A ．任何形式的交流电都具有m 2U U =的关系B ．交流电流表和交流电压表测得的值是瞬时值C ．我国民用交电流的照明电压为220 V 是有效值D ．交电流的有效值即为一个周期内的平均值3．如图是某无线充电接收端电流经电路初步处理后的i t -图像，则该交变电流的有效值为（ ）A ．26AB ．5AC ．6AD ．33A4．一正弦式交变电流i 随时间t 变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ） A ．0.01s t =时电流改变方向 B ．该交变电流的频率为25HzC ．该交变电流的有效值为202AD ．该交变电流的瞬时值表达式为202sin 50i t π=5．一个理想变压器的原、副线圈匝数之比为3∶1，将原线圈接在6V 电池组上，则副线圈两端电压为（ ） A ．18V B ．2V C ．0 D ．6V6．某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线圈两端的电压为220V ，副线圈两端的电压为4.4V ，副线圈的电流为1.0A ，若将该变压器视为理想变压器，则（ ）A ．原、副线圈匝数之比为25:1B ．原线圈的电流为0.02AC ．副线圈两端的电压最大值为5VD ．原、副线圈的功率之比为50:1 7．如图所示，1T 、2T 是监测交流高压输电参数的互感器，一个用来测高压电流，一个用来测高压电压，则下列说法正确的是（ ） A ．T 1是测交流电压的仪器 B ．T 2是测交流电流的仪器 C ．a 是电流表，b 是电压表 D ．a 是电压表，b 是电流表8．输电线的电阻共计为r ，输送的电功率为P ，用电压U 送电，则用户能得到的电功率为（ ）A ．PB ．22P P r U -C ．2P P r -D ．22P r U9．下列图像中属于交流电的是（ ）A ．B ．C ．D ．10．如图所示，理想变压器的原线圈接在()2202sin 100V u t π=的交流电源上，副线圈接有55R =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1AB ．原线圈中的输入功率为220WC ．副线圈中电压表的读数为1102VD ．副线圈中输出交变电流的周期为50s11．如图所示，理想变压器输入电压保持不变。
【单元练】(人教版)深圳高中物理选修2第三章【交变电流】习题
一、选择题1．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n 1：n 2=3∶1，正弦交流电压有效值为U 0恒定，电路中四个电阻R 1=R 2=R 3=R 4，理想电压表示数为U ，则下列说法正确的是（ ）A ．R 1与R 2的电流之比为1∶1B ．R 1与R 2的电压之比为3∶1C ．R 1与R 2的功率之比为1∶3D ．R 1与R 2的功率之比为1∶9A解析：AA ．设通过2R 的电流为I ，则变压器输出端电流为3I ，根据匝数比与电流比 1221I n I n = 则输入端电流为1=I I所以流过R 1与R 2的电流之比为1∶1，故A 正确；B ．根据欧姆定律U IR =可知1R U U =所以R 1与R 2的电压之比为1∶1，故B 错误；CD ．根据2P I R =可得R 1与R 2的功率之比为1∶1，故CD 错误。
故选A 。
2．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中感生电动势e 随时间的变化规律如图，下面说法正确的是（ ）A ．2t 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大B ．3t 时通过线圈的磁通量为零C ．3t 时刻通过线圈的磁通量的变化率最大D ．每当感应电流的方向改变时，通过线圈的磁通量的绝对值为最大D解析：DA ．t 2时刻线圈的感应电动势最大，通过线圈的磁通量绝对值为零，但变化率最大，故A 错误；BC ．t 3时刻线圈的感应电动势为零，通过线圈的磁通量变化率为零，但磁通量绝对值最大，故BC 错误；D ．每当感应电流的方向改变时，线圈平面位于中性面，通过线圈的磁通量的绝对值为最大，故D 正确。
故选D 。
3．如图所示，一小水电站，输出的电功率为20kW P =，输出电压0400V U =，经理想升压变压器1T 变为2000V 电压远距离输送，输电线总电阻为10Ωr =，最后经理想降压变压器2T 降为220V 向用户供电。
