人教版高中物理《交变电流》 单元测试及解析
新教材高中物理第三章交变电流1交变电流测评含解析新人教版选择性
交变电流课后篇素养形成必备知识基础练1.如图所示,线圈中不能产生交变电流的是()、C、D中线圈产生的感应电流方向均发生变化,故能产生交变电流,A中不产生交变电流。
2.(多选)线圈在匀强磁场中转动产生的电动势e=10sin(20πt) V,则下列说法正确的是()A.t=0时,线圈平面位于中性面B.t=0时,穿过线圈的磁通量最大C.t=0时,导线切割磁感线的有效速率最大D.t=0.4 s时,e有最大值10√2 V,所以t=0时,线圈平面位于中性面,磁通量为最大,但此时导线速度方向与磁感线平行,切割磁感线的有效速率为零,A、B 正确,C错误。
当t=0.4s时,e=10sin20πt(V)=10×sin(20π×0.4)V=0,D错误。
3.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方向的感应电流方向为正,则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图像是下图中的(),将图线描述的变化过程对应到线圈所处的具体位置是分析本题的关键,线圈在图示位置时磁通量为零,但感应电流为最大值;再由楞次定律可判断线圈在转过90°的过程中,感应电流方向为正,故选项C正确。
4.线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交变电流的图像如图所示,由图可知()A、C时刻线圈处于中性面位置B、D时刻穿过线圈的磁通量为零A时刻到D时刻线圈转过的角度为πO时刻到D时刻经过0.02 s,则在1 s内交变电流的方向改变100次、C时刻感应电流最大,线圈位置与中性面垂直,B、D时刻感应电流为零,线圈在中性面,。
若从O时刻到D时刻经过0.02s,即此时磁通量最大。
从A时刻到D时刻线圈转过角度为3π2线圈转动一周用时0.02s,且在这个时间内电流方向改变2次,则在1s内交变电流的方向改变1×2=100次,故D正确。
高中物理新版《交变电流》单元测试卷(含解析)
高中物理《交变电流》单元测试卷一、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，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分．）1．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时（）A．线圈平面与磁感线方向垂直B．通过线圈的磁通量达到最大值C．通过线圈的磁通量变化率达到最大值D．线圈中的电动势为零2．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为N1：N2＝3：1，图中四个灯泡完全相同，当L2、L3、L4正常发光时，则L1（）A．一定正常发光B．实际功率小于额定功率C．实际功率大于额定功率D．条件不足无法确定3．如图所示，理想变压器初、次级分别接有完全相同的灯泡A和B，且初、次级线圈匝数比n1：n2＝2：1，电源电压为u，则B灯两端电压为（）A．B．2u C、D．4．一理想变压器，原线线圈匝数为N1，两个副线圈的匝数分别为N2、N3，三个线圈中的电流分别为I1、I2、I3，电压分别为U1、U2、U3，下面关系中正确的是（）A．B．C．I1U1＝I2U2+I3U3D．N1I1＝N2I2+N3I35．如图为理想变压器原线圈所接交流电压的波形．原、副线圈匝数比n1：n2＝10：1，串联在原线圈电路中电流表的示数为1A，下列说法正确的是（）A．变压器输出端所接电压表的示数为20VB．变压器的输出功率为200WC．变压器输出端的交流电的频率为50HzD．穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为Wb/s6．一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动．线圈中的感应电动势e随于时间t的变化如图所示．下面说法中正确的是（）A．t1时刻通过线圈的磁通量为零B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大7．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S，总长度为L，输电线损耗的电功率为P′，用户得到的电功率为P用，则P′、P用的关系式正确的是（）A．P′＝B．P′＝C．P用＝P﹣D．P＝P用（1﹣）8．如图所示，A、B、C、D是四个相同的白炽灯，都处于正常发光状态，则图中ab、cd两端电压U1与U2之比是（）A．3：1 B．4：1 C．3：2 D．2：19．理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S是断开的，如图所示，在S接通后，以下说法错误的是（）A．灯泡L1两端的电压减小B．通过灯泡L1的电流增大C．原线圈中的电流增大D．变压器的输入功率增大10．远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究电压比330kV高得多的高压输电方法，采用高压输电的优点是（）A．可节省输电线的铜材料B．可根据需要调节交流电的频率C．可减少输电线上的能量损失D．可加快输电的速度11．如图所示为加在电灯上的电压图象，即在正弦交流电的每二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，那么现在电灯上的电压为（）A．B．C．D．12．如图所示，EF、GH为平行的光滑金属导轨，匀强磁场垂直于导轨平面，C 为电容器，ab为可在EF和GH上滑动的导体横杆，正以速度υ匀速向右运动，若突然使电容器两板错开使其正对面积减小些，则（）A．电容器上所带电荷量增加B．电容器上所带电荷量不变C．ab杆会逐渐停止运动D．ab杆的速度会增大一些二、填空题（共18分）13．一根电阻丝接在电压为U的直流电路中的，在t时间内放出热量为Q．现将电阻丝对折合并接到一个交流电路中，若要电阻丝在2t时间内也产生热量Q，在这个交流电路中加在电阻丝两端的电压最大值为．14．图中的理想变压器原线圈接220V交流电压，副线圈A接4Ω电阻，B接一个“10V、24W”的电灯．已知A组线圈39匝，两端电压为6V，灯泡L正常发光，由此可见原线圈匝数为，通过原线圈电流为．15．某交变电流的电压随时间的变化规律如图所示，则此交变电流的频率为，如将该电压加在10μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于．如将该电压加在一阻值为1kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避意外，该电路中保险丝的额定电流不能低于，如将该电压加在辉光电压为100V的氖管上，则每分钟内氖管发光时间为．三、问答、计算题（共34分注意：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．）16．如图1、图2两个电路都是从左端输入信号，从右端输出信号．图1中输入的是高频、低频混合的交流信号，要求只输出低频信号；图2中输入的是直流和低频交流的混合信号，要求只输出低频交流信号．那么C1、C2中哪个该用大电容？哪个该用小电容？17．某交流发电机输出功率为5×105W，输出电压为U＝1.0×103V，假如输电线的总电阻R＝10Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U＝380V．（1）画出输电线路的示意图．（标明各部分的符号）（2）所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？（使用的变压器是理想变压器）18．发电机转子是100匝边长为20cm的正方形线圈，将它置于B＝0.05T的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以ω＝100πrad/s的角速度转动，转动开始时线圈平面与磁场方向垂直，已知线圈的电阻为2Ω，外电路的电阻为8Ω，试求：（1）交变电流的瞬时表达式；（2）外电路上所消耗的功率；（3）如保持转子匀速转动，外力每分钟需要对转子所做的功；（4）从计时开始，线圈转过的过程中，通过外电阻的电量．19．在真空中速度为v＝6.4×107m/s的电子束连续地射入两平行极板之间。
2024_2025学年新教材高中物理第三章交变电流单元素养检测三含解析新人教版选择性2
单元素养检测(三) 交变电流时间：90分钟满分：100分一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1．如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个试验，正确的说法是( )A．线圈每转动一周，指针左右摇摆两次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→bD．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变更率为零2.如图所示，一单匝矩形线圈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从图示位置起先匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为( )A．0.5Bl1l2ωsin ωt B．0.5Bl1l2ωcos ωtC．Bl1l2ωsin ωt D．Bl1l2ωcos ωt3．交变电压的瞬时值为u＝U m sin 100πt(V)，当t＝1600s时，u＝5 2 V，则从电压表上看到的读数为( )A. 2 V B．5 2 VC．10 2 V D．10 V4．水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW.若以1 100 V送电，则线路损失为10 kW.若以3 300 V送电，则线路损失可降为( )A．3.3 kW B．1.1 kWC．30 kW D．11 kW5.电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示．其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上．则电流互感器( )A ．是一种降压变压器B ．能测量直流电路的电流C ．原、副线圈电流的频率不同D ．副线圈的电流小于原线圈的电流 6.如图所示，志向变压器原、副线圈匝数之比为20:1，原线圈接正弦沟通电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则( )A ．