第三章交变电流单元检测2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册(word版含答案)
文档属性
| 名称 | 第三章交变电流单元检测2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册(word版含答案) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 620.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-20 07:32:07 | ||
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文档简介
2021-2022学年人教版（2019）物理选择性必修第二册第三章交变电流单元检测
一．选择题（共12小题）
1．下列各种情况中，哪一项所指的电压或电流一定不属于交流电的有效值（ ）
A．220V的家庭照明电压
B．保险丝的熔断电流
C．家用电器上标明的额定电压值
D．电容器标明的耐压数值
2．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1：n2＝10：1，原线圈两端接交流电源，已知电阻R＝5Ω，电压表V的读数为100V，则（ ）
A．原、副线圈中电流频率之比f1：f2＝10：1
B．电流表A2的读数为2A
C．原、副线圈内交变电流之比I1：I2＝10：1
D．变压器输入功率为200W
3．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2＝2：1，输入端接在u＝30sin100πt（V）的交流电源上，R1为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻R＝10Ω，电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．当R1＝0时，电压表的读数为30V
B．当R1＝0时，若将电流表换成规格为“5V 5W”的灯泡，灯泡能够正常发光
C．当R1＝10Ω时，电流表的读数为1A
D．当R1＝10Ω时，电压表的读数为6V
4．某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（ ）
A．A1增大，V2不变，V3增大 B．A1增大，V2减小，V3增大
C．A2增大，V2增大，V3减小 D．A2增大，V2不变，V3减小
5．如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（ ）
A．电流表A1示数减小
B．电流表A2示数增大
C．原线圈输入功率先增大后减小
D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大
6．一正弦式交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可确定该电压的（ ）
A．该交流电的电压峰值为V
B．该交流电的周期为2s
C．该交流电的电压的有效值为V
D．瞬时值表达式为u＝100sin（100πt）V
7．2020年11月17～20日长春遭遇了一轮冻雨暴雪天气，致使多条供电线路停运，电力部门持续进行抢修除冰作业。针对高压输电线融冰有一种电流发热融冰法，就是增大高压电线内通入的电流使电线发热，利用电线自身的发热量使其外部冰层由内向外融化，达到融冰除冰的目的。为了监测高压线路融冰进展情况，技术人员通过如图所示的装置检测融冰线路。图中T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器（均视为理想变压器），T1的原、副线圈匝数比为1：1000，a、b是交流电压表或交流电流表，其中交流电压表两端的电压为10V，高压线路输送的电功率是2200kW、电压是22kV，则（ ）
A．a是交流电压表
B．T2的原、副线圈匝数比为1000：1
C．通过交流电流表的电流为0.1A
D．绕制T1副线圈的导线应比原线圈的粗
8．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示。产生电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．t＝0.01s时金属线框平面与磁感线平行
B．该交变电流的电动势的有效值为22V
C．电动势瞬时值为22V时，矩形金属线框平面与中性面的夹角为45°
D．该交变电流的电动势的瞬时值表达式为e＝22cos100πtV
9．如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。已知线圈的面积为S，总电阻为R，转动的角速度是ω，磁感应强度是B，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置时线圈中的感应电流为逆时针方向
B．在图示位置时线圈中的感应电流为
C．从图示位置转过90°时线圈中的感应电动势最大
D．从图示位置开始线圈转过180°，通过线圈某一横截面的电量为
10．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1：n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的正弦式交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈中电流的频率之比为n1：n2
B．原、副线圈中电流的大小之比为n1：n2
C．灯泡L1先变暗后变亮
D．原线圈输入功率一直在变大
11．利用二极管的单向导电性可以将正弦式交变电压的波形截去一半，这种方法称为半波整流。某研究小组的同学通过半波整流得到如图所示的直流脉动电压图像，其周期、最大值、有效值分别为T、Um和U0。若有另一直流脉动电压的最大值也为Um，但周期为2T，则该直流脉动电压的有效值为（ ）
A．2U0 B．U0 C．U0 D．
12．小宁同学仿照法拉第发现电磁感应现象的装置，在铁环上用漆包线（铜丝，表面刷有绝缘漆）绕制了两个线圈n1＝100匝、n2（匝数没有记录），线圈n1与开关S1、干电池E1、交流电源E2构成电路，交流电源E2的电动势e＝6sin100πt（V），线圈n2与开关S2、电流计G、交流电压表V构成电路。当S1置于2、S2置于4时，电压表V的示数为12V，取1.4。下列说法正确的是（ ）
A．由实验数据可算得，线圈n2的匝数为200匝
B．由实验数据可估计，线圈n2的匝数超过280匝
C．S2置于3，当S1从0扳到1时，G中不会有电流
D．S2置于3，当S1从0扳到1时，G中电流慢慢增大并稳定到某一值
二．多选题（共4小题）
13．如图，理想变压器原线圈接在u＝220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比n1：n2＝2：1，为了使图中“100V，50W”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（ ）
