第三章 交变电流 水平测评（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 交变电流 水平测评（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-25 12:16:49 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修第二册 第三章 水平测评
一、多选题
1．理想变压器原线圈为1500匝，副线圈为500匝，原线圈接交流电源，副线圈接有电阻R，当变压器正常工作时，原、副线圈中（ ）
A．电流频率之比为3：1 B．电压之比为3：1
C．电流之比为3：1 D．功率之比为1：1
2．如图甲所示，在匀强磁场中，同一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则（ ）
A．两次t=0时刻线圈的磁通量均为零 B．曲线a、b对应的线圈转速之比为na：n b=2∶3
C．曲线a表示的交变电动势最大值为15V D．曲线b表示的交变电动势有效值为 V
3．如图所示，匀强磁场竖直向上，磁感应强度为B．足够长的光滑倾斜导轨固定于磁场中，导轨宽度为L，倾角为θ，电阻不计，其下端与电阻R连接．电阻为r的导体棒ab，从导轨顶端由静止释放，ab棒始终与导轨垂直，则ab棒
A．所受安培力方向沿导轨斜向上
B．下滑的最大速度
C．下滑的最大速度
D．在达到最大速度之前，减少的重力势能大于回路中产生的电能
4．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R = 55 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。下列说法正确的是
A．电流表的读数为1.00 A
B．电流表的读数为2.00A
C．电压表的读数为110V
D．电压表的读数为155V
二、单选题
5．关于正弦交流电压表达式，下列说法不正确的是（ ）
A．该交流电的频率为，相位是，初相为零
B．该交流电压的有效值为220伏，最大值约为311伏
C．该交流电加在100Ω电阻上，0.1分钟内，产生的热量为
D．该交流电的发电机电枢线圈平面是从平行磁场开始计时的
6．有一个负载电阻值为，当将它接在的直流电源上时，消耗的电功率为，若将接在图中的变压器的次级电路中消耗的电功率是，已知变压器的输入电压的最大值为，求此变压器的原、副线圈的匝数之比（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示交流电，下列说法正确的是（ ）
A．周期为0.02s
B．有效值为200V
C．将该电压加在交流电压表两端时，电压表读数为V
D．将该交流电压加在发光电压和熄灭电压均为200V的小灯上，小灯1秒钟内发光次数为 100次，发光时间为0.75s
8．如图所示，下列电流的大小和方向都随时间变化，其中属于直流电的是（ ）
A． B．
C． D．
9．高铁已经成为我们国家的一张名片。为保障运输的安全，控制中心需要确定火车位置及其运动状态。有一种电磁装置可以向控制中心传输火车相关信息，其原理是在火车首节车厢下面安装能产生匀强磁场的磁铁，俯视图如图甲所示，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，会产生一个电信号，被控制中心接收到，当火车依次通过线圈A、B时，若控制中心接收到线圈两端的电压信号如图乙所示，则说明火车的运动情况是（ ）
A．匀速匀速 B．加速匀速 C．减速加速 D．加速减速
10．输电线路改造前，傍晚时分家里的灯光昏暗，夜深人静时灯光变得亮一些。如图所示是家庭电路的简图，设家庭电路电压为220V不变，两条输电线电阻分别为r（电阻较小）。下列说法正确的是（ ）
A．傍晚时分，用电器个数增多，输电线上损耗的电压变大
B．夜深人静时，用电器个数减少，输电线上损耗的功率变大
C．想要减小输电线上电能的损耗，可以换细一点的输电线
D．想要减小输电线上电能的损耗，可以把铜质输电线换成镍铜合金线
11．心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其部分电路可简化为大电阻R1与交流电源串联，该电源输出的电压恒为U0，如图所示．心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连，一个扬声器(可等效为一个定值电阻R2)与该变压器的次级线圈相连．若R2从变压器得到的功率此时最大，下列说法错误的是( )
A．大电阻R1两端电压为
B．理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为
C．交流电源的输出功率为
D．通过扬声器的电流为
12．图示为远距离输电线路的示意图，若保持发电机的输出电压不变，下列叙述中正确的是（ ）
A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定
C．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大
D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
