2023年新教材高中物理第3章交变电流达标检测卷粤教版选择性必修第二册

第三章达标检测卷(考试时间：60分钟满分：100分)班级：________ 座号：________ 姓名：________ 分数：________一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～7小题只有一项符合题目要求，第8～10小题有多项符合题目要求)1．一台变压器的原线圈匝数为50，副线圈的匝数为100，在原线圈两端接上电动势为12 V的蓄电池，则在副线圈两端输出的电压为( )A．0 V B．6 VC．24 V D．120 V【答案】A 【解析】蓄电池提供的是直流电，变压器不能改变直流电压，故在副线圈两端输出的电压为0，故选A．2．下列关于交变电流的说法中，正确的是( )A．所有交流电压的有效值都满足U＝Um2的关系B．照明电压220 V、动力电压380 V指的都是有效值C．交流电压表和电流表测量的是交变电流的最大值D．在一个周期内交变电流的方向只改变一次【答案】B 【解析】只有正弦式交流电压的有效值与最大值之间才是U＝Um2的关系，其他交流电不一定是这样的关系，A错误；机器铭牌上所标注的电压值、生活中通常所说的电压值都是指有效值，“照明电压220 V、动力电压380 V”指的都是有效值，B正确；交流电压表和电流表测量的是交变电流的有效值，C错误；在一个周期内交变电流的方向改变2次，D错误．3．如图为通过降压变压器给用户供电的电路图，负载变化时变压器的输入电压不会有大的波动(可视为不变)．两条输电线的总电阻为R0，变压器上的能量损失可忽略，当用户端用电器增加时，则( )A．电流表A1的示数不变B．电流表A2的示数变大C．电压表V2的示数变小D．电压表V2的示数变大【答案】B 【解析】当用电器数量增加时，并联个数增加，总电阻减小，由于原线圈电压不变，所以副线圈电压也不变，所以副线圈电流增加，A 错误，B 正确．由于原线圈电压不变，所以副线圈电压也不变，C 、D 错误．4．(2021年武平月考)如图所示为一交流电压随时间变化的图像，每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定，根据图中数据可得，此交流电压的有效值为( )A ．6 VB ．215 VC ．3 2 VD ．313 V【答案】B 【解析】设此交流电压的有效值为U ，根据等效热值法可得⎝ ⎛⎭⎪⎫6 V 22R ·T 3＋9 V2R ·2T 3＝U2R T ，解得U ＝215 V ，故选B ． 5．在图示交流电路中，电表均为理想电表．已知电源电压的有效值为220 V ，电压表的示数为20 V ，电流表的示数为1 A ，R1、R2、R3均为定值电阻，R3＝10 Ω.该变压器原、副线圈的匝数之比为( )A ．20∶1B ．10∶1C ．1∶10D ．1∶20【答案】A 【解析】由题意可知，变压器原线圈两端的电压U1＝220 V －20 V ＝200 V ，根据欧姆定律，变压器副线圈两端的电压U2＝1×10 V ＝10 V ，结合U1U2＝n1n2可得变压器原、副线圈的匝数之比n1n2＝201，A 正确，B 、C 、D 错误． 6．实验室一台手摇交流发电机如图所示，内阻r ＝1.0 Ω，外接R ＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S ，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e ＝102sin(10πt) V ，则( )A ．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 A【答案】D 【解析】因e ＝102sin(10πt) V ，故ω＝10π rad/s ，f ＝ω2π＝5 Hz, A 错误；Em ＝10 2 V ，故其有效值E ＝Em2＝10 V, B 错误；交流电表的示数及功率的计算均要用有效值，因此电路中理想电流表A 的示数I ＝E R ＋r＝1.0 A, D 正确；外接电阻R 所消耗的电功率为P ＝I2R ＝1.02×9 W ＝9 W, C 错误．7．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R ＝110 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为4∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是( )A ．电流表的读数为2 AB ．原线圈的输入功率为27.5 WC ．电压表的读数为77.8 VD ．副线圈输出交流电的周期为50 s【答案】B 【解析】原线圈电压有效值为U1＝220 V ，根据匝数比可得次级电压有效值U2＝55 V ，则次级电流有效值I2＝U2R ＝55110 A ＝0.5 A ，则初级电流表的读数为I1＝n2n1I2＝18 A ，A 错误；原线圈的输入功率为P1＝U1I1＝220×18W ＝27.5 W ，B 正确；电压表的读数为U2＝55 V ，C 错误；副线圈输出交流电的周期为T ＝2πω＝2π100π＝0.02 s ，D 错误． 8．(多选)一含有理想变压器的电路如图所示，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，A 为理想交流电流表．U 为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定．下列说法正确的是( )A．Q不动，P向上滑动，电流表示数减小B．Q不动，P向下滑动，变压器输出功率减小C．P不动，Q向上滑动，电流表示数变小D．