A．仅将滑片P向上滑动
B．仅将滑片P向下滑动
C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为20Ω的电阻
D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为20Ω的电阻
14．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图象如图乙所示．已知发电机线圈电阻为10Ω，外接一只阻值为90Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则（ ）
A．电流表的示数为0.31A
B．线圈转动的角速度为100πrad/s
C．0.01s时线圈平面与磁场方向平行
D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087J
15．如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（ ）
A．线圈转动的转速为25r/s
B．电流表的示数为10A
C．1s钟内线圈中电流方向改变了50次
D．0.01s时线圈平面与中性面垂直
16．某理想变压器原、副线圈的匝数比为55：9，原线圈所接电源电压按图所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为40W，则下列判断正确的是（ ）
A．副线圈两端输出的电压为
B．原线圈中电流表的示数约为0.18A
C．变压器的输入、输出功率之比为55：9
D．原线圈两端电压的瞬时值表达式为
三．解答题（共4小题）
17．风能是可再生清洁能源，永春县首个风力发电站在外山乡落成，远距离输电先升压后降压。假设其中发电机输出电压为500V，输送线路的总电阻R＝10Ω。输送功率P＝100kW，升压变压器原、副线圈的匝数比1：20，用户需要的电压是220V，求：
（1）导线上损失的功率是多少？
（2）在输电线路中设的降压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）用户得到的电功率是多少？
18．如图所示，ab＝60cm，ad＝20cm，匝数为50匝的矩形线圈。线圈总电阻r＝1Ω，外电路电阻R＝9Ω，磁感应强度B＝0.4T，线圈绕垂直于磁感线的OO′轴以角速度5rad/s匀速转动。求：
（1）从此位置的垂直面（中性面）开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式；
（2）电压表的读数是多少；
（3）线圈由如图位置转过45°的过程中，流过R的电量q。
19．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0.1m和0.2m，内阻为5Ω，在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中绕OO'轴以ω＝50rad/s的角速度匀速转动，开始转动时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部20Ω的电阻R相接。求：
（1）从图示位置开始计时，写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式；
（2）电阻R上所消耗的电功率。
20．如图所示，边长分别为10cm和20cm的矩形线圈，匝数为200、内阻为5Ω，在匀强磁场中绕PQ轴匀速转动，已知磁感应强度B＝T，线圈转动的角速度为ω＝100πrad/s，线圈与阻值R＝15Ω的电阻相连接。求：
（1）开关S断开时，交流电压表的读数U；
（2）开关S闭合时，线圈的输出功率P；
（3）线圈平面由与磁场垂直的图示位置转过30°角时的瞬时电动势e。
第1页（共3页）
一．选择题（共12小题）
1．下列各种情况中，哪一项所指的电压或电流一定不属于交流电的有效值（ ）
A．220V的家庭照明电压
B．保险丝的熔断电流
C．家用电器上标明的额定电压值
D．电容器标明的耐压数值
2．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1：n2＝10：1，原线圈两端接交流电源，已知电阻R＝5Ω，电压表V的读数为100V，则（ ）
A．原、副线圈中电流频率之比f1：f2＝10：1
B．电流表A2的读数为2A
C．原、副线圈内交变电流之比I1：I2＝10：1
D．变压器输入功率为200W
3．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2＝2：1，输入端接在u＝30sin100πt（V）的交流电源上，R1为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻R＝10Ω，电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．当R1＝0时，电压表的读数为30V
B．当R1＝0时，若将电流表换成规格为“5V 5W”的灯泡，灯泡能够正常发光
C．当R1＝10Ω时，电流表的读数为1A
D．当R1＝10Ω时，电压表的读数为6V
4．某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（ ）
A．A1增大，V2不变，V3增大 B．A1增大，V2减小，V3增大
C．A2增大，V2增大，V3减小 D．A2增大，V2不变，V3减小
5．如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（ ）
A．电流表A1示数减小
B．电流表A2示数增大
C．原线圈输入功率先增大后减小
D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大
6．一正弦式交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可确定该电压的（ ）
A．该交流电的电压峰值为V
B．该交流电的周期为2s
C．该交流电的电压的有效值为V
D．瞬时值表达式为u＝100sin（100πt）V
7．2020年11月17～20日长春遭遇了一轮冻雨暴雪天气，致使多条供电线路停运，电力部门持续进行抢修除冰作业。针对高压输电线融冰有一种电流发热融冰法，就是增大高压电线内通入的电流使电线发热，利用电线自身的发热量使其外部冰层由内向外融化，达到融冰除冰的目的。为了监测高压线路融冰进展情况，技术人员通过如图所示的装置检测融冰线路。图中T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器（均视为理想变压器），T1的原、副线圈匝数比为1：1000，a、b是交流电压表或交流电流表，其中交流电压表两端的电压为10V，高压线路输送的电功率是2200kW、电压是22kV，则（ ）
A．a是交流电压表