下列说法正确的是（ ）A ．变压器1T 的匝数比1∶10B ．变压器2T 的匝数比34:95:11n n =C ．输电线上损失的电功率为25kWD ．输电线上的电流为50A B解析：B A ．升压变压器T 1的输出电压等于2000V ，而输入电压为400V ，由电压之比等于匝数之比，则有变压器T 1的匝数比12:1:5n n =故A 错误；B ．降压变压器T 2的输入电压等于升压变压器的输出电压减去导线损失的电压，即为2000V 1010V 1900V U =-⨯='根据3344U n U n = 则有变压器T 2的匝数比34:1900:22095:11n n ==故B 正确；C ．根据221010W 1000W P I R ==⨯=损故C 错误；D ．输出的电功率为020kW P =而升压变压器T 1变为2000V 电压远距离输送，所以根据 P I U= 可知输电线上的电流为32010A 10A 2000I ⨯== 故D 错误。
高中物理(新人教版)选择性必修二课后习题：交变电流的描述(课后习题)【含答案及解析】
第三章交变电流交变电流的描述课后篇素养形成必备知识基础练1.下列提到的电压或电流,不是指有效值的是()A.交流电压表的读数B.保险丝熔断电流C.电容器击穿电压D.220 V交流电压2.下列关于交变电流的说法正确的是()A.若交变电流的峰值为5 A,则它的最小值为-5 AB.用交流电流表测交变电流时,指针来回摆动C.我国工农业生产和生活用的交变电流频率为50 Hz,故电流方向每秒改变100次D.正弦式交变电流i=20sin 10πt(A)的峰值为20 A,频率为100 Hz,不表示大小,A项错误;交流电流表测交变电流时,指针不会来回摆动,B项错误;我国工农业生产和生活用的交变电流周期为0.02 s,交变电流方向一个周期改变两次,所以每秒改变100次,C项正确;由ω=2πf得正弦式交变电流i=20sin(10πt) A的频率为5 Hz,D项错误。
3.(2020海南卷)图甲、乙分别表示两种电流的波形,其中图乙所示电流按正弦规律变化,分别用I1和I2表示图甲和图乙表示的两电流的有效值,则()A.I1∶I2=2∶1B.I1∶I2=1∶2C.I1∶I2=1∶√2D.I1∶I2=√2∶1,大小不变,故图甲的电流有效值为I 1=I 0;图乙所示的电流为正弦式交变电流,其有效值为I 2=0√2,故I 1∶I 2=√2∶1,选项D 正确。
4.如图所示,两只阻值相同的电阻分别通以正弦波和方波电流,电流的最大值相等,则两只电阻产生的热功率的比是( )A.1∶4B.1∶2C.1∶1D.2∶1Q 正=(√2A)2RT ,则P 正=Q 正T =(√2A)2·R=12R (W)。
方波电流通过电阻在一个周期内产生的热量为Q 方=(1 A)2·RT ,则P 方=Q方T =(1 A)2·R=R (W)。
P 正P方=12,B 选项正确。
5.如图是一个正弦式交变电流的图像,下列说法正确的是( )A.周期是0.2 s,电流的峰值是10 AB.周期是0.15 s,电流的峰值是10 AC.频率是5 Hz,电流的有效值是10 AD.频率是0.2 Hz,电流的有效值是7.07 AT=0.2 s,I m =10 A,故频率f=1T =5 Hz,有效值I=m √2=5√2 A =7.07 A,故A 正确,B 、C 、D错误。
新人教版高中物理选修二第三章《交变电流》检测题(含答案解析)
一、选择题1．(0分)[ID ：128886]交流发电机的输出电压为U ，采用图示理想变压器输电，升压变压器原、副线圈匝数比为m ，降压变压器原、副线圈匝数之比为n ，输电导线电阻为r ，用户的工作电压为U 。
下列说法正确的是（ ）A ．mn =1B ．mn >1C ．输电线上损失的功率为222(1)mn U m r - D ．输电线上损失的功率为2U mr2．(0分)[ID ：128882]如图所示，面积为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sin e BS t ωω=的图是（ ）A ．B ．C ．D ．3．(0分)[ID ：128869]某小型电站用两根单位长度内电阻为42.510/m -⨯Ω的电缆直接向10公里外的山区送电，已知其输出电功率是61.210⨯kW 。
现用200kV 电压输电，则下列说法正确的是（ ）A ．输电线上输送的电流大小为4410⨯AB ．输电线上由电阻造成的损失电压为30kVC ．若改用500kV 电压输电，根据欧姆定律，输电电流变为原来的2.5倍D ．若改用50kV 电压输电，则输电线上损失的功率为6810⨯kW4．(0分)[ID ：128849]对于如图所示的电流i 随时间t 做周期性变化的图象，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．电流的周期是0.2s，最大值是0.2AD．电流做周期性变化，是交流电5．(0分)[ID：128846]如图所示，一个理想变压器原线圈的匝数为 50 匝，副线圈的匝数为100 匝，原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上，导轨间距为 L=0.4m．导轨上垂直于导轨有一长度略大于导轨间距的导体棒，导轨与导体棒的电阻忽略不计，副线圈回路中电阻R ＝20Ω，图中交流电压表为理想电压表．导轨所在空间有垂直于导轨平面、磁感应强度大小为 1T 的匀强磁场．