三、实验题
13．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）变压器铁芯的结构和材料是_____；（填字母代号）
A．整块硅钢铁芯
B．整块不锈钢铁芯
C．绝缘的铜片叠成
D．绝缘的硅钢片叠成
（2）为了人身安全，实验中交流电源的电压不要超过_____；（填字母代号）
A．2V B．12V C．50V D．72V
（3）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是_____；（填字母代号）
A．控制变量法 B．等效替代法 C．类比法
（4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能为_____。（填字母代号）
A．原、副线圈上通过的电流发热
B．铁芯在交变磁场作用下发热
C．变压器铁芯漏磁
D．原线圈输入电压发生变化
14．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中
①如图所示，小海同学将变压器的原线圈接在低压交流电源上，小灯泡接在变压器的副线圈上，小灯泡发光，下列说法正确的是___________（单选）。
A．将原线圈接在电压相同的低压直流电源上，小灯泡亮度不变
B．电流从原线圈经铁芯流到副线圈，最后流过小灯泡
C．将可拆变压器的横条铁芯取下，小灯泡的亮度降低
②实验过程中，小海同学听到变压器发出明显的“嗡嗡”低鸣声，引起该现象的原因可能是______（单选）。
A．原线圈上输入电压过低
B．变压器上的两个固定螺丝没有拧紧
C．小灯泡与底座之间接触不良
四、解答题
15．如图所示，线圈的面积是0.05 m2，共100匝，匀强磁场的磁感应强度，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：
(1)若从线圈的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．
(2)从中性面开始计时，线圈转过时电动势瞬时值多大？
16．一台发电机最大输出功率为8000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻R=2kΩ．到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡，每个灯泡额定电压220V，额定功率72W．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，求：
(1)变压器T1和T2的匝数比分别为多少；
(2)发电机处于满负荷工作状态时可供多少盏灯泡正常发光．
17．如图所示，线圈的面积100cm2，共100匝，电阻为1Ω，处在B=0.5T的匀强磁场中．从图示位置起计时，线圈以r/s的转速匀速转动．已知电路中所接电阻R为9Ω，求：
（1）线圈产生电动势的瞬时值表达式。
（2）K合上后电压表的示数。
（3）线圈从图示位置开始转过30°角的过程中，通过线圈导线截面的电量。
18．自耦变压器是只有1个绕组的变压器，它的低压线圈是高压线圈的一部分。请观察图中的两种自耦变压器，哪种起升压作用，哪种起降压作用？为什么？与同学交流你的看法。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BD
【详解】
A．变压器改变的是电压和电流，改变不了频率，频率之比是1:1，故A错误；
B．由法拉第电磁感应定律
知原副线圈中电压之比等于1500:500=3:1，故B正确；
CD．由理想变压器特点
得出电流之比与匝数成反比为1:3，功率相等，故C错误，D正确。
故选BD。
2．CD
【详解】
A．两次在t=0时刻，感应电动势为零，此时线圈一定处在中性面上，磁通量最大，故A错误；
B．由图可知，a的周期为4×10-2s；b的周期为6×10-2s，根据
可知，转速与周期成反比，故转速之比为3：2；故B错误；
C．由图乙可知，曲线a表示的交变电动势最大值为15V，故C正确；
D．曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2，根据
得曲线b表示的交变电动势最大值是10V，则其有效值为
V=V
故D正确。
故选CD。
3．CD
【详解】
A．导体棒ab从顶端静止释放，下滑过程中，切割磁感线，产生感应电动势，回路产生感应电流，由楞次定律知ab棒中感应电流由b到a，由左手定则知ab棒受到的安培力水平向右，故A错误；
BC．下滑速度最大速度时，加速度等于0，感应电动势为
E＝BLvmcosθ
感应电流
安培力
根据平衡条件，沿斜面合力为0
mgsinθ=F安cosθ，即mgsinθ＝
解得
故B错误，C正确；
D．根据能量守恒，在达到最大速度之前，减少的重力势能等于增加的动能和回路中产生的电能，所以减少的重力势能大于回路中产生的电能，故D正确；
故选CD。
4．AC
【详解】
CD．原线圈电压有效值U1=220V，根据原副线圈匝数比为2:1可知次级电压为U2=110V，则电压表的读数为110V，选项C正确，D错误；
AB．根据变压器输入功率等于输出功率，即
解得I1=1.00A，选项A正确，B错误；
故选AC.
