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)

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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。

高中物理(新人教版)选择性必修二同步习题：第三章达标检测(同步习题)【含答案及解析】

第三章交变电流本章达标检测满分:100分;时间:90分钟一、选择题(本题共9小题,每小题4分,共36分。

在每小题给出的四个选项中,第1~5小题只有一项符合题目要求,第6~9小题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分,选不全的得2分,选错或不答的得0分)1.(2020江苏扬州高二上期末)某正弦式交变电流的i-t图像如图所示,该电流的瞬时值表达式为( )A.i=200 sin 100πt(A)B.i=200 sin 200πt(A)C.i=200√2 sin 200πt(A)D.i=100√2 sin 200πt(A)2.(2020北京大兴高三上期末)如图所示,KLMN是一个匝数为n的矩形导线框,处于磁感应强度为B的水平向右的匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R,MN边水平,线框绕竖直轴以角速度ω匀速转动(俯视沿逆时针方向)。

当MN边与磁场方向的夹角为30°时(图示位置),下列说法正确的是( )nBSωA.导线框产生的瞬时感应电动势的大小是√32B.导线框中感应电流的方向是K→L→M→N→KC.导线框再转过60°时,导线框中产生的感应电流达到最大值D.导线框旋转过程中穿过导线框的磁通量的变化率恒定3.(2020湖南长沙高二上期末,改编)2016年底以来,共享单车风靡全国各大城市。

某品牌共享单车的内部有一个小型发电机,通过骑行者的骑行踩踏,不断地给单车内的蓄电池充电,蓄电池再给智能锁供电。

单车内的小型发电机发电原理如图所示,矩形线圈abcd的面积为0.001 m2,共有100匝,线圈总电阻为1 Ω,线圈处于磁感应强度大小为2√2T的匀强磁场中,可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO'转π动,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为9 Ω的电阻连接,不计交流电流表的内阻。

在外力作用下线圈以10π rad/s的角速度绕轴OO'匀速转动时,下列说法中正确的是( )A.交流电流表的示数是0.002 AB.电阻R的发热功率是0.4 WC.该交流发电机产生的交变电流的周期为0.2 sD.当线圈平面和磁场方向平行时,线圈中的感应电流为零4.(2020山东德州高二上期末)如图甲所示为恒压电源给硫化镉光敏电阻R供电时,流过此电阻的电流和其所受光照强度的关系图像。

人教版高中物理选修二第三章《交变电流》检测卷(答案解析)(2)

一、选择题1．(0分)[ID ：128889]如图所示，三只完全相同的灯泡L 1、L 2、L 3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u 1=U m sin ω1t ，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u 2=U m sin ω2t ，ω2=12ω1，U m 保持不变，则改换电源后（）A ．L 1灯比原来暗B ．L 2灯比原来暗C ．L 3灯比原来暗D ．L 1、L 2、L 3三灯亮度仍然相同 2．(0分)[ID ：128870]如图所示，三只完全相同的灯泡a 、b 、c 分别与电阻R 、电感L 、电容C 串联，再将三者并联，接在220V ，50Hz 的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。

若接在220V ，60Hz 的交变电压两端，则（）A ．三只灯泡亮度不变B ．三只灯泡都将变亮C ．a 亮度不变，b 变亮，c 变暗D ．a 亮度不变，b 变暗，c 变亮3．(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2002π(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．1V B．2V C．2V D．22V4．(0分)[ID：128859]一台发电机产生的交变电流的u t-图象如图所示，该交变电流（）A．周期是0.01sB．电动势有效值为155.5Vt=时，线圈平面与中性面重合C．在0.01st=时，穿过线圈的磁通量变化率最大D．在0.02s5．(0分)[ID：128853]一台发电机输出的电功率为50 kW，输出电压为250 V，现欲用变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为8Ω，若不考虑输电线路的感抗和容抗对输电的影响，则（）A．输送电压越高，输电线上损失的功率越大B．若升压变压器的变压比为1:4，输电线上损失的功率为20 kWC．若升压变压器的变压比为1:8，输电线上损失的功率为10 kWD．若不用升压变压器，输电线上损失的功率将达到320 kW6．(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)=，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u tπ1.25A，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220V7．(0分)[ID ：128822]如图所示，理想变压器原、副线圈接有额定电压均为20V 的灯泡A 和B ，当输入()2202sin100V u t π=的交流电时，两灯泡均能正常发光，设灯泡不会被烧坏，下列说法正确的是（）A ．原、副线圈匝数比为11：1B ．原、副线圈中电流的频率比为11：1C ．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡B 变亮D ．当滑动变阻器的滑片向下滑少许时，灯泡A 变亮8．(0分)[ID ：128820]如图甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图乙所示。

人教版高中物理选修二第三章《交变电流》测试题(包含答案解析)(1)