P不动，Q向下滑动，变压器输出功率变小【答案】AD 【解析】Q不动，则负载的总电阻不变，P向上滑动，原线圈的匝数n1变大，根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比可知副线圈输出电压U2减小，则副线圈每个电阻通过的电流都减小，电流表示数减小，A正确；Q不动，则负载的总电阻不变，P向下滑动，原线圈的匝数n1变小，根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比可知副线圈输出电压U2增大，则副线圈的输出电流I2增大，变压器的输出功率增大，B错误；P不动，原线圈的匝数n1不变，副线圈输出电压U2不变，Q向上滑动，滑动变阻器R3接入的阻值减小，副线圈负载的总电阻减小，副线圈的输出电流I2增大，定值电阻R1两端电压增大，定值电阻R2两端电压减小，通过定值电阻R2的电流减小，则电流表示数变大，C错误；P不动，原线圈的匝数n1不变，副线圈输出电压U2不变，Q向下滑动，滑动变阻器R3接入的阻值增大，副线圈负载的总电阻增大，则副线圈的输出电流I2减小，变压器的输出功率减小，D正确．9．理想变压器与电阻R及交流电流表A、电压表V按图示方式连接，已知变压器原副线圈的匝数比为n1∶n2＝10∶1，电阻R＝11 Ω，原线圈两端输入电压U随时间变化的图像如图所示．下列说法中正确的是( )A．V表的读数为220 VB．通过R的电流为2 AC．A表的读数为2 AD．变压器的输入功率为44 W【答案】BD 【解析】由原线圈两端输入电压U随时间变化的图像可知，U1＝220 V，T＝0.02 s，根据原、副线圈的电压比等于匝数之比，可知U2＝110U1＝22 V，所以电压表的示数为22 V ，故A 错误；根据欧姆定律得I2＝U2R ＝2 A ，故B 正确；电流表的读数为I1＝n2n1I2＝0.2 A ，故C 错误；副线圈功率P2＝I2U2＝44 W ，所以变压器的输入功率P1＝P2＝44 W ，故D 正确．10．如图所示，理想变压器为降压变压器，原线圈通过灯泡L1与正弦式交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L2和L3相连，开始时开关S 处于断开状态．当S 闭合后，所有灯泡都能发光，下列说法中正确的是( )A ．灯泡L1和L2中的电流有效值可能相等B ．灯泡L2两端的电压变小C ．灯泡L1变亮，灯泡L2的亮度不变D ．电源的输出功率不变【答案】AB 【解析】当S 接通后，根据I1n1＝I2n2可知，因为是降压变压器，则n1>n2，则I1<I2，I1等于通过灯泡L1的电流，I2是通过灯泡L2和L3的电流之和，则灯泡L1和L2中的电流有效值可能相等， A 正确；当S 闭合后，电阻变小，输出功率变大，则输出电流变大，变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率变大，输入电流变大，灯泡L1的电压增大(功率变大，则灯泡L1变亮)，原线圈电压减小，匝数不变，故副线圈电压减小，灯泡L2两端的电压变小(功率变小，则L2变暗)，故B 正确，C 错误；当S 闭合后，变压器的输入电流变大，所以电源的输出功率变大，故D 错误．二、非选择题(本题共4小题，共40分)11．(8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关系”的实验，变压器原线圈两端所接的电源应是电压为12 V 的低压__________(填“交流电源”或“直流电源”)；先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________(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，观察到副线圈两端的电压________(填“增大”“减小”或“不变”)．【答案】交流电源 增大 减小【解析】变压器的工作原理是互感现象，故原线圈两端所接的电源应是电压为12 V 的低压交流电源；根据变压比公式U1U2＝n1n2，保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小．12．(8分)如图是一个正弦式交变电流的图像，由图可知，电流的峰值Im ＝________A ，有效值I ＝________A ，周期T ＝________s ，频率f ＝________Hz.【答案】 2 1 4 0.25 13．(12分)如图所示，交流发电机电动势的有效值E ＝20 V ，内阻不计，它通过一个R ＝6 Ω的指示灯连接在降压变压器的输入端，变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6 V 0.25 W ”字样，灯泡都能正常发光，导线电阻不计．求：(1)降压变压器初、次级线圈匝数之比；(2)发电机的输出功率．(计算结果保留3位有效数字)解：(1)每只彩色小灯泡的额定电流IL ＝P U， 次级线圈总电流I2＝24IL ，变压器输入功率P 入＝I1U1＝I2U2，变压器初级线圈所连的电路中，由欧姆定律可得E ＝U1＋I1R ，由理想变压器的公式可得n1n2＝I2I1， 将E ＝20 V 代入以上式子可解得n1n2＝31. (2)发电机的输出功率P 出＝I1E ，代入数据可解得P 出≈6.67 W.14．(12分)如图所示，变压器原线圈n1＝800匝，副线圈n2＝200匝，灯泡L 标有“10 V 2 W ”字样，电动机M 的线圈电阻为1 Ω，将交变电流u ＝1002·sin(100πt) 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M 的电功率．解：(1)原线圈两端电压(有效值)U1＝10022 V ＝100 V ， 由变压器变压比规律U1U2＝n1n2知，副线圈两端电压 U2＝n2n1U1＝25 V. (2)电动机两端电压UM ＝U2－UL ＝15 V.通过电动机的电流I ＝IL ＝PL UL＝0.2 A ， 电动机的功率PM ＝UMI ＝3 W.。