电流表的示数为32220 AB ．电源输出功率为1 200 WC ．电流表的示数为3220 AD ．原线圈端电压为11 V7．如图，志向变压器原线圈输入电压U ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器．V 1和V 2是志向沟通电压表，示数分别用U 1和U 2表示；A 1和A 2是志向沟通电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值B ．U 1和U 2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小8．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T 1和降压变压器T 2向用户供电．已知输电线的总电阻为R ，降压变压器T 2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 ＝2202sin 100πt (V)，降压变压器的副线圈与阻值R 0＝11 Ω的电阻组成闭合电路．若将变压器视为志向变压器，则下列说法不正确的是( )A ．通过R 0的电流的有效值是20 AB ．降压变压器T 2原、副线圈的电压之比为4:1C ．升压变压器T 1的输出电压等于降压变压器T 2的输入电压D ．升压变压器T 1的输出功率大于降压变压器T 2的输入功率 二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)9．单匝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更的关系图像如图所示．则下列说法中正确的是( )A ．t ＝0时刻，线圈平面与中性面垂直B ．t ＝0.01 s 时刻，Φ的变更率最大C ．t ＝0.02 s 时刻，感应电动势达到最大D ．从t ＝0.01 s 时刻至t ＝0. 04 s 时刻线圈转过的角度是32π10．图甲为小型旋转电枢式沟通发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R ＝10 Ω连接，与电阻R 并联的沟通电压表为志向电压表，示数是10 V ．图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t 变更的图像．则( )A ．电阻R 上的热功率为10 WB ．0.02 s 时R 两端的电压瞬时值为零C ．R 两端的电压u 随时间t 变更的规律是u ＝14.1cos 100πt VD ．通过R 的电流i 随时间t 变更的规律是i ＝cos50πt A11．如图所示，在某沟通电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为n 1＝600，n2＝120，沟通电源电压U1＝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断，则( )A．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 A12．图甲为远距离输电示意图，变压器均为志向变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1:100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 Ω.降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为肯定值电阻，R2为热敏电阻，当温度上升时其阻值变小，电压表显示加在报警器上的电压(报警器未画出)．未发生火情时，升压变压器的输入功率为750 kW.下列说法中正确的是( )A．降压变压器副线圈输出的沟通电频率为50 HzB．未发生火情时，远距离输电线路损耗功率为180 kWC．当R2所在处发生火情时，电压表V的示数变大D．当R2所在处发生火情时，输电线上的电流变大三、非选择题(本题共6小题，共60分)13．(6分)某同学选用匝数可调的可拆变压器来做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”试验，变压器原线圈两端所接的电源应是电压为12 V的低压________(选填“沟通电源”或“直流电源”)．先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，视察到副线圈两端的电压________(选填“增大”“减小”或“不变”)；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，视察到副线圈两端的电压________(选填“增大”“减小”或“不变”)．上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采纳的试验方法是________________(选填“限制变量法”“转换法”或“类比法”)．14．(8分)在“探究变压器两个线圈的电压关系”的试验中，操作步骤如下：①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；②闭合电源开关，用多用电表的沟通电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；③将匝数较多的一组线圈接到学生电源的沟通电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；④将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤．(1)以上操作的合理依次是________(填步骤前数字序号)；(2)如图所示，在试验中，两线圈的匝数n1＝1 600，n2＝400，当将n1作原线圈时，原线圈两端电压为16 V，副线圈两端电压为4 V；n1与n2对调后，原线圈两端电压为8 V时，副线圈两端电压为32 V，那么可初步确定，变压器两个线圈的电压U1、U2与线圈匝数n1、n2的关系是________．15．(7分)有一个沟通发电机产生的正弦式沟通电的电动势如图所示．(1)当t＝1200s时，求该沟通电动势的瞬时值；(2)当电动势的瞬时值为最大值的一半时，求发电机线圈平面与磁感线的夹角；(3)已知发电机线圈面积为16 cm2，共25匝，求匀强磁场的磁感应强度大小．16．(9分)如图所示，一半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面对里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和导线的电阻均不计，求：(1)从图示位置起转过14圈的时间内负载电阻R 上产生的热量；(2)从图示位置起转过14圈的时间内通过负载电阻R 的电荷量；(3)电流表的示数．17.(14分)如图所示是沟通发电机模型示意图，n ＝100匝的矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小为B ＝210π T 的水平匀强磁场中，线框面积S ＝0.48 m 2.线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω＝100π rad/s 匀速转动，并与志向升压变压器相连，升压变压器的原、副线圈匝数比为2:5，志向降压变压器副线圈接入一只“12 V 30 Ω”的灯泡，且灯泡正常发光，线框、输电线路的电阻都不计．(1)将图示时刻记为t ＝0，指出此刻线框中的电流方向，并写出该正弦式沟通电电动势的瞬时值表达式；(2)求降压变压器的原、副线圈匝数比； (3)求灯泡正常发光时，电流表的读数．18．(16分)如图甲所示，发电机的输出电压为220 V ，输出功率为44 kW ，每条输电线电阻为0.2 Ω，求用户得到的电压和电功率各是多少？假如如图乙所示，发电机先用变压比为1:10的升压变压器将电压上升，经同样的输电线且经变压比为10:1的降压变压器降压后再供应用户，则用户得到的电压和电功率各是多少？单元素养检测(三) 交变电流1．解析：线圈在磁场中匀速转动时，在电路中产生呈周期性变更的交变电流，线圈经过中性面时电流变更方向，线圈每转动一周，有两次通过中性面，电流方向变更两次，指针左右各摇摆一次，A项错误；线圈处于题图所示位置时，ab边向右运动，由右手定则，ab边的感应电流方向为a→b，B项错误，C项正确；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，线圈处于竖直位置时，磁通量为零，但磁通量的变更率最大，D项错误．答案：C2．解析：线圈从题图位置起先转动，感应电动势瞬时值表达式为e＝E m cos ωt，由题意，E m＝BSω＝Bl1l2ω，所以e＝Bl1l2ωcos ωt.答案：D3．解析：将t＝1600s及u＝5 2 V代入u＝U m sin 100πt(V)，可以求得最大值U m＝10 2V，有效值为10 V，电压表的读数为有效值，D正确．答案：D4．解析：由P ＝UI ，ΔP ＝I 2R 可得：ΔP ＝P 2U2R ，所以当输送电压增大为原来的3倍时，线路损失变为原来的19，即ΔP ＝1.1 kW.答案：B5．解析：变压器是利用电磁感应的原理来变更沟通电压的装置，不能变更交变电流的频率，B 、C 项均错误；依据变压器匝数与电压的关系U 1U 2＝n 1n 2可得副线圈的电压U 2＝n 2n 1U 1，由于原线圈匝数少而副线圈的匝数多，即n 1<n 2，因此有U 2>U 1，电流互感器是一种升压变压器，A 项错误；依据变压器匝数与电流的关系I 1I 2＝n 2n 1可得副线圈的电流I 2＝n 1n 2I 1，由于n 1<n 2，因此有I 2<I 1，D 项正确．答案：D6．解析：由灯泡正常发光，可知副线圈电压为220 V ，由U 1U 2＝n 1n 2可知，原线圈电压U 1＝20×220 V＝4 400 V ，D 错．又因输入功率等于输出功率，P 1＝P 2＝60 W ，故B 错．电流表读数为有效值，原线圈中电流I 1＝P 1U 1＝604 400 A ＝3220A ，故A 错、C 正确．答案：C 7．解析：电压表和分别测量变压器原、副线圈的输入、输出电压的有效值，电流表和分别测量原、副线圈电路中电流的有效值，A 、B 项错误；滑动变阻器滑片P 向下滑动时，接入电路的电阻变小，原副线圈输入、输出电压不变，由欧姆定律I ＝U R ＋R 0可知，副线圈电路中的电流变大，副线圈输出功率变大，由P 入＝P 出，得原线圈的输入功率变大，由P ＝IU 可知，原线圈电路中的电流变大，C 项正确，D 项错误．答案：C8．