第三章 交变电流 达标检测（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 交变电流 达标检测（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 884.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-03 18:34:33 | ||
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文档简介
交变电流 达标检测 2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．图甲是小型交流发电机的示意图，两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电表均为理想交流电表，内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（ ）
A．电压表的示数为
B．在0.01s末时刻发电机线圈平面与磁场方向垂直
C．若滑动触头P的位置向上移动、R不变时，电流表读数将减小
D．若滑头P的位置不变、R不变时，而把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍
2．一般发电机组输出的电压在十千伏上下，不符合远距离输电的要求。要在发电站内用升压变压器，升压到几百千伏后再向远距离输电，到达几百公里甚至几千公里之外的用电区之后，再经“一次高压变电站”、“二次变电站”降压。已知经低压变电站降压变压器（可视为理想变压器）后供给某小区居民的交流电u=220sin100πt（V），该变压器原、副线圈匝数比为50∶1，则（ ）
A．原线圈上的电压为11000V
B．原线圈中电流的频率是100Hz
C．原线圈使用的导线应该比副线圈的要粗
D．采用高压输电有利于减少输电线路中的损耗
3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1： n2=2：1，分别接有额定电压为U的相同的两只灯泡A、B且灯泡电阻不随电流变化。若B灯恰能正常发光，则电源输出电压为（ ）
A．3U B．1.5U C．2U D．2.5U
4．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的变压比为m，降压变压器的变压比为n，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为一理想变压器，发电机输出的电压恒为U，若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数减小了ΔU，则下列判断正确的是（ ）
A．电流表A2的示数增大了
B．电流表A1的示数增大了
C．电压表V1的示数减小了ΔU
D．输电线损失的功率增加了
5．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=55Ω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．原线圈的输入功率为 B．电流表的读数为1A
C．电压表的读数为 D．副线圈输出交流电的周期为50s
6．如图所示是远距离输电的基本过程示意图，关于变压器和远距离输电，下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器副线圈两端的电压与输电线上的电流大小有关
B．若用户用电器数量增多，输电线发热量增大
C．由于工厂用电量大，可以直接输入高压，不需要降压
D．输电线上的电流与用户消耗功率无关
7．电动车的电源电压基本是稳定的48V、60V、72V，电动车是怎么实现变功率运行的呢？一位电子爱好者查询资料后发现了其中的奥秘：转动电动车转把时，电源并不是一直给电机供电的，而是由一种控制芯片采用不同的间断方式给电机供电，这样电动车就实现了以不同的功率运行。如图所示是控制芯片给电机的两种不同供电方式，曲线部分视为正弦波的太周期，假设供电电压不变，图甲、图乙中电压的有效值之比为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，假设一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器升压后向远方输电。输电线路总电阻。到目的地经变压器降压，负载为多个正常发光的灯泡（）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器和的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（ ）
A．变压器原、副线圈电流分别为10A和20A
B．变压器原、副线圈电压分别为和220V
C．变压器和的变压比分别为1：50和40：1
D．有盏灯泡（）正常发光
二、多选题
9．钳式电流表是根据变压器原理设计的，其外形和结构如图所示，已知表中线圈的匝数为50匝。现用其测量一电缆线中的电流，若电流表上指示出线圈中的电流为，则下列说法正确的是___________。
A．图中电缆线中的电流为
B．图中电缆线中的电流为
C．用这种电流表测量电流时要先断开被测电路，再将电表联入电路中进行测量
D．这种电流表可以测量普通电流表不便直接测量的较大交变电流
10．如图所示，电阻不计的矩形导线框abcd处于匀强磁场中。线框绕中心轴OO'匀速转动时，产生的电动势。线框的输出端与理想变压器原线圈相连，副线圈连接着一只“20V、8W”的灯泡，且灯泡能正常发光，电路中熔断器熔断电流为，熔断器与输电导线的电阻忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A．t=0时刻线框中磁通量变化率为最大
B．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1
C．若副线圈两端并联多只“20V、8W”的灯泡，则最多不能超过10只
D．若线框转速减半，产生的电动势
11．发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（ ）
A．框内电流方向不变 B．电动势的最大值为Um
C．流过电阻的电荷 D．电阻产生的焦耳热
12．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，、、、、、为六只规格均为“6V，3W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的图像如图乙所示。以下说法中正确的是（ ）