5．D
【详解】
A．由电压表达式可知，该交流电的频率为，相位是，初相为零，故A正确，不符合题意；
B．由电压表达式可知，该交流电压的最大值为220V，约311V；有效值为220V，故B正确，不符合题意；
C．该交流电加在100Ω电阻上，0.1分钟内，产生的热量为
故C正确，不符合题意；
D．由电压表达式可知，该交流电的发电机电枢线圈平面是从中性面开始计时的，故D错误，符合题意。
故选D。
6．A
【详解】
当电阻接在直流电路中的时候，由
可得，此时的功率为
当功率为时，由
可得，此时电阻的电压的有效值为；变压器的输入电压的有效值为，所以变压器原、副线圈的匝数比为
故A正确，BCD错误。
故选A。
【点睛】
输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可．
7．A
【详解】
A．由图可知，周期为 ，频率为50Hz，故A正确；
B．根据有效值的定义有
解得有效值为V。故B错误；
C．将该电压加在交流电压表两端时，电压表读数为其有效值，即V。故C错误；
D．将该交流电压加在发光电压和熄灭电压均为200V的小灯上，由图可知小灯一个周期内发光两次，则小灯1秒钟内发光次数为 100次。前四分之一个周期
当电压为200V时，对应的时刻为0.0025s，故一个周期内发光时间为
一秒钟内发光时间为
故D错误。
故选A。
8．C
【详解】
方向是否随时间作变化是区分交流电和直流电的关键点，A、B、D选项所示的电流方向随时间变化，C选项所示的电流方向不随时间变化，是直流电，故ABD错误，C正确。
故选C。
9．D
【详解】
由图像得到，线圈两端的电压大小与时间成正比，即
由法拉第电磁感应定律可得
联立解得
均一定，则速度与时间成正比，所以火车做匀加速或匀减速直线运动；由图像可知，当火车依次通过线圈A、B时，其运动情况是加速、减速。
故选D。
10．A
【详解】
A．傍晚时分，用电器个数增多，输电线上的电流较大，则输电线上损耗的电压变大，选项A正确；
B．夜深人静时，用电器个数减少，输电线上的电流减小，则损耗的功率变小，选项B错误；
C．想要减小输电线上电能的损耗，要减小输电线的电阻，即增加横截面积，即可以换粗一点的输电线，选项C错误；
D．想要减小输电线上电能的损耗，要减小输电线的电阻，把铜质输电线换成镍铜合金线电阻变得更大，输电线的电能损耗更大，选项D错误。
故选A。
11．B
【详解】
设理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数分别为n1、n2，初级线圈和次级线圈中的电流分别为I1、I2，根据理想变压器的初级和次级线圈的电流和电压关系可得
I1n1＝I2n2
设R2的功率为P，联立则有
P＝R2＝－R1＋I1U0
由于扬声器有最大功率，则
I1＝、I2＝
大电阻R1两端电压
I1R1＝
理想变压器的初级和次级线圈的匝数比值为
交流电源的输出功率为
I1U0＝
故ACD正确，B错误。本题选择错误的，故选B。
12．C
【分析】
正确解答本题需要掌握：理想变压器的输入功率由输出功率决定，输出电压有输入电压决定；明确远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关，明确整个过程中的功率、电压关系．
【详解】
A．由于发动机的输出功率不变即升压变压器的原电压不变，当用户用电设备消耗功率变化时，输入功率变化，因此升压变压器的原线圈中的电流将发生变化，A错误；
B．输电线上的电流与用户以及电线上消耗的功率以及变压器的匝数比有关，B错误；
C．当用户电阻减小时，导致电流增大，因此输电线上的损失功率增大，C错误；
D．由于远距离输电式时输电线上有电压损失，因此升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，D错误。
故选C。
13．D B A D
【详解】
（1）[1]变压器铁芯的材料要选择磁性材料，为防止出现涡流，用绝缘的硅钢片叠成，故选D；
（2）[2]为了人身安全，实验中交流电源的电压不要超过12V，故选B；
（3）[3]本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是控制变量法 ，故选A；
（4）[4]实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。