导体棒在水平外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为：v ＝5sin10πt (m/s)，则下列说法正确的是( )A．水平外力为恒力B．电压表的示数为52VC．R 的功率为 0.2WD．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为 0.04Wb/s6．(0分)[ID：128844]下列说法正确的是（）A．导体做切割磁感线运动，导体内一定会产生感应电流B．电磁感应现象中，感应电流的磁场总是跟原来的磁场方向相反C．交流电设备上所标的电压和电流值都是交变电流的最大值D．穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中一定有感应电流7．(0分)[ID：128831]如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是（）A．线圈经过图示位置时，电流方向发生改变B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流C．图示位置ab边的感应电流方向为a bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零8．(0分)[ID：128827]电压互感器和电流互感器是利用变压器原理对高压电路或是高电流电路进行测量的工具，钳形电流表就是电流互感器的一种（如图），它可以在不改变被测电路结构的情况下直接测出电路电流，它的测量过程如图a 所示，此时正在测量一台正常工作电动机的电缆线的电流，其内部变压器可以视为理想变压器，内部结构如图a 右侧所示（电流表表盘上刻度值已经转换成被测电流值）。
高二物理选修3-2交变电流达标检测试题(附答案和解释)
高二物理选修3-2交变电流达标检测试题（附答案和解释）1 交变电流(时间：60分钟) 知识点一交变电流的概念 1．下列各图中，表示交变电流的是( )．解析方向随时间作周期性变化是交变电流的重要特征，选项A、B中，电流的大小变化，但方向不变，不是交变电流是脉动直流．A、B错误，C、D项正确．答案CD 2．矩形线框绕垂直于匀强磁场且沿线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是( )． A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次 D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线解析线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两边速度方向与磁感线平行，即不切割磁感线，穿过线框的磁通量的变化率等于零，所以电动势等于零，感应电动势或感应电流的方向在此时刻改变.垂直于中性面时，穿过线框的磁通量为零，切割磁感线的两边的速度与磁感线垂直，有效切割速度最大，此时穿过线框的磁通量的变化率最大，所以感应电动势最大，故C、D正确．答案CD 3．下图中哪些情况线圈中产生了交流电( )．解析由正弦式电流的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状没有特别要求．答案BCD 知识点二交变电流的规律 4.如图5-1-16所示，一矩形线圈abcd，已知ab边长为l1，bc边长为l2，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为( )．图5-1-16 A．0.5Bl1l2ωsin ωt B．0.5Bl1l2ωcos ωt C．Bl1l2ωsin ωt D．Bl1l2ωcos ωt 解析线圈从题图示位置开始转动，电动势瞬时值表达式为e＝Emcos ωt，由题意，Em＝BSω＝Bl1l2ω，所以e＝Bl1l2ωcos ωt. 答案 D 5.如图5-1-17所示，一单匝闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，转动过程中线框中产生的感应电动势的瞬时值为e＝0.5sin(20t) V，由该表达式可推知以下哪些物理量( )．图5-1-17 A．匀强磁场的磁感应强度 B．线框的面积 C．穿过线框的磁通量的最大值 D．线框转动的角速度解析根据正弦式交变电流的表达式：e＝BSωsin ωt，可得ω＝20 rad/s，而磁通量的最大值的大小的表达式为Φ＝BS，所以可以根据BSω＝0.5求出磁通量的最大值．答案CD 6.如图5-1-18所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是( )．图5-1-18 A．线圈每转动一周，指针左右摆动两次 B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流 C．