B．T2的原、副线圈匝数比为1000：1
C．通过交流电流表的电流为0.1A
D．绕制T1副线圈的导线应比原线圈的粗
8．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示。产生电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．t＝0.01s时金属线框平面与磁感线平行
B．该交变电流的电动势的有效值为22V
C．电动势瞬时值为22V时，矩形金属线框平面与中性面的夹角为45°
D．该交变电流的电动势的瞬时值表达式为e＝22cos100πtV
9．如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。已知线圈的面积为S，总电阻为R，转动的角速度是ω，磁感应强度是B，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置时线圈中的感应电流为逆时针方向
B．在图示位置时线圈中的感应电流为
C．从图示位置转过90°时线圈中的感应电动势最大
D．从图示位置开始线圈转过180°，通过线圈某一横截面的电量为
10．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1：n2，输入端C、D接入电压有效值恒定的正弦式交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈中电流的频率之比为n1：n2
B．原、副线圈中电流的大小之比为n1：n2
C．灯泡L1先变暗后变亮
D．原线圈输入功率一直在变大
11．利用二极管的单向导电性可以将正弦式交变电压的波形截去一半，这种方法称为半波整流。某研究小组的同学通过半波整流得到如图所示的直流脉动电压图像，其周期、最大值、有效值分别为T、Um和U0。若有另一直流脉动电压的最大值也为Um，但周期为2T，则该直流脉动电压的有效值为（ ）
A．2U0 B．U0 C．U0 D．
12．小宁同学仿照法拉第发现电磁感应现象的装置，在铁环上用漆包线（铜丝，表面刷有绝缘漆）绕制了两个线圈n1＝100匝、n2（匝数没有记录），线圈n1与开关S1、干电池E1、交流电源E2构成电路，交流电源E2的电动势e＝6sin100πt（V），线圈n2与开关S2、电流计G、交流电压表V构成电路。当S1置于2、S2置于4时，电压表V的示数为12V，取1.4。下列说法正确的是（ ）
A．由实验数据可算得，线圈n2的匝数为200匝
B．由实验数据可估计，线圈n2的匝数超过280匝
C．S2置于3，当S1从0扳到1时，G中不会有电流
D．S2置于3，当S1从0扳到1时，G中电流慢慢增大并稳定到某一值
二．多选题（共4小题）
13．如图，理想变压器原线圈接在u＝220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比n1：n2＝2：1，为了使图中“100V，50W”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（ ）
A．仅将滑片P向上滑动
B．仅将滑片P向下滑动
C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为20Ω的电阻
D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为20Ω的电阻
14．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图象如图乙所示．已知发电机线圈电阻为10Ω，外接一只阻值为90Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则（ ）
A．电流表的示数为0.31A
B．线圈转动的角速度为100πrad/s
C．0.01s时线圈平面与磁场方向平行
D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087J
15．如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（ ）
A．线圈转动的转速为25r/s
B．电流表的示数为10A
C．1s钟内线圈中电流方向改变了50次
D．0.01s时线圈平面与中性面垂直
16．某理想变压器原、副线圈的匝数比为55：9，原线圈所接电源电压按图所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为40W，则下列判断正确的是（ ）
A．副线圈两端输出的电压为
B．原线圈中电流表的示数约为0.18A
C．变压器的输入、输出功率之比为55：9
D．原线圈两端电压的瞬时值表达式为
三．解答题（共4小题）
17．风能是可再生清洁能源，永春县首个风力发电站在外山乡落成，远距离输电先升压后降压。假设其中发电机输出电压为500V，输送线路的总电阻R＝10Ω。输送功率P＝100kW，升压变压器原、副线圈的匝数比1：20，用户需要的电压是220V，求：
（1）导线上损失的功率是多少？
（2）在输电线路中设的降压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）用户得到的电功率是多少？
18．如图所示，ab＝60cm，ad＝20cm，匝数为50匝的矩形线圈。线圈总电阻r＝1Ω，外电路电阻R＝9Ω，磁感应强度B＝0.4T，线圈绕垂直于磁感线的OO′轴以角速度5rad/s匀速转动。求：
（1）从此位置的垂直面（中性面）开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式；
（2）电压表的读数是多少；
（3）线圈由如图位置转过45°的过程中，流过R的电量q。
19．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0.1m和0.2m，内阻为5Ω，在磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中绕OO'轴以ω＝50rad/s的角速度匀速转动，开始转动时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部20Ω的电阻R相接。求：
（1）从图示位置开始计时，写出线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式；
（2）电阻R上所消耗的电功率。
20．如图所示，边长分别为10cm和20cm的矩形线圈，匝数为200、内阻为5Ω，在匀强磁场中绕PQ轴匀速转动，已知磁感应强度B＝T，线圈转动的角速度为ω＝100πrad/s，线圈与阻值R＝15Ω的电阻相连接。求：
（1）开关S断开时，交流电压表的读数U；
（2）开关S闭合时，线圈的输出功率P；
（3）线圈平面由与磁场垂直的图示位置转过30°角时的瞬时电动势e。
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