AB.原、副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，选项AB不符合题意；
C.变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比有差别，选项C不符合题意；
D.原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，选项D符合题意。
故选D。
14．C B
【详解】
①[1]A．将原线圈接在电压相同的低压直流电源时，小灯泡的亮度会发生变化，A错误；
B．电流不会从原线圈经铁芯流到副线圈，B错误；
C．将可拆变压器的横条铁芯取下后，导致电磁感应现象减弱，感应电流减小，故小灯泡的亮度降低，C正确。
故选C。
②[2]听到变压器发出明显的“嗡嗡”低鸣声，是因为变压器上的两个固定螺丝没有拧紧才会出现的现象，AC错误，B正确。
故选B。
15．(1)e＝50sin(10πt) V (2)e=43.3V
【详解】
【分析】线圈处于中性面开始计时，开始的感应电动势为零，电动势与时间成正弦变化，从而列出瞬时值表达式；根据感应电动势最大值的公式直接求出感应电动势的最大值，代入式子即可求得瞬时值表达式，将时间代入式子进行求解；
解：(1)
因为从中性面开始转动，并且求的是瞬时值，故
(2)当时，电动势瞬时值
16．（1） ， （2）盏
【解析】
试题分析：根据输入功率求出输入电流，根据损失功率求出输出电流，从而求出变压器T1的匝数比；根据变压比求出升压变压器的输出电压，在求出输电线上的电压损失，进而降压变压器的输入电压，即可得到降压变压器的匝数比；由于降压变压器的负载能正常工作，求出用户得到的功率，从而确定可供多少盏灯泡正常发光．
（1）由可得，升压变压器输入电流A
由得，升压变压器的输出电流
由理想变压器电流比：，可得：
根据得，升压变压器的输出电压：V
输电线上的电压损失：V
降压变压器的输入电压：V
用户得到的电压即为降压变压器的输出电压：V
降压变压器的匝数比：
(2)用户得到的功率：W
可供灯泡正常发光的盏数：盏
点睛：本题主要考查了远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，要注意功率公式中P=UI中的电压U应为输电电压，不是发电机的输出电压．本题突破点是由输电线上的损失功率，从而算出电线上的电流．
17．（1）e=100cos200t（V）；（2）63．63V；（3）0.025C
【详解】
（1）线圈转动角速度
ω=2πn=200rad/s
电动势最大值
Em=NBSω=100V
开始计时时，S∥B，e最大
所以电动势的瞬时值表达式为
e=100cos200t （V）
（2）电动势有效值
合上开关
所以电压表读数
U=IR=V=63.63V
（3）平均电动势
， ，
所以
考点：交流电的最大值及有效值
18．见解析
【详解】
根据变压器的线圈匝数之比等于电压之比可知，由于图（a）的原线圈匝数大于副线圈的匝数，则输入电压大于输出电压，故图（a）其降压作用。图（b）的原线圈匝数小于副线圈的匝数，则输入电压小于输出电压，故图（b）起升压作用。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、多选题
1．理想变压器原线圈为1500匝，副线圈为500匝，原线圈接交流电源，副线圈接有电阻R，当变压器正常工作时，原、副线圈中（ ）
A．电流频率之比为3：1 B．电压之比为3：1
C．电流之比为3：1 D．功率之比为1：1
2．如图甲所示，在匀强磁场中，同一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则（ ）
A．两次t=0时刻线圈的磁通量均为零 B．曲线a、b对应的线圈转速之比为na：n b=2∶3
C．曲线a表示的交变电动势最大值为15V D．曲线b表示的交变电动势有效值为 V
3．如图所示，匀强磁场竖直向上，磁感应强度为B．足够长的光滑倾斜导轨固定于磁场中，导轨宽度为L，倾角为θ，电阻不计，其下端与电阻R连接．电阻为r的导体棒ab，从导轨顶端由静止释放，ab棒始终与导轨垂直，则ab棒
A．所受安培力方向沿导轨斜向上
B．下滑的最大速度
C．下滑的最大速度
D．在达到最大速度之前，减少的重力势能大于回路中产生的电能