解析：降压变压器副线圈两端交变电压的有效值为220 V ，负载电阻为11 Ω，所以通过R 0的电流的有效值是20 A ，选项A 正确；降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为4:1，所以降压变压器T 2的原、副线圈的电压之比为4:1，选项B 正确；升压变压器T 1的输出电压等于降压变压器T 2的输入电压加上输电线上损失的电压，选项C 错误；升压变压器T 1的输出功率等于降压变压器T 2的输入功率加上输电线上损失的功率，选项D 正确．答案：C9．解析：由题图可知在0、0.02 s 、0.04 s 时刻线圈平面在中性面位置，Φ最大，ΔΦΔt ＝0，故E ＝0，A 、C 错误；在0.01 s 、0.03 s 、0.05 s 时刻线圈平面与磁感线平行，Φ最小，圈两端的电压；最终将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤．(2)两线圈的匝数n 1＝1 600，n 2＝400，当将n 1作原线圈时，原线圈两端电压为16 V ，副线圈两端电压为4 V ；当n 1与n 2对调后，原线圈两端电压为8 V 时，副线圈两端电压为32 V ，由以上数据可得：U 1U 2＝n 1n 2.答案：(1)①③②④(4分) (2)U 1U 2＝n 1n 2(4分)15．解析：(1)由题图可以写出该交变电流电动势的瞬时值表达式为e ＝5sin2π0.02t (V)＝5sin 100πt (V)，(2分) 当t ＝1200 s 时，电动势的瞬时值为e ＝5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100π×1200 (V)＝5 V ．(1分) (2)当电动势的瞬时值为最大值的一半时，有2.5 V ＝5 sin θ(V)(θ为线圈平面与中性面的夹角)，所以θ＝30°，故线圈平面与磁感线之间的夹角为60°.(2分)(3)因为E m ＝nBSω，又ω＝100π rad/s，所以B ＝E mnSω＝0.4 T ．(2分) 答案：(1)5 V (2)60° (3)0.4 T16．解析：线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如答图所示的交变电动势．此交变电动势的最大值为E m ＝BSω＝B ·πr 22·2πn ＝π2Bnr 2(2分)(1)在线圈从题图所示位置转过14圈的时间内，电动势的有效值为E ＝E m2＝2π2Bnr22(1分)故电阻R 上产生的热量为Q ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E R 2R ·T 4＝π4B 2r 4n 8R (2分)(2)在线圈从题图所示位置转过14圈的时间内，电动势的平均值为E －＝ΔΦΔt ，故通过R 的电荷量为q ＝I －·Δt ＝E －R ·Δt ＝ΔΦR ＝πBr 22R(2分)(3)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E ′，由有效值的定义得⎝ ⎛⎭⎪⎫E m 22R ·T4×2＝E ′2RT ，解得E ′＝E m 2(1分) 故电流表的示数为I ＝E ′R ＝π2r 2nB 2R(1分) 答案：(1)π4B 2r 4n 8R (2)πBr 22R (3)π2r 2nB 2R17．解析：(1)利用右手定则推断得到，电流方向为DCBAD .(1分) 该正弦式沟通电电动势的瞬时值表达式为e ＝nBSωsin(ωt ＋φ0)(1分)代入相关数据得e ＝4802sin ⎝⎛⎭⎪⎫100πt ＋π2(V)(2分) (2)发电机的电动势有效值是480 V ，升压变压器的原、副线圈匝数比为2 5 由n 1n 2＝U 1U 2，得升压变压器副线圈的电压U 2＝1 200 V(2分)由于灯泡正常发光，则通过降压变压器电压降为12 V n 3n 4＝U 3U 4(1分) 线路电阻不计，则U 2＝U 3(1分)得n 3n 4＝1001.(2分) (3)灯泡正常发光时，P 灯＝4.8 W(1分)志向变压器输出功率等于输入功率，故P 出＝P 灯＝4.8 W(1分)P 出＝U 1I 1，解得电流表的读数I 1＝0.01 A ．(2分)答案：(1)电流方向为DCBAD e ＝4802sin ⎝⎛⎭⎪⎫100πt ＋π2 (V) (2)100 1 (3)0.01 A18．解析：采纳220 V 低压干脆供电时，回路总电流I ＝P 0U 1＝44×103220A ＝200 A(1分) 线路上的电压损失U 损＝I ×2R 线＝200×2×0.2 V ＝80 V(2分)线路上损失的功率P 损＝I 2×2R 线＝2002×0.4 W＝1.6×104 W ＝16 kW(2分) 则用户获得的电压U 用＝U 1－U 损＝140 V(1分)用户获得的功率P 用＝P 0－P 损＝2.8×104 W ＝28 kW(1分)若采纳题图乙所示高压供电，由升压变压器规律U 0U 1＝n 0n 1得U 1＝n 1U 0n 0＝2 200 V(2分) 升压后的输电电流I 1＝P 0U 1＝20 A(1分)则线路上的电压损失U 损＝I 1×2R 线＝20×2×0.2 V＝8 V(1分)。
人教版高中物理选修32第五章《交变电流》单元检测题(解析版)
人教版高中物理选修32第五章《交变电流》单元检测题（解析版）一、单项选择题1.三个相反的电阻，区分经过如图甲、乙、丙所示的交变电流，三个图中的I0和周期T相反．以下说法中正确的选项是( )A．在相反时间内三个电阻发热量相等B．在相反时间内，甲、乙发热量相等，是丙发热量的2倍C．在相反时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的D．在相反时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小2.如下图，N匝矩形导线框以角速度ω绕对称轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框电阻、电感均不计，在OO′左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，外电路接有电阻R和理想电流表A，那么可以确定的是( )A．从图示时辰起，线框发生的瞬时电动势为e＝NBωS sinωtB．电流表的示数I＝NBSC．R两端电压有效值U＝NBSD．一个周期内R的发热量Q＝3.如下图，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(如L＝1 mH，C＝200 pF)，此电路的重要作用是( )A．阻直流通交流，输入交流B．阻交流通直流，输入直流C．阻低频通高频，输入高频交流D．阻高频通低频，输入低频交流和直流4.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，发生的感应电动势最大值为50 V，那么该线圈由图所示位置转过30°，线圈中的感应电动势大小为( )A． 50 V B． 25V C． 25 V D． 10 V5.一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝1∶2，电源电压u＝220sinωt V，原线圈电路中接入一熔断电流I0＝1 A的保险丝，副线圈中接入一可变电阻R，如下图，为了使保险丝不致熔断，调理R时，其阻值最低不能小于( )A．440 Ω B． 440Ω C．880 Ω D． 880Ω6.用220 V的正弦交流电经过理想变压器对一负载电阻供电，变压器输入电压是110 V，经过负载的电流图象如下图，那么( )A．变压器输入功率约为1 555 WB．交流电的频率为100 HzC．负载电阻阻值为11 ΩD．负载电流的函数表达式i＝10sin (100πt)A7.以下关于交变电流和直流的说法中，正确的选项是( )A．假设电流的大小做周期性变化，那么一定是交变电流B．直流的大小可以变化，但方向一定不变C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．以上说法都不正确8.中国已投产运转的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假定甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在坚持保送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，假定不思索其他要素的影响，那么输电线上损耗的电功率将变为( )A． B． C． 2P D． 4P9.如图甲所示，调光台灯是经过双向可控硅电子器件来完成无级调理灯的亮度的．现将某无级调光台灯接在220 V的正弦交变电流上，经过可控硅调理后加在灯管两端的电压如图乙所示，那么此时电压表的示数是( )A． 220 V B． 156 V C． 110 V D． 78 V 10.如下图，有一矩形线圈的面积为S、匝数为N、电阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置末尾计时．矩形线圈经过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改动输入电压，副线圈接有可调电阻R，以下判别正确的选项是( )A．矩形线圈发生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωtB．矩形线圈从图示位置经过时间时，经过电流表的电荷量为零C．当P不动、R增大时，电压表读数也增大D．当P向上移动、R不变时，电流表读数减小11.如图甲所示电路中，A1、A2、A3为相反的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相反，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，那么在t1～t2时间内( )A．电流表A1的示数比A2的小B．电流表A2的示数比A3的小C．电流表A1和A2的示数相反D．电流表的示数都不为零12.关于减小远距离输电线上的功率损耗，以下说法正确的选项是( )A．由功率P＝U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻B．由P＝IU，应低电压小电流输电C．由P＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流D．上述说法均不对二、多项选择题13. 某发电厂经过远距离向某学校输电，保送的电功率为P，当输电线的电阻和保送的电功率不变时，那么以下说法正确的选项是( )A．保送的电压越高，输电线路上损失的电压越大B．输电线路上损失的电压与保送电流成正比C．输电线路上损失的功率跟保送电压的平方成正比D．输电线路上损失的功率跟保送电流的平方成正比14. 一个矩形线圈在匀强磁场中转动发生的交流电e＝220sin 100π·t V，那么( )A．频率是50赫兹B．