图示位置ab边的感应电流方向为a→b D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零解析线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时电流改变方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一次，故A错；线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为a→b，故C对；线圈平面与磁场方向平行时，ab、cd边垂直切割磁感线，线圈产生的电动势最大，也可以这样认为，线圈平面与磁场方向平行时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，B、D错误．答案C 知识点三交变电流的图象 7.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(如图5-1-19所示)，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流i随时间t变化的图线是( )．图5-1-19 解析线圈在磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可以产生按正弦规律变化的交流电．对于图示起始时刻，线圈的cd边离开纸面向纸外运动，速度方向和磁场方向垂直，产生的电动势的瞬时值最大；用右手定则判断出电流方向为逆时针方向，与规定的正方向相同，所以C对．答案 C 8．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＝BSωsin ωt的图是( )．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＝BSωsin ωt，由此判断，只有A选项符合．答案 A 9. 图5－1－20 某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图5－1－20所示，由图中信息可以判断( )． A．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．从A�D→D时刻线圈转过的角度为2π D．从O�D→D交变电流完成了一次全变化解析根据图象，首先判断出感应电流的数学表达式i＝Imsin ωt.其中Im是感应电流的最大值，ω是线圈旋转的角速度．另外应该进一步认识到线圈是从中性面开始旋转，而且线圈旋转一周，两次经过中性面，经过中性面的位置时，电流改变方向．从该图来看，在O、B、D时刻电流为零，所以此时线圈恰好在中性面的位置，且穿过线圈的磁通量最大；在A、C时刻电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时磁通量为零；从A到D时刻，线圈旋转34周，转过的角度为32π；从O到D，线圈在磁场中恰好转过一周，所以交变电流完成了一次全变化．只有选项D正确．答案 D 10.如图5-1-21所示，一矩形线圈绕与匀强磁场垂直的中心轴OO′沿顺时针方向转动，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和N相连．M和N又通过固定的电刷P和Q与电阻R相连．在线圈转动过程中，通过电阻R的电流( )．图5-1-21 A. 大小和方向都随时间做周期性变化 B．大小和方向都不随时间做周期性变化C．大小不断变化，方向总是P→R→Q D．大小不断变化，方向总是Q→R→P 解析在图示位置时产生的电动势，由右手定则可知，ab边的感应电动势方向由b→a，cd边感应电动势的方向由d→c，通过电刷将电流引出，在外电路中的电流方向为P→R→Q，转过180°后，ab、cd边位置交换，但电流方向仍为P→R→Q，故选项C正确．答案 C 11.如图5-1-22所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO′与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动(ab向纸外，cd向纸内)．若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿a→b→c→d→a为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是下图中的( )．图5-1-22 解析由题意知线圈总有一半在磁场中做切割磁感线的匀速圆周运动，所以产生的仍然是正弦交变电流，只是最大值为全部线圈在磁场中匀速转动情况下产生的感应电动势最大值的一半，所以选项B、C错误，再由右手定则可以判断出A选项符合题意．答案 A 12.