4．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R = 55 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。下列说法正确的是
A．电流表的读数为1.00 A
B．电流表的读数为2.00A
C．电压表的读数为110V
D．电压表的读数为155V
二、单选题
5．关于正弦交流电压表达式，下列说法不正确的是（ ）
A．该交流电的频率为，相位是，初相为零
B．该交流电压的有效值为220伏，最大值约为311伏
C．该交流电加在100Ω电阻上，0.1分钟内，产生的热量为
D．该交流电的发电机电枢线圈平面是从平行磁场开始计时的
6．有一个负载电阻值为，当将它接在的直流电源上时，消耗的电功率为，若将接在图中的变压器的次级电路中消耗的电功率是，已知变压器的输入电压的最大值为，求此变压器的原、副线圈的匝数之比（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示交流电，下列说法正确的是（ ）
A．周期为0.02s
B．有效值为200V
C．将该电压加在交流电压表两端时，电压表读数为V
D．将该交流电压加在发光电压和熄灭电压均为200V的小灯上，小灯1秒钟内发光次数为 100次，发光时间为0.75s
8．如图所示，下列电流的大小和方向都随时间变化，其中属于直流电的是（ ）
A． B．
C． D．
9．高铁已经成为我们国家的一张名片。为保障运输的安全，控制中心需要确定火车位置及其运动状态。有一种电磁装置可以向控制中心传输火车相关信息，其原理是在火车首节车厢下面安装能产生匀强磁场的磁铁，俯视图如图甲所示，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，会产生一个电信号，被控制中心接收到，当火车依次通过线圈A、B时，若控制中心接收到线圈两端的电压信号如图乙所示，则说明火车的运动情况是（ ）
A．匀速匀速 B．加速匀速 C．减速加速 D．加速减速
10．输电线路改造前，傍晚时分家里的灯光昏暗，夜深人静时灯光变得亮一些。如图所示是家庭电路的简图，设家庭电路电压为220V不变，两条输电线电阻分别为r（电阻较小）。下列说法正确的是（ ）
A．傍晚时分，用电器个数增多，输电线上损耗的电压变大
B．夜深人静时，用电器个数减少，输电线上损耗的功率变大
C．想要减小输电线上电能的损耗，可以换细一点的输电线
D．想要减小输电线上电能的损耗，可以把铜质输电线换成镍铜合金线
11．心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其部分电路可简化为大电阻R1与交流电源串联，该电源输出的电压恒为U0，如图所示．心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连，一个扬声器(可等效为一个定值电阻R2)与该变压器的次级线圈相连．若R2从变压器得到的功率此时最大，下列说法错误的是( )
A．大电阻R1两端电压为
B．理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为
C．交流电源的输出功率为
D．通过扬声器的电流为
12．图示为远距离输电线路的示意图，若保持发电机的输出电压不变，下列叙述中正确的是（ ）
A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定
C．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大
D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
三、实验题
13．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）变压器铁芯的结构和材料是_____；（填字母代号）
A．整块硅钢铁芯
B．整块不锈钢铁芯
C．绝缘的铜片叠成
D．绝缘的硅钢片叠成
（2）为了人身安全，实验中交流电源的电压不要超过_____；（填字母代号）
A．2V B．12V C．50V D．72V
（3）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是_____；（填字母代号）
A．控制变量法 B．等效替代法 C．类比法
（4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能为_____。（填字母代号）