一、选择题1．(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O1O2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=22sinT tTππ（W b）2．(0分)[ID：128876]一交变电压随时间变化的图像如图所示已知横轴下方为正弦曲线的一半，则该交变电压的有效值为（）A．510V B．210V C．10V D．102V3．(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T1为理想升压变压器，T2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 ：128863]如图，用一根总电阻为2R 粗细均匀的铜导线制成半径为L 的圆环，PQ 为圆环的直径，其左右两侧14圆面积内各存在垂直于圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小均为B ，但方向相反。

一根长度为2L 、电阻为R 的金属棒MN 绕着圆环的圆心O 点紧贴着圆环以角速度ω沿逆时针方向匀速转动，转动过程中金属棒MN 与圆环始终接触良好，不计一切阻力和摩擦，下列说法正确的是（）A ．转动过程中流过金属棒中电流方向始终是从N 到MB ．图示位置金属棒两端的电压大小为223B L ω C ．从PQ 位置开始计时，π02ω-时间内通过金属棒MN 的横截面电荷量为零 D ．金属棒旋转一周的过程中，金属棒中电流的有效值为223B L Rω 5．(0分)[ID ：128855]一电阻不计的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴作匀速转动，产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图甲中的线a 所示，用此线圈给图乙电路供电，发现三个完全相同的灯泡亮度均相同。

【单元练】人教版高中物理选修2第三章【交变电流】经典测试(含答案解析)

一、选择题1．图1所示为某可调台灯电路图，变压器原副线圈匝数比为5∶1，灯泡的额定电压为40V ，额定功率为20W ，在a 、b 两端接上如图2所示的交流电，调节滑动变阻器滑片P ，使灯泡正常发光，这时滑动变阻器消耗的功率为（）A ．1WB ．2WC ．3WD ．4W B解析：B由图2可知，原线圈两电压的最大值为311V ，则有效值为1V 220V 2U == 根据变压比可知112251U n U n == 副线圈两端的电压为U 2=44V ，当灯泡正常工作时，副线圈电路中的电流为1A 2P I U == 滑动变阻器两端的电压为44V 40V 4V U '=-=因此滑动变阻器消耗的功率2W P U I ''==故选B 。

2．如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R 。

开始时，开关S 断开。

当开关S 接通时，以下说法中不正确的是（）A ．副线圈两端M 、N 的输出电压减小B ．副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大C ．通过灯泡L 1的电流减小D ．原线圈中的电流增大A 解析：A A ．根据1122n U n U = 可知副线圈两端M 、N 的输出电压由输入电压决定的，与用电器无关，因此输出电压保持不变，A 错误；BC ．当S 闭合后，整个回路电阻减小，干路电流增加，因此副线圈输电线等效电阻R 上的电压增大，因此加在灯L 1的电压降低，因此通过灯泡L 1的电流减小，B 正确，C 正确； D ．根据1221n I n I = 由于副线圈电流增大，导致原线圈电流也增大，D 正确。

故错误的选A 。

3．在如图所示的电路中，1L 、2L 、3L 是三盏相同的灯泡．当a 、b 两端接交流6V 时，三盏灯的发光情况相同．若将a 、b 两端接直流6V 时，稳定后观察到的现象是（）A ．三盏灯的亮度相同B ．1L 不亮，2L 、3L 的亮度相同C ．1L 不亮，2L 比3L 亮D ．1L 不亮，3L 比2L 亮C解析：C三个支路电压相同，当通交流电时，电感的感抗与电容的容抗都会对交流电有影响，而电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，当通入直流时，对于电阻没有影响，亮度不变；而对电容器来说，不能通过直流，所以灯1L 不亮；对于线圈来说，阻碍减小，导致2L 变得更亮，C 正确。

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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）。

图a 中电流表的读数为0.9A 。

图b 中用同一电动机电缆线绕了3匝，则（）A ．这种电流表也能测交流电压B ．这种电流表能测交流电流，图b 的读数为0.3AC ．这种电流表能测交流电流，图b 的读数为2.7AD ．这种电流表能测交流电流，图b 的中电流表指针周期性摆动9．(0分)[ID ：128818]调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图乙所示。

线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上，CD 之间输入交变电压，转动滑动触头P 就可以调节输出电压。

图乙中两电表均为理想交流电表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器。

现在CD 两端输入图甲所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么（）A ．由甲图可知CD 两端输入交流电压u 的表达式为u ＝362sin100t (V)B ．当滑动触头P 逆时针转动时，MN 之间输出交流电压的频率变大C ．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大D ．当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R 2消耗的电功率变小10．(0分)[ID ：128806]如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（）A ．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，1R 消耗的功率变大B ．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，电压表V 示数变大C ．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，电流表1A 示数变大D ．若闭合开关S ，则电流表1A 示数变大，2A 示数变大11．(0分)[ID：128799]如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=3∶1，L1、L2为两相同灯泡，R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中C=10 μF。