如图5-1-23所示，在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B ＝52π T，线框的CD边长为20 cm，CE、DF长均为10 cm，转速为50 r/s.若从图示位置开始计时：图5-1-23 (1)写出线框中感应电动势的瞬间值表达式； (2)在e-t坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图象．解析(1)线圈转动，开始计时的位置为线圈平面与磁感线平行的位置，在t时刻线框转过的角度为ωt，此时刻，e＝Bl1l2ωcos ωt，即e＝BSωcos ωt.其中B＝52πT，S＝0.1×0.2 m2＝0.02 m2，ω＝2πn＝2π×50 rad/s＝100π rad/s. 故e＝52π×0.02×100πcos(100πt) V，即：e＝102cos(100πt) V. (2)线框中感应电动势随时间变化关系的图象如图所示：答案(1)e＝102cos(100πt) V (2)见解析图 13.如图5-1-24所示，一边长为l 的正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中转动，转速为n＝120 r/min，若已知边长l＝20 cm，匝数N＝20，磁感应强度B＝0.2 T，求：图5-1-24 (1)转动中的最大电动势及达到最大电动势时线圈所处的位置； (2)从中性面开始计时的电动势瞬时值表达式； (3)从图所示位置转过90°过程中的平均电动势．解析(1)当线圈平面转到与磁场平行时，ab、cd两边均垂直切割磁感线，这时线圈中产生的感应电动势最大，Em＝NBSω＝20×0.2×0.22×2π×2 V＝2.0 V.(2)电动势瞬时值表达式： e＝Emsin ωt＝2sin(4πt) V (3)E＝NΔΦΔt＝20×0.2×0.0414×2π4π V＝1.28 V. 答案(1)2.0 V 线圈平面与磁场平行 (2)e＝2sin(4πt)V (3)1.28 V。
高中物理选修二第三章《交变电流》测试卷(含答案解析)(1)
一、选择题1．(0分)[ID：128889]如图所示，三只完全相同的灯泡L1、L2、L3分别与电感线圈、电容器和电阻串联后接在同一交流电源上，供电电压瞬时值为u1=U m sinω1t，此时三只灯泡亮度相同。
现换另一个电源供电，供电电压瞬时值为u2=U m sinω2t，ω2=12ω1，U m保持不变，则改换电源后（）A．L1灯比原来暗B．L2灯比原来暗C．L3灯比原来暗D．L1、L2、L3三灯亮度仍然相同2．(0分)[ID：128873]一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈中感生电动势e随时间的变化规律如图，下面说法正确的是（）A．2t时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大B．3t时通过线圈的磁通量为零C．3t时刻通过线圈的磁通量的变化率最大D．每当感应电流的方向改变时，通过线圈的磁通量的绝对值为最大3．(0分)[ID：128860]某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，A、B为理想变压器，R为输电线路的电阻，灯泡L1、L2规格相同，保持变压器A的输入电压不变，开关S 断开时，灯泡L1正常发光，则（）A．仅将滑片P上移，A的输入功率不变B．仅将滑片P上移，L1变暗C．仅闭合S，L1变亮D．仅闭合S，A的输入功率变小4．(0分)[ID ：128854]每年冬季，我国北方总会迎来冰冻雨雪天气，图为电力公司工作人员监测高压电线覆冰厚度，为清除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路，利用电流的热效应除冰，若在正常供电时，高压线上输电电压为U ，电流为I ，热损耗功率为ΔP ；除冰时，输电功率，输电线电阻不变，输电线上的热损耗功率为4ΔP ，则除冰时（ ）A ．输电电压为2UB ．输电电流为4IC ．输电电压为4UD ．输电电流为4I 5．(0分)[ID ：128847]如图所示，理想变压器原线圈接交流电源和理想交流电流表，副线圈接热水器和抽油烟机，原副线圈的匝数比为4:1，副线圈上电源的瞬时值2202sin100(V)u t π=，开关S 断开时，电流表示数是1A ，开关S 闭合时，电流表示数是1.25A ，下列说法正确的是A ．交流电源输出电压的最大值是55VB ．交流电源输出电压的最大值是880VC ．S 闭合时，抽油烟机消耗的功率是1100WD ．S 闭合时，抽油烟机消耗的功率是220V6．(0分)[ID ：128843]一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。
人教版高中物理选修二第三章《交变电流》测试题(答案解析)(1)