A．原、副线圈上通过的电流发热
B．铁芯在交变磁场作用下发热
C．变压器铁芯漏磁
D．原线圈输入电压发生变化
14．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中
①如图所示，小海同学将变压器的原线圈接在低压交流电源上，小灯泡接在变压器的副线圈上，小灯泡发光，下列说法正确的是___________（单选）。
A．将原线圈接在电压相同的低压直流电源上，小灯泡亮度不变
B．电流从原线圈经铁芯流到副线圈，最后流过小灯泡
C．将可拆变压器的横条铁芯取下，小灯泡的亮度降低
②实验过程中，小海同学听到变压器发出明显的“嗡嗡”低鸣声，引起该现象的原因可能是______（单选）。
A．原线圈上输入电压过低
B．变压器上的两个固定螺丝没有拧紧
C．小灯泡与底座之间接触不良
四、解答题
15．如图所示，线圈的面积是0.05 m2，共100匝，匀强磁场的磁感应强度，当线圈以300r/min的转速匀速旋转时，求：
(1)若从线圈的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．
(2)从中性面开始计时，线圈转过时电动势瞬时值多大？
16．一台发电机最大输出功率为8000kW，电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电．输电线路总电阻R=2kΩ．到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡，每个灯泡额定电压220V，额定功率72W．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，求：
(1)变压器T1和T2的匝数比分别为多少；
(2)发电机处于满负荷工作状态时可供多少盏灯泡正常发光．
17．如图所示，线圈的面积100cm2，共100匝，电阻为1Ω，处在B=0.5T的匀强磁场中．从图示位置起计时，线圈以r/s的转速匀速转动．已知电路中所接电阻R为9Ω，求：
（1）线圈产生电动势的瞬时值表达式。
（2）K合上后电压表的示数。
（3）线圈从图示位置开始转过30°角的过程中，通过线圈导线截面的电量。
18．自耦变压器是只有1个绕组的变压器，它的低压线圈是高压线圈的一部分。请观察图中的两种自耦变压器，哪种起升压作用，哪种起降压作用？为什么？与同学交流你的看法。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BD
【详解】
A．变压器改变的是电压和电流，改变不了频率，频率之比是1:1，故A错误；
B．由法拉第电磁感应定律
知原副线圈中电压之比等于1500:500=3:1，故B正确；
CD．由理想变压器特点
得出电流之比与匝数成反比为1:3，功率相等，故C错误，D正确。
故选BD。
2．CD
【详解】
A．两次在t=0时刻，感应电动势为零，此时线圈一定处在中性面上，磁通量最大，故A错误；
B．由图可知，a的周期为4×10-2s；b的周期为6×10-2s，根据
可知，转速与周期成反比，故转速之比为3：2；故B错误；
C．由图乙可知，曲线a表示的交变电动势最大值为15V，故C正确；
D．曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2，根据
得曲线b表示的交变电动势最大值是10V，则其有效值为
V=V
故D正确。
故选CD。
3．CD
【详解】
A．导体棒ab从顶端静止释放，下滑过程中，切割磁感线，产生感应电动势，回路产生感应电流，由楞次定律知ab棒中感应电流由b到a，由左手定则知ab棒受到的安培力水平向右，故A错误；
BC．下滑速度最大速度时，加速度等于0，感应电动势为
E＝BLvmcosθ
感应电流
安培力
根据平衡条件，沿斜面合力为0
mgsinθ=F安cosθ，即mgsinθ＝
解得
故B错误，C正确；
D．根据能量守恒，在达到最大速度之前，减少的重力势能等于增加的动能和回路中产生的电能，所以减少的重力势能大于回路中产生的电能，故D正确；
故选CD。
4．AC
【详解】
CD．原线圈电压有效值U1=220V，根据原副线圈匝数比为2:1可知次级电压为U2=110V，则电压表的读数为110V，选项C正确，D错误；
AB．根据变压器输入功率等于输出功率，即
解得I1=1.00A，选项A正确，B错误；
故选AC.