A．副线圈两端交变电流的频率为50Hz B．电压表的示数为36V
C．只有灯能正常发光 D．1min内消耗的电能为
三、实验题
13．某同学用如图所示可拆变压器做实验（两幅图分别是实物图和所连的电路图）．将单刀双掷开关打到1，增大副线圈匝数，小灯泡的亮度将______填“变亮”、“变暗”或“不变”．该同学利用该装置进一步探究电容器对交变电流的影响，他将开关打到2，小灯泡发光，现增大输入端的交流电源频率，小灯泡的亮度____填“变亮”、“变暗”或“不变”．
14．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)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是______；（填字母）
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)观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数______；（填“多”或“少”）
(3)以下给出的器材中，本实验需要用到的是______；（填字母）
A． B． C． D．
(4)为了人生安全，低压交流电源的电压不要超过______；（填字母）
A．2V B．12V C．50V
(5)实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______；（填字母）
A．1.5V B．6.0V C．9.0V
(6)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）
A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法
四、解答题
15．图甲为一台小型交流发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈匝数为300匝、内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻恒为9 Ω，求：
(1)发电机1s内输出的电能；
(2)在1×10-2 s时刻，穿过线圈的磁通量。
16．小型水力发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器。求：
(1)输电线上的电流。
(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比。
17． 2020年12月11日连淮扬镇铁路正式开通运营，扬州全域迈入“高铁时代”，高铁站为了防止意外停电，准备了应急电源（交流发电机）。如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。磁感应强度B=0.5T，ab长20厘米，bc长10厘米，角速度ω=100rad/s。求：
(1)交流发电机产生的电动势最大值；
(2)电路中交流电压表的示数；
(3)电阻R上的功率。
18．如图甲为手机无线充电工作原理示意图，它由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈的匝数为N＝50匝，电阻r＝1.0 Ω，在它的c、d两端接一阻值R＝9.0 Ω的电阻。设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间变化规律如图乙所示，可在受电线圈中产生正弦式交变电流。求：
(1)交流电压表的示数为多少？
(2)无线充电1分钟，电阻R上接受电能多少？
(3)从t1到t2时间内，通过电阻R的电荷量。
试卷第1页，共3页
试卷第10页，共1页
参考答案
1．D
2．D
3．D
4．B
5．B
6．B
7．C
8．D
9．BD
10．AB
11．ABD
12．AD
13．变亮 变亮
14．D 少 BD B C A
15．(1) ； (2)
16．(1)17.5A；(2)
17．(1) 100V；(2)45V；(3)45W
18．(1) V；(2) 1080 J；(3) 2×10－3 C
一、单选题
1．图甲是小型交流发电机的示意图，两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，图中电表均为理想交流电表，内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（ ）
A．电压表的示数为
B．在0.01s末时刻发电机线圈平面与磁场方向垂直
C．若滑动触头P的位置向上移动、R不变时，电流表读数将减小
D．若滑头P的位置不变、R不变时，而把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输入功率将增大到原来的4倍
2．一般发电机组输出的电压在十千伏上下，不符合远距离输电的要求。要在发电站内用升压变压器，升压到几百千伏后再向远距离输电，到达几百公里甚至几千公里之外的用电区之后，再经“一次高压变电站”、“二次变电站”降压。已知经低压变电站降压变压器（可视为理想变压器）后供给某小区居民的交流电u=220sin100πt（V），该变压器原、副线圈匝数比为50∶1，则（ ）
A．原线圈上的电压为11000V
B．原线圈中电流的频率是100Hz
C．原线圈使用的导线应该比副线圈的要粗
D．采用高压输电有利于减少输电线路中的损耗
3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1： n2=2：1，分别接有额定电压为U的相同的两只灯泡A、B且灯泡电阻不随电流变化。若B灯恰能正常发光，则电源输出电压为（ ）
A．3U B．1.5U C．2U D．2.5U
4．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器的变压比为m，降压变压器的变压比为n，输电线的电阻为R，升压变压器和降压变压器均为一理想变压器，发电机输出的电压恒为U，若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数减小了ΔU，则下列判断正确的是（ ）
A．电流表A2的示数增大了
B．电流表A1的示数增大了
C．电压表V1的示数减小了ΔU
D．输电线损失的功率增加了
5．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=55Ω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．原线圈的输入功率为 B．电流表的读数为1A
C．电压表的读数为 D．副线圈输出交流电的周期为50s