一、选择题1．(0分)[ID ：128875]如图所示，电路中的变压器为理想变压器，U 为正弦式交变电压，R 为变阻器，R 1、R 2是两个定值电阻，A 、V 分别是理想电流表和理想电压表，则下列说法正确的是（ ）A ．闭合开关S ，电流表示数变大、电压表示数变大B ．闭合开关S ，电流表示数变小、电压表示数变大C ．开关S 保持闭合，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变小D ．开关S 保持闭合，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变大 2．(0分)[ID ：128866]如图所示，电阻均匀的正方形导线框ad 边的中点和bc 边的中点连线'OO 恰好位于某磁场右边界上，磁场方向与线框平面垂直，已知该磁场的磁感应强度的变化2002sin100π(T/s)B t t∆=∆ ，线框的边长L =20cm 。
则线框c 、d 两点间的电压有效值为（ ）A ．1VB 2C ．2VD ．2 3．(0分)[ID ：128864]小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A 、B 来模拟输电线路，忽略导线的自感作用。
其中T 1为理想升压变压器，T 2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡的电压相等两次实验中（ ）A ．都接直流电源B ．A 两端的电压相等C ．A 损耗的功率相等D ．图1中A 的电流较大4．(0分)[ID ：128861]如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n 1:n 2=4:1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表1A 的示数是12mA ，则副线圈中电流表2A 的示数是( )A ．3mAB ．48mAC ．零D ．与R 阻值有关5．(0分)[ID ：128854]每年冬季，我国北方总会迎来冰冻雨雪天气，图为电力公司工作人员监测高压电线覆冰厚度，为清除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路，利用电流的热效应除冰，若在正常供电时，高压线上输电电压为U ，电流为I ，热损耗功率为ΔP ；除冰时，输电功率，输电线电阻不变，输电线上的热损耗功率为4ΔP ，则除冰时（ ）A ．输电电压为2UB ．输电电流为4IC ．输电电压为4UD ．输电电流为4I 6．(0分)[ID ：128840]如图所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线OO 与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动，若从图示位置开始计时，并规定电流方向沿a b c d a →→→→为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是（ ）A ．B ．C ．D ． 7．(0分)[ID ：128836]如图所示为远距离交流输电的简化电路图。
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一、选择题1．(0分)[ID ：128882]如图所示，面积为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sin e BS t ωω=的图是（ ）A ．B ．C ．D ．2．(0分)[ID ：128881]如图所示，单匝线框在匀强磁场中匀速转动，周期为 T ，转轴 O 1O 2垂直于磁场方向，线框电阻为 2 Ω。
若线框从图示位置转过 60°时感应电流的瞬时值为 1A 。
则下列说法正确的是（ ）A ．线框匀速转动过程中消耗的电功率为 8WB ．线框中感应电流的有效值为 2AC ．线框在图示的位置磁通量变化率为零D ．从图示位置开始计时，在任意时刻穿过线框磁通量的表达式为Φ=22sin Tt Tππ（W b ） 3．(0分)[ID ：128875]如图所示，电路中的变压器为理想变压器，U 为正弦式交变电压，R 为变阻器，R 1、R 2是两个定值电阻，A 、V 分别是理想电流表和理想电压表，则下列说法正确的是（ ）A ．闭合开关S ，电流表示数变大、电压表示数变大B ．闭合开关S ，电流表示数变小、电压表示数变大C ．开关S 保持闭合，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变小D ．开关S 保持闭合，变阻器滑片向左移动的过程中，电流表、电压表示数均变大 4．(0分)[ID ：128868]据美国气候预测中心发布的数据表明：2020年拉尼娜现象已经形成，2020年冬天或出现极寒天气。
假如出现低温雨雪冰冻天气，我国北方的高压输电线路也会因结冰而损毁。