5．D
【详解】
A．由电压表达式可知，该交流电的频率为，相位是，初相为零，故A正确，不符合题意；
B．由电压表达式可知，该交流电压的最大值为220V，约311V；有效值为220V，故B正确，不符合题意；
C．该交流电加在100Ω电阻上，0.1分钟内，产生的热量为
故C正确，不符合题意；
D．由电压表达式可知，该交流电的发电机电枢线圈平面是从中性面开始计时的，故D错误，符合题意。
故选D。
6．A
【详解】
当电阻接在直流电路中的时候，由
可得，此时的功率为
当功率为时，由
可得，此时电阻的电压的有效值为；变压器的输入电压的有效值为，所以变压器原、副线圈的匝数比为
故A正确，BCD错误。
故选A。
【点睛】
输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可．
7．A
【详解】
A．由图可知，周期为 ，频率为50Hz，故A正确；
B．根据有效值的定义有
解得有效值为V。故B错误；
C．将该电压加在交流电压表两端时，电压表读数为其有效值，即V。故C错误；
D．将该交流电压加在发光电压和熄灭电压均为200V的小灯上，由图可知小灯一个周期内发光两次，则小灯1秒钟内发光次数为 100次。前四分之一个周期
当电压为200V时，对应的时刻为0.0025s，故一个周期内发光时间为
一秒钟内发光时间为
故D错误。
故选A。
8．C
【详解】
方向是否随时间作变化是区分交流电和直流电的关键点，A、B、D选项所示的电流方向随时间变化，C选项所示的电流方向不随时间变化，是直流电，故ABD错误，C正确。
故选C。
9．D
【详解】
由图像得到，线圈两端的电压大小与时间成正比，即
由法拉第电磁感应定律可得
联立解得
均一定，则速度与时间成正比，所以火车做匀加速或匀减速直线运动；由图像可知，当火车依次通过线圈A、B时，其运动情况是加速、减速。
故选D。
10．A
【详解】
A．傍晚时分，用电器个数增多，输电线上的电流较大，则输电线上损耗的电压变大，选项A正确；
B．夜深人静时，用电器个数减少，输电线上的电流减小，则损耗的功率变小，选项B错误；
C．想要减小输电线上电能的损耗，要减小输电线的电阻，即增加横截面积，即可以换粗一点的输电线，选项C错误；
D．想要减小输电线上电能的损耗，要减小输电线的电阻，把铜质输电线换成镍铜合金线电阻变得更大，输电线的电能损耗更大，选项D错误。
故选A。
11．B
【详解】
设理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数分别为n1、n2，初级线圈和次级线圈中的电流分别为I1、I2，根据理想变压器的初级和次级线圈的电流和电压关系可得
I1n1＝I2n2
设R2的功率为P，联立则有
P＝R2＝－R1＋I1U0
由于扬声器有最大功率，则
I1＝、I2＝
大电阻R1两端电压
I1R1＝
理想变压器的初级和次级线圈的匝数比值为
交流电源的输出功率为
I1U0＝
故ACD正确，B错误。本题选择错误的，故选B。
12．C
【分析】
正确解答本题需要掌握：理想变压器的输入功率由输出功率决定，输出电压有输入电压决定；明确远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关，明确整个过程中的功率、电压关系．
【详解】
A．由于发动机的输出功率不变即升压变压器的原电压不变，当用户用电设备消耗功率变化时，输入功率变化，因此升压变压器的原线圈中的电流将发生变化，A错误；
B．输电线上的电流与用户以及电线上消耗的功率以及变压器的匝数比有关，B错误；
C．当用户电阻减小时，导致电流增大，因此输电线上的损失功率增大，C错误；
D．由于远距离输电式时输电线上有电压损失，因此升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，D错误。
故选C。