当t＝0时，线圈平面恰恰与中性面重合C．当t＝秒时，e有最大值D．有效值为220V15. 如下图，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上下移动时可改动输入电压，副线圈接有定值电阻R，从图示位置末尾计时，以下判别正确的选项是( )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16. 某发电厂经过远距离向某学校输电，保送的电功率为P，从发电厂至学校的输电导线总电阻为r，当输电线的电阻和保送的电功率不变时，那么以下说法正确的选项是( )A．保送的电压越高，输电线上的电流越大，输电线路上损失的电压越大B．输电线路上损失的电压与保送电流成正比C．输电线路上损失的功率跟保送电流的平方成正比D．输电导线总电阻r两端的电压等于保送的电压17. 一平行板电容器与一自感线圈组成振荡电路，要使此振荡电路的周期变大，以下措施中正确的选项是( )A．添加电容器两极间的距离B．添加线圈的匝数C．增大电容器两极板间的正对面积D．增大电容器两极板间的距离的同时，增加线圈的匝数三、实验题18.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相反的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．(1)某同窗用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针区分对应图乙中的A、B位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填〝A〞或〝B〞)．(2)假设把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和高压交流电源，请简明表达实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)________A线圈的匝数为nA＝________.(用所测物理量符号表示)四、计算题19.马鞍山市拥有长江黄金水道而具有得天独厚的电力资源，在2021年上海世博会之前分两期兴修了总装机容量为11万千瓦的发电厂．建成后，假定采用110 kV电压向上海输电．从马鞍山到上海的输电线总电阻为10 Ω.(1)求输电导线损耗的功率；(2)假定为了降低损耗，把输电电压提高为220 kV，求提高输电电压后比原来少损耗的功率．20.如下图，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积S＝0.1 m2，线圈电阻可疏忽不计．在外力作用下矩形线圈在B＝0.1 T匀强磁场中，以恒定的角速度ω＝100π rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R＝100 Ω的电阻构成闭合回路．求：(1)线圈转动时发生感应电动势的最大值；(2)从线圈平面经过中性面时末尾，线圈转过90°角的进程中，经过电阻R横截面的电荷量．答案解析1.【答案】C【解析】依据焦耳定律Q＝I2Rt求解热量，其中I是有效值．关于方波，有效值I＝I m，关于正弦式电流有效值I＝I m.三种交变电流的最大值为I0.依据焦耳定律得：Q甲＝2RT，Q＝I RT，Q丙＝I R×，那么三者之比为1∶1∶2，应选：C.乙2.【答案】B【解析】线框一直只要一半面积在磁场中，故瞬时电动势为e＝sinωt，电压有效值为U＝NBS，电流表的示数I＝＝NBS，A、C错误，B正确．Q＝T＝，D错误．3.【答案】D【解析】线圈的作用是：〝通直流，阻交流；通低频，阻高频〞．电容的作用：〝通交流，隔直流；通高频，阻低频〞．因线圈自感系数L很小，所以对低频成分的阻碍作用很小，这样，直流和低频成分能顺利经过线圈；电容器并联在电路中，起旁路作用，因电容器电容C很小，对低频成分的阻碍作用很大，而对局部经过线圈的高频成分阻碍作用很小，被它旁路掉，最终输入的是低频交流和直流．应选项D正确．4.【答案】B【解析】由题给条件知：交变电流瞬时值表达式为e＝50cosωt V＝50cosθV，当θ＝30°时，e＝25V，B对．5.【答案】C【解析】当原线圈电流为I1＝I0＝1 A时，副线圈中电流I2＝I1＝A，原线圈两端电压U1＝＝220 V，那么副线圈两端电压U2＝U1＝×220 V＝440 V，因此负载电阻的最小值R min＝＝880 Ω，故C正确．6.【答案】C【解析】负载中电流的有效值为I2＝＝A＝10 A，故负载消耗的功率为P＝U2I2＝110×10 W＝1 100 W，故A错误；由图象可知，周期T＝0.02 s，故频率f＝＝Hz＝50 Hz，故B错误；负载的电阻为R＝＝Ω＝11 Ω，故C正确；负载电流的函数表达式i＝10sin (100πt)A，故D错误．7.【答案】B【解析】直流的方向不发作改动，而大小可以改动，课本中假定没有特别说明，所说的直流普通是指大小和方向均不发作变化的恒定电流．交变电流普通是指大小、方向都发作周期性变化的电流，可以是锯齿波形、矩形波形、尖脉冲波形以及正弦波形等，这些都属于交变电流．其中矩形交变电流的电流方向改动，但大小能够不变．8.【答案】A【解析】在超高压输电中，设保送电功率为P′，输电电压为U，输电线电阻为R，那么输电线上损耗的电功率为P＝()2R，当输电电压升为原来的2倍时，输电线损耗的电功率变为原来的，应选A.9.【答案】B【解析】虽然图示电流不是正弦交变电流，依据正弦式交变电流的图象对称性可知，只需有T的图线就满足最大值是有效值的倍，依据交变电流有效值定义有：T＝·.解得U＝110V＝156 V，故B对，A、C、D错．10.【答案】A【解析】矩形线圈切割磁感线发生的感应电流为正弦式交变电流，图示时辰线圈切割磁感线发生的感应电动势最大，最大值为E m＝NBSω，那么其瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt，选项A正确；矩形线圈从图示位置经过时间，刚好为周期，磁通量的变化量不为零，经过电流表的电荷量不为零，选项B错误；电压表读数为电压的有效值，矩形线圈的电阻不计，故电压表的示数为交变电压的有效值，恒定不变，选项C错误；当P向上移动、R不变时，原线圈的电压不变，原线圈匝数增加，副线圈的电压增大，输入功率变大，故原线圈中的电流增大，选项D错误．11.【答案】C【解析】理想变压器原线圈中的磁感应强度随时间平均添加，穿过副线圈的磁通量也将随时间平均添加，副线圈中发生恒定的感应电动势，副线圈中的电流为恒定电流，电感线圈对恒定电流不阻碍作用，因此电流表A1和A2的示数相反，C项正确，A项错误；恒定电流不能经过电容器，因此电流表A3的示数为零，B、D项错误．12.【答案】C【解析】输电时导线上损失的电压ΔU＝IR，它不同于输电电压，P＝或P＝IU中的U应为导线上损失的电压，故A、B错，导线上功率的损失为发热损失，即P＝I2R，故C正确．13.【答案】BD【解析】由P＝UI知P不变，U越大，那么I越小，由欧姆定律ΔU＝IR线可得ΔU越小，A错，B正确；再依据P损＝I2R线可知C错，D对．14.【答案】ABC【解析】由交流电的瞬时值表达式知，ω＝100π＝2πf，得f＝50 Hz，A正确；当t＝0时，e＝0，那么线圈平面恰恰与中性面重合，B正确；当t＝s时，sin 100πt＝1，所以e有最大值，故C正确；有效值U＝＝V＝220 V，D错误．15.【答案】BD【解析】电流表测得的是电流有效值，选项A错误；从图示位置末尾计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSω·sinωt，选项B正确；P向上移动时，输入电压降低，电流表示数变小，选项C错误，D正确．16.【答案】BC【解析】当输电线的电阻和保送的电功率不变时，依据P＝UI，知保送电压越高，输电线上的电流越小，依据U损＝IR，输电线上损失的电压越小．故A错误．依据U损＝IR，知输电线路上损失的电压与保送电流成正比．故B正确．依据P＝I2R，I＝，损得P损＝，输电线路上损失的功率跟保送电压的平方成正比．故C正确．依据U损＝IR知，输电导线总电阻R两端的电压等于损失的电压．故D错误．应选BC.17.【答案】BC【解析】振荡电路的周期T＝2π，所以要想增大周期可以增大电容和自感系数，添加电容器两极间的距离会减小电容，那么周期变小，A错．添加线圈的匝数可增大自感系数，那么周期变大，B对．增大电容器两极板间的正对面积会增大电容，那么周期变大，C对．增大电容器两极板间的距离的同时，增加线圈的匝数．C和L都减小，那么周时期小，D错．18.【答案】(1)A (2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把高压交流电源接B线圈，测得线圈的输入电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得An线圈的输入电压为UA【解析】(1)A由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的．(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把高压交流电源接B线圈，测得线圈的输入电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输入电压为UA.那么＝n.nA19.【答案】(1)1×107W (2)7.5×106W【解析】(1)由公式P＝UI得I＝＝A＝1×103A那么P损＝I2R＝1×107W.(2)由公式I′＝＝A＝5×102A那么P损′＝I′2R＝2.5×106W那么ΔP＝P损－P损′＝7.5×106W.20.【答案】(1)3.1×102V (2)1.0×10－2C【解析】(1)线圈中感应电动势的最大值E＝nBSω＝3.1×102V.m(2)设从线圈平面经过中性面时末尾，线圈经过90°角所用时间为Δt，线圈中的平均感应电动势＝经过电阻R的平均电流＝＝在Δt时间内经过电阻横截面的电荷量q＝Δt＝＝1.0×10－2C.。
第三章 交变电流 (能力提升)高二物理单元测试定心卷(新教材人教版选择性必修第二册)(解析版)
C. 输电效率为60%D. 输电导线的电阻为86.4 Ω
【正确答案】C
【详细解析】
A、输送电流为: ,故A错误；
B、安装在输电线路起点和终点 电能表一昼夜读数相差4800kWh,则损耗的功率: ,用户得到的功率是:500kW-200kW=300kW,故B错误；
A. 电流表的示数为4.0A
B. 电压表的示数为155.6V
C. 副线圈中交流电的频率为50Hz
D. 穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为2∶1
【正确答案】C
【详细解析】AB．理想变压器的原线圈接入正弦交流电,由u-t图像读其最大值为 ,可知有效值为
根据理想变压器的电压比等于匝数比,可得副线圈两端的电压:
所以
则P向左移动时,原、副线圈的电流比不变,故C错误；
D．变压器的输出功率
P2=
P向左移动时,电阻变大,变压器的输出功率减小,故D错误。
故选A。
4.（2020·北京市门头沟区高三下学期一模）如图6所示,一理想变压器,其原、副线圈的匝数均可调节,原线圈两端接一正弦交流电。为了使变压器输入功率增大,可以
C. 变压器的输入功率为 D. 变压器的输出功率为11W
【正确答案】D
【详细解析】
A．根据电流的热效应,有
解得
根据
可得副线圈两端的电压为
A错误；
B．副线圈中电流为
根据
电流表示数为
B错误；
C．变压器的输入功率为
C错误；
D．变压器的输出功率为
D正确。
故选D。
7.（2020·山东省济南市上学期高三期末）.理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示,M、N端连接一个稳压交流电源,三个灯泡L1、L2和L3接入电路中发光,当滑动变阻器的滑片P向上移动时,下列说法正确的是（ ）
人教版高中物理选修第五单元交变电流单元测试(一)Word版含答案
2018-2019学年高二下学期第五单元训练卷物 理 （一）注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单选题1．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O ′以恒定的角速度ω转动,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,在t =π/2ω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 ．穿过线圈磁通量的变化率最大2．阻值为10Ω的电阻接到电压如图所示的交流电源上，以下说法中正确的是 ()A ．电压的有效值为10VB ．通过电阻的电流有效值为错误！未找到引用源。
AC ．电阻消耗电功率为15WD ．电阻每秒种产生的热量为10J3．如图所示，当交流电源的电压(有效值)U ＝220 V ，频率f ＝50 Hz ，3只灯泡L 1、L 2、L 3的亮度相同(L 无直流电阻)，若将交流电源的频率变为f ＝100 Hz ，电压有效值不变，则()A ．L 3灯比原来亮B ．L 2灯比原来亮C ．L 1灯比原来暗D ．L 3灯和原来一样亮 4．下列说法中正确的是( )A ．电感线圈对交流的阻碍作用是因为电感线圈存在电阻B ．电容器对交流的阻碍作用是因为电容器的电阻C ．感抗、容抗和电阻一样，电流通过它们做功时都是电能转化为内能D ．在交变电路中，电阻、感抗、容抗可以同时存在 5．在下图中，可以将电压升高供给电灯的变压器是( ) A ．B ．此卷只装订不密封班级 姓名 准考证号 考场号 座位号C ．D ．6．采用220 kV高压电向远方的城市输电，输送功率一定时，当输电电压变为110 kV，输电线上损耗的功率变为原来的()A．错误！未找到引用源。
高中物理人教版本选修3-2 第五单元《交变电流》单元测试卷及解析
高中物理人教版本选修3-2第五单元《交变电流》单元测试卷注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）一、选择题abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则下列说法正确的是( )A. 乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B. 乙图中c时刻对应甲图中的C图C. 若乙图中d等于0.02s，则1s内电流的方向改变50次D. 若乙图中b等于0.02s，则交流电的频率为50Hz2.正弦交变电动势的最小值出现在（）A.线圈经过中性面时B.穿过线圈的磁通量为零时C.穿过线圈的磁通量变化最快时D.线圈边框的速度与磁感线垂直时3.一个照明电灯，其两端允许加的最大电压为311V，当它接入220V的照明电路时，这盏灯A.将不亮B.灯丝将烧断C.只能暗淡发光D.能正常发光4.如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表。
现闭合开关，灯泡正常发光。
若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则A. U=110V，I=0.2AB. U=110V，I=0.05AC. U=110√2V，I=0.2AD. U=110√2V，I=0.2√2A5.在交变站里，经常要用交流电表取检测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器，如图所示的四个图中，能正确反应工作原理的是（ ）A. B. C. D.6.如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V ，额定功率为22W ；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则A.U="110V" , I="0.2A"B.U="110V" , I="0.05" AC.U=110V, I="0.2A"D.U=110V, I="0.22" A7.线圈中产生的交流电动势e 随时间t 变化的情况如图所示，下列说法中正确的是AB ．交流电动势的最大值为2 VC ．交流电的频率为0.2 HzD ．交流电的周期为0.2s8.一矩形线圈在匀强磁场中绕中心轴转动，产生的交流电动势e=10sin4πt （V ），以下说法正确的是A.交流电的频率是4πHzB.当t=0时，线圈平面跟中性面垂直C.当t=0.5s 时，e 有最大值D.交流电的周期是0.5s9.如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为n 1=1000匝，副线圈匝数为n 2=200匝，电阻R=8.8Ω，原线圈接入一电压u t π= (V)的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则（ ）/sOA. 副线圈交变电流的频率是100 HzB. t=1s的时刻，电压表的示数为0C. 变压器的输入电功率为220WD. 电流表的示数为10A10.如图，将R＝220Ω的电阻接入电压u＝311sin314t V的交流电路中，则()A. 电压表示数是311VB. 电压表示数是157VC. 电流表示数是1AD. R消耗的功率是311W11.某电池充电器的工作原理可以简化为理想变压器，如果正常工作时输入电压为220 V，输出电压为4.2 V，输出电流为0.65 A，则( )A. 原线圈输入电流约为0.20 AB. 原线圈输入电流约为0.01 AC. 原、副线圈的匝数比约为52∶1D. 原、副线圈的匝数比约为1∶5212.一个小水电站，输出的电功率为20 kW，输电线总电阻为0.5 Ω，如果先用400 V电压输送，后又改用2 000 V电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是（）A.减少50 WB.减少1 200 WC.减少7.68×106WD.增大7.68×106W13.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是( )A. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B. 线圈每转动一圈，感应电流方向就改变一次C. 线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D. 线圈每转动一圈，感应电动势和感应电流方向都要改变一次第II卷（非选择题）二、解答题20 cm，线框总电阻为1 Ω，线框绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T．问：(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？(3)写出感应电动势随时间变化的表达式．15.如图所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积S＝0.10m2，线圈电阻可忽略不计．在外力作用下矩形线圈在B＝0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度ω＝100πrad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R＝100Ω的电阻构成闭合回路．求：(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值；(2)从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角的过程中，通过电阻R横截面的电荷量．16.发电机转子是边长为0.2m的正方形，线圈匝数为100匝，内阻为8Ω，初始位置如图所示，以ad、bc中点连线为轴以600T的匀强磁场中转动，灯泡电阻为24Ω，则：r/min的转速在磁感应强度为1π(1)从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式；三、新添加的题型（）C. D.四、填空题U=15 sin100πt ，将该交流电压加在一电阻上，产生的电功率为25W，那么这个电阻的阻值 __________Ω。
人教版高中物理选修32第五章《交变电流》单元测试题(解析版)