为消除200k V 高压输电线上的冰凌，有人设计了利用电流热效应除冰的方法，当输送功率和输电线电阻一定时，线上损耗的热功率增大为原来的16倍，输电电压应变为（ ）A ．800kVB ．400kVC ．100kVD ．50kV5．(0分)[ID ：128857]如图所示为某一线圈通过的交流电的电流—时间关系图象（前半个周期为正弦波形的12），则一个周期内该电流的有效值为（ ）A ．032IB ．052IC ．032ID ．052I 6．(0分)[ID ：128856]如图甲所示，手摇发电机在磁感应强度为B 的匀强磁场中匀速转动，外接一电阻R 和一个理想交流电流表。
已知线圈的匝数为n ，角速度为ω，面积为S ，总电阻为r 。
线圈转动产生的感应电动势e 随时间t 变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）A ．在t 2~t 4时间内，穿过线圈平面的磁通量的变化量为2nBSB ．在t 3~t 4时间内，通过电阻R 的电荷量为2nBS R r+ C ．在t 3时刻穿过线圈平面的磁通量的变化率为BSωD ．在t 3时刻电流表的示数为2()R r + 7．(0分)[ID ：128845]有一个负载电阻值为R ，当将它接在20V 的直流电源上时，消耗的电功率为P ，若将R 接在图中的变压器的次级电路中消耗的电功率是P 2。
已知变压器的输入电压的最大值为200V ，求此变压器的原、副线圈的匝数之比。
（ ）A ．5：1B ．1：5C ．1：10D ．10：18．(0分)[ID ：128836]如图所示为远距离交流输电的简化电路图。
发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1。
在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I 2。
则（ ）A ．用户端的电压为211I U I B ．输电线上的电压降为U-U 1C ．理想变压器的输入功率为I 1rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U9．(0分)[ID ：128833]一理想变压器原、副线圈匝数比1211:5n n =：。
原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻。
则（ ）A ．流过电阻的电流是20AB ．与电阻并联的电压表的示数是100VC ．经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD ．变压器的输入功率是2×103W10．(0分)[ID ：128832]如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U 1不变，闭合开关S ，下列说法正确的是（ ）A ．P 向下滑动时，灯L 变亮B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压变大C ．P 向上滑动时，变压器的输入电流变小D ．P 向上滑动时，变压器的输出功率变大 11．(0分)[ID ：128826]如图所示，标有“220V ，40W”的灯泡和标有“20μF 360V”的电容器并联到交流电源上，V 为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示，闭合开关 S 。
下列判断正确的是（ ）A ．电容器会被击穿B ．灯泡不能正常发光C ．t =T 4时刻，交流电压表的示数为 2202VD ．t =T 2时刻，通过灯泡的电流为零 12．(0分)[ID ：128794]如图为模拟远距离输电的部分测试电路。
a 、b 端接电压稳定的正弦交变电源, 定值分别为12R R 、，且12R R <,理想变压器的原、副线圈匝数比为k 且1k <,电流表、电压表均为理想表，其示数分別用I 和U 表示。
当问下调节电滑动变阻器R 3的滑动端P 时，电流表、电压表示数变化分别用ΔI 和ΔU 表示。
则以下说法错误的是（ ）A ．12R U I k ∆=∆B ．2U R I= C ．电源的输出功率一定减小 D ．电压表示数一定增加二、填空题13．(0分)[ID ：128975]如图所示，线圈的面积是0.05m 2，共100匝；线圈的电阻r =1Ω，外接电阻R =24Ω。
匀强磁场的磁感应强度为1πT ，当线圈以10πrad/s 的角速度匀速转动时，若从线圈平面与磁感线平行时开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e =___________（v ），电路中电流表的示数为___________A 。
14．(0分)[ID ：128968]如图的理想变压器，原线圈匝数1600n =匝，输入电压1110V U =，副线圈2L 的匝数215n =匝，输出电流20.60A I =，3L 的输出电压311VU=，输出电流30.25AI=。
