【学生卷】朔州市高中物理选修二第三章《交变电流》经典测试题(含解析)

一、选择题1．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2．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50A3．家用电子调光灯的调光原理是利用电子线路将输入的正弦交流电压的波形截去一部分，由截去部分的多少来调节电压，从而实现灯光的调节，比过去用变压器调压方便且体积较小。

如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在台灯上的电压，即在正弦式电压的每一个12周期中，前面的14波形被截去，从而改变了台灯上的电压。

那么现在台灯上电压的有效值为（ ）A ．U mB ．m 2UC ．m 2UD ．m 4U 4．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 ．800kV B ．400kV C ．100kV D ．50kV 5．如图所示，在以水平线段AD 为直径的半圆形区域内有磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。

现有一个闭合导线框ACD （由细软弹性电阻丝制成），端点A 、D 固定。

在竖直面内，将导线与圆周接触的C 点以恒定角速度ω（相对圆心O ）从A 点沿圆弧移动至D 点，使导线框上产生感应电流。

设导线框的电阻恒为r ，圆的半径为R ，从A 点开始计时，下列说法正确的是（ ）A ．导线CD 始终受到指向圆心O 的安培力B ．C 到达圆弧最高点时导线框中感应电动势的最大C ．导线框中感应电动势的最大值为22BR ωD ．C 点从A 转至D 过程中导线框中产生的焦耳热为242B R r πω6．如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡L 1和L 2，当原线圈a 、b 端输入电压U 为灯泡额定电压的7倍时，两灯泡均正常发光，则（ ）A ．原、副线面的匝数之比为7：1B ．原、副线圈的匝数之比为6：1C ．此时灯泡L 1和L 2的功率之比为7：1D ．此时灯泡L 1和L 2的功率之比为6：1 7．一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155.5VC．在0.01st=时，线圈平面与中性面重合D．在0.02st=时，穿过线圈的磁通量变化率最大8．一个矩形线圈，在匀强磁场中绕一个固定轴做匀速转动，当线圈处于如图所示位置时，它的（）A．磁通量最大，磁通量变化率最大，感应电动势最大B．磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大C．磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电动势最大D．磁通量最小，磁通量变化率最小，感应电动势最大9．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)．产生的电信号一般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器(视为理想变压器)之后再送给扩音机放大，变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只变压器，下列判断正确的是()A．一定是降压变压器，因为P＝I2R，降压后电流减少，导线上损失的电能减少B．一定是降压变压器，因为2UPR=，降压后电压降低，导线上损失的电能减少C．一定是升压变压器，因为UIR=，升压后，电流增大，使到达扩音机的信号加强D．一定是升压变压器，因为P＝UI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少10．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I1，其末端间的电压为U1。

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I2。

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 1U11．如图所示，接线柱a 、b 接在电压u =311sin314t （V ）的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R 2为用半导体热敏材料制成的传感器，电阻随着温度的升高而减小，电流表A 2为值班室的显示器，显示通过R 1的电流，电压表V 2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），R 3为一定值电阻，若原副线圈匝数比为n 1：n 2。

当传感器R 2所在处出现火警时，以下说法中正确的是（ ）A ．副线圈的电阻增大B ．ab 端的输出功率不变C ．电流表A 1示数增大，电压表V 2示数减小D ．n 1：n 2=U 1：U 2 （U 1、U 2分别为V 1、V 2示数）12．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 13．如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，下列说法正确的是（ ）A ．可以用多节干电池串联起来作为电源B ．若铁芯不闭合，通过正确的操作可以得到结论：在误差允许的范围内原副线圈的匝数比等于电压之比C ．原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，副线圈电压大于原线圈电压D ．保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，可以研究副线圈匝数对输出电压的影响14．某交流发电机产生的感应电动势与时间的变化关系如图所示，则感应电动势的有效值和周期分别为（ ）A ．502V ，0.04sB ．100V ，4sC ．502V ，4sD ．100V ，0.04s15．如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为1n 、2n ，在T 的原线圈两端接入一电压m sin u U t ω=的交流电源，若输电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（ ）A ．21m 24n U n r ⎛⎫ ⎪⎝⎭B ．22m 14n U n r ⎛⎫ ⎪⎝⎭C ．2221m n P r n U ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭D ．2212m 4n P r n U ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 二、填空题16．某发电站，发电机的输出功率为5×105kW ，采用500 kV 的高压输电，输电线上的总电阻为20Ω，则输电线上的电流为___________A ，输电线上损失的电压为___________V ，输电线上损失的电功率为___________kW 。

17．如图是一个正弦式交变电流的波形图。

该交流电流的峰值是_________A ，有效值是_______A ，周期是________s ，1秒钟电流方向改变_________次。

18．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”）。

19．如图所示是通过某用电器的电流图像，该交流电的频率是__________Hz ，通过该用电器的电流的有效值是_________A 。

20．如图所示，理想变压器的原线圈接在u =2202sin(100πt)V 的交流电源上，副线圈接有55=ΩR 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，则电压表的读数为________V ，电流表的读数为________A ，副线圈中输出交流电的周期为_________S 。

21．我们的生产和生活中离不开交变电流。

(1)如图甲所示，KLMN 是一个单匝竖直的矩形导线框，KL 边水平，线框面积为S ，全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框绕竖直固定轴按俯视的逆时针方向以角速度ω匀速转动。

在KL 边与磁场方向夹角为30︒（图示位置）时：①线框产生的瞬时电动势的大小为____________；②导线框中的电流方向是___________（选填“KNMLK ”或“KLMNK ”）；(2)交变电流可以从发电站输送到用户，但输电线的电阻不可忽略，因此在输电线上会损失一部分功率。

某发电厂利用总电阻R =100Ω的线路向外输送电能，输送功率P =300kW ，输电电压U =10kV ，请你求出导线上损失的功率___________；(3)如图乙所示电路中，L 是标有“12V 12W”字样的小灯泡，R 是标有“10Ω 1A”字样的滑动变阻器。

交流电源的电压瞬时值表达式u =28sin100πt （V ）。

请你通过计算说明，能否通过调节滑动变阻器使小灯泡正常工作。

_________。

22．如图为余弦交流电的图象，根据图象可知：该交流电的电压有效值是__V ；该交流电的频率是__Hz ．23．如图所示理想变压器输入的交流电压U1＝220 V，有两组副线圈，其中n2＝36匝，标有“6 V9 W”、“12 V12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，原线圈的匝数n1=_______匝，另一副线圈的匝数n3=_______匝，原线圈中电流I1=_______．24．某交变电压与时间的关系如右图所示，则此交变电压的有效值是_______V．25．如图所示，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＝27.5 Ω的负载电阻，若U0＝2202V，ω＝100π Hz，则副线圈中电压表的读数为，原线圈中电流表的读数为。

26．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27．如图甲所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共200匝，线圈电阻为1Ω，外接电阻R=9Ω，匀强磁场的磁感应强度1TπB=，线圈以10πrad/sω=的角速度匀速转动，图乙为计时开始时，线圈平面与磁感线的位置关系图，电流由a流向b边规定为正向电流。