人教版高中物理选修32第五章《交变电流》单元测试题（解析版）一、单项选择题(每题只要一个正确答案)1.某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按如下图规律变化，副线圈接有负载．以下判别正确的选项是()A．输入电压的最大值为36 VB．原、副线圈中电流之比为55∶9C．变压器输入、输入功率之比为55∶9D．交流电源有效值为220 V，频率为50 Hz2.用220 V的正弦交流电经过理想变压器对一负载供电，变压器输入电压是110 V，经过负载的电流图象如下图，那么()A．输入电压的最大值是110 VB．变压器输入功率约为3.9 WC．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＋)A23.如图为理想变压器原线圈所接电源电压波形，原、副线圈匝数比为n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中的电流表示数为1 A，以下说法正确的选项是()A．变压器输入端所接电压表的示数为20VB．变压器输入功率为100 WC．变压器输入的交流电的频率为100 HzD．假定n1＝100匝，那么副线圈处穿过每匝线圈的磁通质变化率的最大值为2Wb/s4.某水电站，用总电阻为5 Ω的输电线给940 km外的用户送电，其输入电功率是3×106kW.现用500 kV电压输电，那么以下说法正确的选项是()A．输电线上保送的电流大小为1×105AB．输电线上损失电压为30 kVC．该输电系统的输电效率为95%D．假定改用10 kV电压输电，那么输电线上损失的功率为4.5×108kW5.如下图，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，假定n1∶n2＝1 000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220 V、电流表示数为10 A，那么高压输电线的送电功率为()A． 2.2×103WB． 2.2×10－2WC． 2.2×108WD． 2.2×104W6.在远距离输电中，输电线电阻一定，保送电功率一定，假设将输电电压提高到原来的10倍，那么输电线上消耗的功率减小到原来的()A． 10倍B．C． 100倍D．7.在图中L为电感线圈，C为电容，A、B为两只相反的灯泡，将它们接在电压为u的交流电源上，两只灯泡的亮度一样．假定坚持电源电压不变，而将电源频率增大，以下说法中正确的选项是()A．两灯泡的亮度不变B． A灯泡亮度不变，B灯泡变亮C． A灯泡变暗，B灯泡变亮D． A灯泡变亮，B灯泡变暗8.如下图，在A、B直接入正弦交流电U1＝220 V，经过理想变压器和二极管D1、D2给阻值R＝20 Ω的纯电阻负载供电，D1、D2为相反的理想二极管，正向电阻为0，反向电阻无量大，变压器原线圈n1＝110匝，副线圈n2＝20匝，Q为副线圈正中央抽头，为保证平安，二极管的反向耐压值至少为U0，设电阻R上消耗热功率为P，那么有()A．U0＝40V，P＝80 WB．U0＝40 V，P＝80 WC．U0＝40V，P＝20 WD．U0＝40 V，P＝20 W9.一正弦交流电的电流随时间变化规律图象如下图，由图可知()A．用电流表测该电流其示数为14.1 AB．该交流电流的频率为100 HzC．该交流电流经过10 Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1 000 WD．该交流电流瞬时值表达式为i＝10sin 628t(A)10.一台发电机的结构表示图如下图，其中N、S是永世磁铁的两个磁极，它们的外表呈半圆柱面外形．M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动．磁极与铁芯之间的缝隙中构成方向沿半径的辐向磁场．假定从图示位置末尾计时电动势为正值，以下图象中能正确反映线圈中感应电动势e随时间t变化规律的是()A．B．C．D．11.随着社会经济的开展，人们对动力的需求也日益扩展，节能变得越来越重要．某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户经过降压变压器用电，假定发电厂输入电压为U1，输电导线总电阻为R，在某一时段用户需求的电功率为P0，用户的用电器正常任务的电压为U2，在满足用户正常用电的状况下，以下说法正确的选项是()A．输电线上损耗的功率为B．输电线上损耗的功率为C．假定要增加输电线上损耗的功率，可以采用更高的电压输电D．采用更高的电压输电会降低输电的效率12.某矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，发生的感应电动势为e＝E m sinωt.假定将线圈的转速添加1倍，坚持其他条件不变，那么发生的感应电动势为()A．e＝E m sin 2ωtB．e＝2E m sin 2ωtC．e＝2E m sin 4ωtD．e＝4E m sin 2ωt13.如下图，理想变压器原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻R和两个小灯泡L1、L2，最后电键S是断开的，现闭合电键S，那么()A．副线圈两端电压变大B．灯泡L1变亮C．电流表A1示数变大D．电阻R中的电流变小14.如下图，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时()A．穿过线圈的磁通量最小，磁通质变化率最大B．穿过线圈的磁通量最大，磁通质变化率最大C．穿过线圈的磁通量最大，磁通质变化率最小D．穿过线圈的磁通量最小，磁通质变化率最小15.(多项选择)一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动，发生交变电动势的瞬时表达式为e＝10 sin 4πt V，那么()A．该交变电动势的频率为2 HzB．零时辰线圈平面与磁场方向垂直C．t＝0.25 s时，e到达最大值D．在1 s时间内，线圈中电流方向改动100次二、多项选择题16.(多项选择)如下图，甲、乙两图中用交流电源，丙、丁两图中用直流电源，各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相反，那么以下说法正确的选项是()A．灯L1比灯L2亮B．灯L3也能发光，但亮度最暗C．灯L2和L4亮度相反D．灯L4比灯L1亮17.(多项选择)如下图的电路中，P为滑动变阻器的滑片，坚持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，以下说法正确的选项是()A．P向下滑动时，灯L变亮B．P向下滑动时，变压器的输入电压不变C．P向上滑动时，变压器的输入电流变小D．P向上滑动时，变压器的输入功率变大18.(多项选择)如下图，理想变压器原、副线圈的匝数比为11∶2，原线圈两端的输入电压u＝220sin 100πt(V)，电表均为理想电表，滑动变阻器R接入电路局部的阻值为10 Ω.以下表达中正确的选项是()A．该交流电的频率为50 HzB．电压表的读数为42VC．电流表的读数为4 AD．假定滑动变阻器的滑片P向a端移动，电流表的读数变大19.(多项选择)线圈在匀强磁场中转动发生的交变电流电动势e＝10sin 20πt(V)，那么以下说法正确的选项是()A．t＝0时，线圈平面位于中性面B．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大C．t＝0.1 s时，交变电流将改动方向D．t＝0.4 s时，e有最大值10V20.(多项选择)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，电阻R＝22 Ω，各电表均为理想电表，副线圈输入电压的变化规律如图乙所示．以下说法正确的选项是()A．输入电压的频率为100 HzB．电压表的示数为220 VC．电流表的示数为1 AD．电阻R消耗的电功率是22 W三、实验题21.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相反的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．(1)某同窗用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针区分对应图乙中的A、B位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填〝A〞或〝B〞)．(2)假设把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和高压交流电源，请简明表达实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)________A线圈的匝数为nA＝________.(用所测物理量符号表示)四、计算题22.如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，两电表为理想电流表和电压表，变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝2∶1，假定原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压．求(1)交流电压的函数表达式；(2)电流表的示数I.五、填空题23.钳型电流表的任务原理如下图．当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发作偏转．由于经过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以经过偏转角度的大小可以测量导线中的电流．日常所用交流电的频率在中国和英国区分为50 Hz和60 Hz.现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10 A；假定用同一电表在英国测量异样大小的电流，那么读数将是______A．假定此表在中国的测量值是准确的，且量程为30 A；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为________A.24.如下图电路，当在a，b两端加上直流电压时，L1正常发光，L2不亮；当a，b两端加上异样电压的交变电流时，L1发光亮度变暗，而L2正常发光．那么A，B区分为________和________．( 可选择：电阻、电容器、电感线圈 )25.某发电厂用2.2 kV的电压将电能保送到远处的用户，后改用22 kV的电压，在既有输电线路上保送异样的电功率，前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为________，要将 2.2 kV的电压降低到22 kV，假定变压器原线圈的匝数为180匝，那么副线圈匝数应该是________匝.26.(多项选择)如下图，某变电站用10 kV的高压向10 km外的小区供电，保送的电功率为200 kW.现要求在输电线路上损耗的功率不超越保送电功率的2%，以下不同规格的输电线中，契合要求的是27.有一正弦交流电源，如下图，电压有效值U＝120 V，频率为f＝50 Hz，向一霓虹灯供电，假定霓虹灯的激起电压和熄灭电压均为U0＝60V，试预算在一个小时内，霓虹灯发光时间为________ s.六、简答题28.如下图，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈(原线圈)经过开关可以衔接到交流电源或直流电源的两端，另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上．衔接电路，接通电源，小灯泡能发光．(1)两个线圈并没有衔接，小灯泡为什么会发光？(2)小灯泡两端的电压与先生电源的输入电压相等吗？答案解析1.【答案】D【解析】由＝得，输入电压的最大值为36V，A选项错误；原、副线圈中电流之比＝＝，故B选项错误；理想变压器输入功率与输入功率相等，C错误；由图象易知D选项正确．2.