则原线圈中电流1I=______A，变压器的输出功率P=______W，3L的匝数3n=______匝。
15．(0分)[ID：128960]利用垃圾发电可减少垃圾堆放，消除细菌和减少传染病传播，减少大气污染。
中国第一座垃圾电站在深圳市，日处理垃圾300吨，发电功率500kW。
当采用10kV电压输电时，安装在输电线路起点的电度表和终点的电度表一昼夜读数相差2400kW h⋅，则输电线上的总电阻为__Ω，若要使输电线上损失的功率变为输送功率的1.25%，则输电电压应提高到______V。
16．(0分)[ID：128958]小型水利发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器。
输电电路图如图所示，则电流I1=___________；升压变压器的原、副线圈的匝数之比n1：n2=___________；降压变压器的原、副线圈的匝数之比n3：n4= _________。
17．(0分)[ID：128942]下图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,发电机输出功率为100kW,输出电压是250V,用户需要的电压是220V.输电线电阻为10Ω,若已知输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%,则在输电线路中设置的升压变压器原副线圈的匝数比为_________，降压变压器原副线圈的匝数比为_________，远距离输电线路中损失的电压为___________，用户得到的电功率为___________．18．(0分)[ID：128940]把标有“36V，40W”的灯泡，接在交流电源上，若它的实际功率只有20W，则交流电源电压的最大值U m=_______V.19．(0分)[ID：128933]在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，（1）变压器两个线圈接如图所示的匝数，多用电表选择开关如图所示，用多用电表测量两个线圈的结果如图所示，则图3所示电压值为______（填“5.7V”或“1.37V”），则连接电源的是______线圈（填“左边的”或“右边的”）．（2）下列说法正确的是（_____）A．变压器工作时副线圈电压频率与原线圈相同B．线圈用直流电压输入时，副线圈两端有恒定的电压C．为了人身安全，低压交流电源的电压不要超过12VD．绕制升压变压器原、副线圈时，副线圈导线应比原线圈导线粗一些好20．(0分)[ID：128901]如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b。
当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。
则原、副线圈匝数之比______，此时a、b两灯泡功率之比______。
三、解答题21．(0分)[ID ：129078]小型水电站是指装机容量25000kW 及以下的水电站和配套的地方供电电网。
某山区小型水电站的输电网线图如图所示，发电机的输出功率P 1=6400kW ，输出电压U 1=250V ，用户需要的电压U 4=220V ，输电线总电阻R 线=8Ω。
若输电线因发热而损失的功率为输送功率的5%，求：（1）输电线中的电流I 3；（2）升压变压器原、副线圈的匝数比12n n ； （3）降压变压器原、副线圈的匝数比34n n 。
22．(0分)[ID ：129077]一个电阻为r 、边长为L 的正方形线圈abcd 共n 匝，线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO ′以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R 。
（1）线圈平面与磁感线夹角为30°时的感应电动势多大；（2）设发电机由柴油机带动，若其他能量损失不计，则线圈转一周，柴油机做多少功； （3）从图示位置开始，线圈转过30°的过程中通过R 的电荷量是多少。
23．(0分)[ID ：129020]如图所示，矩形线圈abcd 的匝数为N =100匝，线圈ab 的边长为10.2m L =bc 的边长为20.25m L =，在磁感应强度为B =0.4T 的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO '轴匀速转动，转动的角速度1002rad/s ω=，若线圈自身电阻为r =1Ω，负载电阻R =9Ω。
试求：（1）感应电动势的最大值m E ；（2）设时间t =0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （3）1分钟时间内电阻R 上产生的焦耳热Q 的大小；（4）线圈从图示位置转过90︒的过程中，通过R 的电荷量。