当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时，下列说法中正确的是（）A．灯泡L1一定比L2暗B．电容器C所带电荷量的最大值为62×103 CC．电容器C放电周期为2×10－2 sD．副线圈两端的电压最大值为122V12．(0分)[ID：128793]一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻1R、2R和3R的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压R的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。

该变压器原、副线圈匝数的比值为（）A．2 B．3 C．4 D．5二、填空题13．(0分)[ID：128981]一交流电流的图像如图所示，由图可知，该交变电流周期为______s，用电流表测该电流示数为______A，若该交流电流通过10Ω的电阻时，电阻消耗的电功率为______W。

14．(0分)[ID：128979]某电容器上标有“220V，300μF”，300μF =________F=________PF。

若将其直接接入有效值为220V的交流电源两端，________正常工作（填“可以”或“不可以”）。

15．(0分)[ID：128974]理想变压器在正常使用过程中，如果副线圈处于开路状态，则原线圈的输入功率等于___________；如果副线圈上负载电阻减小，则原线圈从电源获取的功率将___________（选填“增加”、“减小”或“不变”）。

16．(0分)[ID：128956]我国大陆地区居民用电的电压是220V，频率是________Hz；变压器根据电磁感应原理工作，所以变压器只能改变________（选填“交变电流”或“恒定电流”）的电压；远距离输电中，可采用______（选填“提高”或“降低”）输送电压的方式来减少电能输送时的损失。

17．(0分)[ID：128946]一个100匝的矩形线圈，其面积为200cm2、电阻为10Ω，与外电阻R＝90Ω相接后，它在匀强磁场中转动所产生的感应电流随时间变化的图象如图所示，线圈所在处匀强磁场的磁感应强度的大小为________．18．(0分)[ID：128927]某交变电压随时间的变化规律如图所示，则此交变电流的频率为________Hz．线圈转动的角速度是________rad/s．若将此电压加在10 μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________V．19．(0分)[ID：128905]如图的理想变压器，原线圈匝数n1=600匝，输入电压U1=110V，副线圈L2的匝数n2=15匝，输出电流I2=0.60A，L3的输出电压U=11V，输出电流I3=0.25A．则原线圈中电流I1=___________A，变压器的输出功率P=___________W，L3的匝数n3=___________匝。

20．(0分)[ID：128890]如图所示，电压互感器、电流互感器可看成理想变压器，已知电压互感器原、副线圈匝数比是1000∶1，电流互感器原、副线圈匝数比是1∶200，电压表读数是200V，电流表读数是1.5A，a、b为两只交流电表。

则a为________，b为_______，交流电路输送电能的功率是________W。

三、解答题21．(0分)[ID：129031]图甲为小型旋转电枢式交流发动机的原理图，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)该交流电的周期T 和磁通量的最大值фm 是多少？(2)交流发动机产生的电动势的最大值；(3)从甲图开始计时，写出该交流电的电动势瞬时表达式？(4)电路中交流电压表的示数。

22．(0分)[ID：129027]高考临近，为保证高三工作正常开展，防止停电事故发生，某中学领导班子决定购买一台应急备用发电机，要求如下：一是保证全校66间教室所有日光灯能正常发光；二是为避免噪音干扰，发电机需远离教学区；三是尽量利用已有设备和线路。

为此学校决定让物理老师和兴趣小组同学先进行调查，得到以下数据：每间教室有日光灯20盏，每盏20W，额定电压均为220V；发电机安装位置距离并网接口约500米。

计算得出所用电线每米电阻约2.0×10-3Ω，其余部分电阻不计；学校已有升压变压器和降压变压器各一台，升压变压器匝数比为n1:n2=1:4，降压变压器的匝数比为n3:n4=4:1，兴趣小组同学画出示意图如图所示。

试求：(1)发电机输出的电压U1是多少才能保证灯泡正常发光？(2)购买的发电机功率P应不小于多少？23．(0分)[ID：129014]如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈，边长分别为a=10cm和b=20cm，内阻为r=5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以2s的角速度匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部R=20Ω的电阻相接。

求电键S合上后，（1）写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式；（2）电压表和电流表示数；（3）电阻R上所消耗的电功率；（4）从计时开始，线圈转过90°角的过程中，通过外电阻R的电量。

24．(0分)[ID：129013]在某偏僻山区建设了一个小型水电站，通过升压变压器将电能输送到镇上．已知发电机组输出电压为400V，输出功率为l03kW，输电线的总电阻为1000Ω，镇上用户得到的最大功率为900kW，求：（1）升压变压器原线圈和副线圈的匝数之比；（2）用户端降压变压器原线圈两端的电压。