【答案】B【解析】输入电压的最大值是110V，故A错误；负载的功率P＝UI＝110×W≈3.9 W，输入功率等于输入功率，故B正确；变压器原、副线圈匝数比等于电压之比220∶110＝2∶1，故C错误；负载电流的函数表达式i＝0.05sin 100πt A，故D错误．3.【答案】D【解析】由u－t图象可知，变压器原线圈所加交变电压的有效值U1＝200 V，将此值代入＝和＝，解得变压器输入端电压和电流区分为U2＝U1＝×200 V＝20 V，I2＝I1＝×1 A ＝10 A，故变压器输入端所接电压表的示数为20 V，输入功率为P2＝U2I2＝20×10 W＝200 W，选项A、B错误；由u－t图象知交变电流的周期T＝0.02 s，故其频率f＝＝Hz＝50 Hz，选项C错误；由法拉第电磁感应定律可得U2＝n2，那么副线圈处穿过每匝线圈的磁通质变化率的最大值为＝＝×Wb/s＝2Wb/s，选项D正确．4.【答案】B【解析】I＝＝A＝6×103A，A选项错误；U损＝IR＝6×103×5 V＝30 kV，B选项正确；P损＝I2R＝1.8×108W，η＝×100%＝94%，C选项错误；D选项，损失的功率大于输入的功率，显然是错误的．5.【答案】C【解析】由电流互感器知高压输电线中电流I＝1 000 A，由电压互感器知高压U＝220×103V，那么高压输电线功率P＝UI＝2.2×108W.6.【答案】D【解析】设电线上的电阻为r，那么设变化前为：P＝UI，电线上的消耗功率为ΔP＝I2r保送电压提高10倍，保送功率不变，所以电流变为I，那么电线上消耗的功率变为ΔP′＝(I)2r＝I2r＝ΔP，应选D.7.【答案】C【解析】频率越大，电感线圈的感抗越大，电容器的容抗越小，所以，将电源的频率增大时，A灯变暗，B灯变亮．8.【答案】C【解析】在A、B直接入正弦交流电U1＝220 V，有：＝，得有效值U2＝40 V．而二极管的反向耐压值至少为U0，它是最大值，所以U0＝40V，Q为副线圈正中央抽头，那么R两端电压为20 V，所以R消耗的热功率为P＝＝W＝20 W，应选C.9.【答案】C【解析】电表测量的是有效值，故I＝＝10 A，故A错误；由图可知T＝0.02 s，故频率为f＝＝50 Hz，故B错误；消耗的功率为P＝I2R＝102×10 W＝1 000 W，故C正确；角速度为ω＝＝100π rad/s该交流电流瞬时值表达式为i＝10sin 100πt(A)，故D错误．10.【答案】D【解析】由于发电机外部相对两磁极为外表呈半圆柱面外形，磁极与铁芯之间的缝隙中构成方向沿半径的轴向磁场，所以距转轴距离相等的各点磁感应强度大小相等，依据法拉第电磁感应定律可知回路中发生大小恒定的感应电动势，故A、B错误；当线圈转到竖直位置时，回路中感应电动势反向，所以C错误，D正确．11.【答案】C【解析】设发电厂输入功率为P，那么输电线上损耗的功率ΔP＝P－P0，ΔP＝I2R＝，A、B错误．在保送功率一定的状况下，采用更高的电压输电，可以减小输电线上的电流，故可以增加输电线上损耗的功率，C正确．在保送功率一定的状况下，采用更高的电压输电，输电线上损耗的功率增加，故可提高输电的效率，D错误．12.【答案】B【解析】依据公式E m＝NBSω可得交流电的最大值变为原来的2倍，依据公式ω＝2πn可得角速度变为原来的2倍，故发生的感应电动势为：e＝2E m sin 2ωt，应选B.13.【答案】C【解析】理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比，即＝，原线圈电源不变，原副线圈匝数不变，所以副线圈电压不变，选项A错．副线圈中，电键闭合后，总电阻变小，总电流变大，即经过电阻R中的电流变大，选项D错．即电流表A2示数变大，依据＝知I1变大，选项C 对．副线圈两端电压不变，而电阻两端电压变大，那么L1两端电压变小，灯泡L1变暗，选项B错．14.【答案】A【解析】由图可知线圈平面与磁感线平行，应处于垂直于中性面的位置，此时穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，所以A正确．15.【答案】AB【解析】由瞬时表达式为e＝ 10sin 2πft V得，交变电动势的频率为2 Hz，A正确；零时辰电动势为零，磁通量最大，线圈平面与磁场方向垂直，B正确；t＝0.25 s时，e的瞬时值为零，C错误；频率2 Hz,1 s时间内，线圈中电流方向改动4次，D错误．16.【答案】CD【解析】电压表示数相反，说明交流电压的有效值相反．甲图中电容器与灯L1串联，电容器对电流有阻碍作用；乙图中电容器与灯L2并联，交变电流全部流过灯L2；丙图中电容器与灯L3串联且是直流电源，电容器隔直通交，所以没有电流流过灯L3，灯L3不亮；丁图中电容器与灯L4并联，电流全部流过灯L4.综合以上剖析，C、D两项正确．17.【答案】BD【解析】由于理想变压器输入电压不变，那么副线圈电压U2不变，滑片P滑动时，对灯泡两端的电压没有影响，故灯泡亮度不变，选项A错误；滑片P下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决议，那么副线圈电压不变，选项B正确；滑片P上滑，电阻减小，副线圈输入电流I2增大，那么原线圈输入电流I1增大，选项C错误；此时变压器输入功率P2＝U2I2将变大，选项D正确．18.【答案】AC【解析】依据原线圈两端输入电压的表达式可知，交流电的频率f＝＝Hz＝50 Hz，A正确；原线圈电压的有效值为U1＝220 V，由U1∶U2＝n1∶n2，得U2＝40 V，电压表的读数为40 V，B错误；电流表的读数为I＝＝4 A，C正确；假定滑动变阻器的滑片P向a端移动，接入电路的电阻增大，而U2不变，电流表示数变小，D错误．19.【答案】ABC【解析】t＝0时辰，e＝0，所以此时磁通质变化率最小，磁通量最大，故位于中心面位置，A、B 正确，t＝0.1 s时，e＝0，位于中心面位置，电流方向将发作变化，C正确，t＝0.4 s时，带入可得e＝0，D错误，应选A、B、C.20.【答案】BD【解析】由u－t图象知，电压的周期T＝2×10－2s，那么频率f＝＝50 Hz，选项A错误；副线圈电压的有效值为22 V，故原线圈电压有效值为220 V，选项B正确；副线圈的电流有效值I2＝＝1 A，I1＝I2＝0.1 A，选项C错误选项D正确．21.【答案】(1)A(2)∶用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；∶把高压交流电源接B 线圈，测得线圈的输入电压为U；∶用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输入电压为UA n【解析】(1)A由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的．(2)∶用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；∶把高压交流电源接B线圈，测得线圈的输入电压为U；∶用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输入电压为UA.那么nA＝n.22.【答案】(1)u＝220sin 100πt V(2)2 A【解析】(1)由交流电规律可知u＝u m sinωt，ω＝代入图中数据可得u＝220sin 100πt V.(2)依据理想变压器特点和欧姆定律有：＝，I＝，联立得：I＝2 A.23.【答案】1225【解析】当导线中电流的频率由50 Hz变为60 Hz时，假定导线中电流大小相反，那么它在铁芯中发生的磁场的变化率增大为原来的1.2倍，导线中为10 A电流时示数为12 A；假定电流表指针偏角相反，那么线圈中的磁通质变化率相反，导线中电流应为原来的倍，故频率为50 Hz时，电流的量程为30 A，而频率为60 Hz时电流表的量程就成为25 A了．24.【答案】电感线圈电容器【解析】电感线圈的作用是通直流阻交流，电容的作用是通交流隔直流．由题意表达A应为电感线圈、B为电容器．25.【答案】100∶11800【解析】由于前后两次保送的电功率相等，那么有IU＝I′U′，所以＝＝，＝＝100，由变压器的原理：＝，可得＝＝＝，所以n2＝1800匝．26.【答案】CD【解析】由P＝UI解得输电电流I＝＝20 A，输电线路上损耗的功率不超越P线＝200 kW×2%＝4 kW，由P线＝I2R，解得R＝10 Ω，由于输电线长度需求20 km，所以可以选择千米电阻0.5 Ω/km 以下的型号DYD100/C或型号DYD150/C，契合要求的是选项C、D.27.【答案】2 400【解析】由正弦交流电的最大值与有效值U的关系得：U m＝120V设t＝0时交流电的瞬时电压U＝0那么交流电的瞬时表达式为U＝120sin 100πt V画出一个周期内交流电的U－t图象如下图，其中阴影局部对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，依据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1，当U＝U0＝60V时，由上式得t1＝s，再由对称性求得一个周期内能发光的时间：t＝T－4t1＝s再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t＝×s＝2 400 s.28.【答案】(1)当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，在铁芯中发生周期性变化的磁场，依据法拉第电磁感应定律知，在左、右线圈中都要发生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光．(2)左、右线圈中每一圈上磁通量的变化率都相反，假定左边匝数为n1，那么U1＝E1＝n1.假定左边匝数为n2，那么U2＝E2＝n2，故有＝；假定疏忽左边线圈的电阻那么有U1＝U电源，只需n1≠n2，小灯泡两端的电压与先生电源的输入电压就不相等．。