13．D B A D
【详解】
（1）[1]变压器铁芯的材料要选择磁性材料，为防止出现涡流，用绝缘的硅钢片叠成，故选D；
（2）[2]为了人身安全，实验中交流电源的电压不要超过12V，故选B；
（3）[3]本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是控制变量法 ，故选A；
（4）[4]实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。
AB.原、副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，选项AB不符合题意；
C.变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比有差别，选项C不符合题意；
D.原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，选项D符合题意。
故选D。
14．C B
【详解】
①[1]A．将原线圈接在电压相同的低压直流电源时，小灯泡的亮度会发生变化，A错误；
B．电流不会从原线圈经铁芯流到副线圈，B错误；
C．将可拆变压器的横条铁芯取下后，导致电磁感应现象减弱，感应电流减小，故小灯泡的亮度降低，C正确。
故选C。
②[2]听到变压器发出明显的“嗡嗡”低鸣声，是因为变压器上的两个固定螺丝没有拧紧才会出现的现象，AC错误，B正确。
故选B。
15．(1)e＝50sin(10πt) V (2)e=43.3V
【详解】
【分析】线圈处于中性面开始计时，开始的感应电动势为零，电动势与时间成正弦变化，从而列出瞬时值表达式；根据感应电动势最大值的公式直接求出感应电动势的最大值，代入式子即可求得瞬时值表达式，将时间代入式子进行求解；
解：(1)
因为从中性面开始转动，并且求的是瞬时值，故
(2)当时，电动势瞬时值
16．（1） ， （2）盏
【解析】
试题分析：根据输入功率求出输入电流，根据损失功率求出输出电流，从而求出变压器T1的匝数比；根据变压比求出升压变压器的输出电压，在求出输电线上的电压损失，进而降压变压器的输入电压，即可得到降压变压器的匝数比；由于降压变压器的负载能正常工作，求出用户得到的功率，从而确定可供多少盏灯泡正常发光．
（1）由可得，升压变压器输入电流A
由得，升压变压器的输出电流
由理想变压器电流比：，可得：
根据得，升压变压器的输出电压：V
输电线上的电压损失：V
降压变压器的输入电压：V
用户得到的电压即为降压变压器的输出电压：V
降压变压器的匝数比：
(2)用户得到的功率：W
可供灯泡正常发光的盏数：盏
点睛：本题主要考查了远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，要注意功率公式中P=UI中的电压U应为输电电压，不是发电机的输出电压．本题突破点是由输电线上的损失功率，从而算出电线上的电流．
17．（1）e=100cos200t（V）；（2）63．63V；（3）0.025C
【详解】
（1）线圈转动角速度
ω=2πn=200rad/s
电动势最大值
Em=NBSω=100V
开始计时时，S∥B，e最大
所以电动势的瞬时值表达式为
e=100cos200t （V）
（2）电动势有效值
合上开关
所以电压表读数
U=IR=V=63.63V
（3）平均电动势
， ，
所以
考点：交流电的最大值及有效值
18．见解析
【详解】
根据变压器的线圈匝数之比等于电压之比可知，由于图（a）的原线圈匝数大于副线圈的匝数，则输入电压大于输出电压，故图（a）其降压作用。图（b）的原线圈匝数小于副线圈的匝数，则输入电压小于输出电压，故图（b）起升压作用。
答案第1页，共2页
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