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专题十二《交变电流》单元测试及解析考点1交变电流的产生及其描述1、如图所示,在水平向右、磁感应强度大小为B的匀强磁场中,有一匝数为n、边长为l、电阻为R的正方形线圈围绕垂直于磁感线的对称轴OO'按照图示的方向匀速转动,转动的角速度为ω.则下列说法中正确的是()A.当线圈转至图示位置时,线圈中产生的感应电流方向为a→b→c→d→aB.当线圈转至图示位置时,线圈中产生的感应电流大小为nBl 2ωRC.线圈从图示位置转过π2的过程中,线圈中产生的热量为πωn2B2l22RD.若从图示位置开始计时,则线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为e=nBl2ωsin ωt2、图甲所示是一台交流发电机的构造示意图,线圈转动产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示.发电机线圈电阻为1 Ω,外接负载电阻为4 Ω,则()A.线圈转速为50 r/sB.电压表的示数为4 VC.负载电阻的电功率为2 WD.线圈转速加倍,电压表读数变为原来的4倍3、[多选]某兴趣小组自制一小型发电机,使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动,穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化的图象如图所示.线圈转动周期为T,线圈产生的电动势的最大值为E m,线圈的电阻为r,该线圈与电阻为R的纯电阻用电器构成闭合回路,则()A .线圈匝数为n=TE m2πΦmB .电阻为R 的用电器的电功率为E m22RC .在0~T4时间内通过用电器的电荷量为q=TE m2π(r+R)D .若线圈转速增大为原来的2倍,线圈中电动势的瞬时值为E m cos4πt T4、边长为a 的N 匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动,转速为n ,线圈所围面积内的磁通量φ随时间t 变化的规律如图所示,图象中φ0为已知量.则下列说法正确的是( )A .t 1时刻线圈中感应电动势最大B .t 2时刻线圈中感应电流为零C .匀强磁场的磁感应强度大小为φ0Na 2D .线圈中瞬时感应电动势的表达式为e=2N πφ0n cos 2πnt5、[多选]某小型发电机产生的交变电动势表达式为e=100sin 100πt (V),则该电动势 ( )A.有效值是50√2 VB.频率是100 HzC.最大值是50√3 VD.周期是0.02 s6、一理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2=11∶1,原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u 随时间t 的变化规律如图所示,副线圈仅接入一个R=20 Ω的电阻,则( )A.流过电阻R 的最大电流是1.0 AB.变压器的输入功率是40 WC.与电阻R 并联的电压表的示数是20 VD.在1 s 内电流方向改变50次7.将阻值为100 Ω的电阻丝绕成一个110匝的闭合矩形线圈,让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的感应电动势如图乙所示.则可以判断()A.t=0时刻线圈应转到图甲所示的位置B.该线圈的转速为100π r/sC.穿过线圈的磁通量的最大值为1Wb50πD.线圈转动一周所产生的电热为9.68 J考点2变压器、远距离输电8、如图所示,一理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1,一阻值为10 Ω的电阻R连接在变压器的副线圈上.若加在原线圈上的电压瞬时值随时间变化规律为u=100√2cos 100πt(V),下列说法中正确的是()A.原线圈中交变电流的频率为100 HzB.变压器的输入功率为10 WC.电流表的示数为1 AD.电压表的示数为10√2 V9、[多选]如图所示为一含有理想变压器的电路.交流电源电压恒定,电阻r、R0为定值电阻,R为滑动变阻器,各电表均为理想电表.现将滑动变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表的示数增加量大于电流表的示数增加量,下列说法正确的是( )A.滑动变阻器滑片是向上滑动的B.电压表的示数始终大于电压表的示数C.电压表、的示数不变,的示数减小D.理想变压器原线圈的匝数小于副线圈的匝数10、如图所示为模拟远距离交流输电的电路,升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶k,降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3∶n4=k∶1,模拟输电导线的电阻r=3 Ω,T2的负载是规格为“15 V 45 W”的灯泡L.当T1的输入电压为16 V时灯泡L正常发光,两个变压器可视为理想变压器,则k的值为( )B.3C.4D.9A.3211、如图所示,n匝矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻不计.线框绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡,灯泡正常发光.从线圈通过中性面开始计时,下列说法正确的是()A.图示位置穿过线框的磁通量变化率最大B.灯泡中的电流方向每秒改变ω次2πC.线框中产生感应电动势的表达式为e=nBSωsin ωtD.变压器原、副线圈匝数之比为nBSωU参考答案1. B 由右手定则可知,当线圈转至图示位置时,线圈中产生的感应电流方向为a →d →c →b →a ,选项A 错误;当线圈转至图示位置时,线圈中产生的感应电动势最大,为E m =nBl 2ω,所以此时线圈中产生的感应电流大小为I m =EmR =nBl 2ωR,选项B 正确;线圈中产生的感应电流的有效值为I=22R,所以线圈从图示位置转过π2的过程中,线圈中产生的热量为Q=I 2Rt=n 2B 2l 4ω22R 2·R ·14·2πω=πωn 2B 2l 44R,选项C 错误;若从图示位置开始计时,则线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小应为e=nBl 2ωcos ωt ,选项D 错误.2.C 由题图乙可知,线圈转动产生的交变电流的周期为T =0.04 s,电动势最大值为E m =5 V.由f =1T 可知频率为25 Hz,即线圈转速n=f =25 r/s,选项A 错误.电动势有效值E=m √2=5√22V.根据闭合电路欧姆定律,流过负载电阻的电流I=E R+r =√22A,负载电阻两端电压即电压表示数U=IR =2√2 V,选项B 错误.负载电阻的电功率 P=UI =2√2×√22W =2 W,选项C 正确.由产生的感应电动势最大值表达式E m =nBS ω,ω=2πf =2πn 可知,线圈转速加倍,转动的角速度ω加倍,感应电动势的最大值加倍,电压表读数加倍,选项D 错误.3.AC 线圈中电动势的瞬时值e=nBS 2πTcos2πt T,而Φm =BS ,所以线圈匝数为n=TE m2πΦm,选项A 正确;电路中电流的有效值为I=m√2(r+R),用电器的电功率为E m2R2(r+R)2,选项B 错误;在0~T4时间内通过用电器的电荷量为q=n Φmr+R =TE m2π(r+R),选项C 正确;若线圈转速增大为原来的2倍,线圈中电动势的瞬时值e 1=2E m cos4πt T,所以选项D 错误.4.D t 1时刻线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率为0,根据法拉第电磁感应定律可知此时线圈中感应电动势为0,A 项错误;t 2时刻线圈的磁通量为零,但磁通量的变化率最大,根据法拉第电磁感应定律可知此时线圈中感应电流为最大值,B 项错误;磁通量与线圈匝数无关,根据磁通量的定义可得φ0=Ba 2,B=φa 2,C 项错误;线圈中瞬时感应电动势的表达式为e=NBS ωcos ωt=2N πφ0n cos 2πnt ,D 项正确.5.AD 由交变电动势的表达式可知,该交变电动势的最大值为100 V,有效值为50√2 V,选项A 正确,C 错误;由表达式还可得到该电动势的周期为0.02 s,频率为50 Hz,选项B 错误,D 正确.6.C 由图象可知,原线圈两端电压的最大值为220√2 V,所以电压的有效值为220 V,由原、副线圈电压比等于匝数比可知,副线圈两端电压的有效值为20 V,负载电阻为20 Ω,所以流过电阻R 的电流的有效值为1.0 A,电流的最大值为√2 A,A 错误;电压表测量的是电压的有效值,所以电压表的示数为20 V,C 正确;变压器的输出功率P=UI=20×1.0 W=20 W,所以变压器的输入功率是20 W,B 错误;从题图中可以得出交流电的频率为 f=12×10 Hz =50 Hz,线圈每转动一圈,电流方向改变2次,所以在1 s 内电流方向改变100次,D 错误.7.D t=0时刻线圈中感应电动势为零,线圈应转到中性面位置,即与题图甲所示的位置垂直,选项A 错误.由题图乙可知,感应电动势的周期为0.02 s,该线圈的角速度为ω=2πT=100π rad/s,转速为n=1T =50 r/s,选项B 错误.由题图乙可知,感应电动势最大值E m =311 V,而E m =NBS ω,所以穿过线圈的磁通量的最大值为BS=E m Nω=√250πWb,选项C 错误.感应电动势的有效值为E=220 V,线圈转一周所产生的电热为Q=E 2RT=9.68 J,选项D 正确.8.B 根据电压瞬时值表达式知原线圈电压的有效值U=100 V,由原、副线圈电压比等于匝数比知副线圈电压有效值即电压表的示数为10 V,D 错误;输出功率P=10210W =10 W,输入功率等于输出功率,所以变压器的输入功率为10 W,B 正确;通过电阻的电流I=1010 A =1 A,再由原、副线圈匝数比等于电流反比得,电流表的读数为0.1 A,C 错误;交变电流的频率f=100π2πHz =50 Hz,A 错误.9.BD 由于电流表的示数增加量大于电流表的示数增加量,说明原线圈的电流大于副线圈的电流,说明变压器为升压变压器,则原线圈的匝数小于副线圈的匝数,D 正确;又因为两电流表的示数增加,则滑动变阻器的阻值减小,滑动变阻器的滑片应向下滑动,A 错误;电压表的示数为滑动变阻器两端的电压,而电压表的示数等于滑动变阻器两端电压以及定值电阻R 0两端电压之和,因此电压表的示数始终大于电压表的示数,B 正确;由于原线圈的电流增大,则定值电阻r 两端的电压增大,加在原线圈两端的电压减小,的示数减小,副线圈的输出电压减小,以及的示数均减小,C 错误.10.B 由变压器的工作原理可知,变压器T 1原线圈的电压为16 V,则副线圈的输出电压为16k V,降压变压器T 2的输出电压为15 V 、输出电流为I 4=P 0U 0=4515 A =3 A,则降压变压器T 2原线圈两端的电压为15k V 、输入电流为3k A,又16k V =(15k+3×3k ) V,解得k=3,B 正确.11.C 题图所示位置为中性面,穿过线框的磁通量最大,磁通量的变化率为0,故A 项错误.线框转动的角速度为ω,转动的周期T=2πω,所产生正弦交变电流的频率f=ω2π,在一个周期内线框经过中性面两次,电流方向改变两次,所以灯泡中电流方向每秒改变2f 次,即ωπ次,故B 项错误.线框中产生的感应电动势e=nBS ωsinωt,其最大值E m=nBSω,有效值E=√2E m,灯泡额定电压为U,指的是有效值;变压器原、副线圈的匝数比等于2,故C项正确,D项错误.输入、输出电压之比,即为√2nBSω2U。