6．如图所示是远距离输电的基本过程示意图，关于变压器和远距离输电，下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器副线圈两端的电压与输电线上的电流大小有关
B．若用户用电器数量增多，输电线发热量增大
C．由于工厂用电量大，可以直接输入高压，不需要降压
D．输电线上的电流与用户消耗功率无关
7．电动车的电源电压基本是稳定的48V、60V、72V，电动车是怎么实现变功率运行的呢？一位电子爱好者查询资料后发现了其中的奥秘：转动电动车转把时，电源并不是一直给电机供电的，而是由一种控制芯片采用不同的间断方式给电机供电，这样电动车就实现了以不同的功率运行。如图所示是控制芯片给电机的两种不同供电方式，曲线部分视为正弦波的太周期，假设供电电压不变，图甲、图乙中电压的有效值之比为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，假设一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器升压后向远方输电。输电线路总电阻。到目的地经变压器降压，负载为多个正常发光的灯泡（）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器和的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（ ）
A．变压器原、副线圈电流分别为10A和20A
B．变压器原、副线圈电压分别为和220V
C．变压器和的变压比分别为1：50和40：1
D．有盏灯泡（）正常发光
二、多选题
9．钳式电流表是根据变压器原理设计的，其外形和结构如图所示，已知表中线圈的匝数为50匝。现用其测量一电缆线中的电流，若电流表上指示出线圈中的电流为，则下列说法正确的是___________。
A．图中电缆线中的电流为
B．图中电缆线中的电流为
C．用这种电流表测量电流时要先断开被测电路，再将电表联入电路中进行测量
D．这种电流表可以测量普通电流表不便直接测量的较大交变电流
10．如图所示，电阻不计的矩形导线框abcd处于匀强磁场中。线框绕中心轴OO'匀速转动时，产生的电动势。线框的输出端与理想变压器原线圈相连，副线圈连接着一只“20V、8W”的灯泡，且灯泡能正常发光，电路中熔断器熔断电流为，熔断器与输电导线的电阻忽略不计，下列说法中正确的是（ ）
A．t=0时刻线框中磁通量变化率为最大
B．理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1
C．若副线圈两端并联多只“20V、8W”的灯泡，则最多不能超过10只
D．若线框转速减半，产生的电动势
11．发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（ ）
A．框内电流方向不变 B．电动势的最大值为Um
C．流过电阻的电荷 D．电阻产生的焦耳热
12．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，、、、、、为六只规格均为“6V，3W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的图像如图乙所示。以下说法中正确的是（ ）
A．副线圈两端交变电流的频率为50Hz B．电压表的示数为36V
C．只有灯能正常发光 D．1min内消耗的电能为
三、实验题
13．某同学用如图所示可拆变压器做实验（两幅图分别是实物图和所连的电路图）．将单刀双掷开关打到1，增大副线圈匝数，小灯泡的亮度将______填“变亮”、“变暗”或“不变”．该同学利用该装置进一步探究电容器对交变电流的影响，他将开关打到2，小灯泡发光，现增大输入端的交流电源频率，小灯泡的亮度____填“变亮”、“变暗”或“不变”．
14．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)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是______；（填字母）
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)观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数______；（填“多”或“少”）
(3)以下给出的器材中，本实验需要用到的是______；（填字母）
A． B． C． D．
(4)为了人生安全，低压交流电源的电压不要超过______；（填字母）
A．2V B．12V C．50V
(5)实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______；（填字母）
A．1.5V B．6.0V C．9.0V
(6)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）
A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法
四、解答题
15．图甲为一台小型交流发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈匝数为300匝、内阻为1 Ω，外接灯泡的电阻恒为9 Ω，求：
(1)发电机1s内输出的电能；
(2)在1×10-2 s时刻，穿过线圈的磁通量。
16．小型水力发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器。求：
(1)输电线上的电流。
(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比。
17． 2020年12月11日连淮扬镇铁路正式开通运营，扬州全域迈入“高铁时代”，高铁站为了防止意外停电，准备了应急电源（交流发电机）。如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。磁感应强度B=0.5T，ab长20厘米，bc长10厘米，角速度ω=100rad/s。求：
(1)交流发电机产生的电动势最大值；
(2)电路中交流电压表的示数；
(3)电阻R上的功率。
18．如图甲为手机无线充电工作原理示意图，它由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈的匝数为N＝50匝，电阻r＝1.0 Ω，在它的c、d两端接一阻值R＝9.0 Ω的电阻。设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间变化规律如图乙所示，可在受电线圈中产生正弦式交变电流。求：
(1)交流电压表的示数为多少？
(2)无线充电1分钟，电阻R上接受电能多少？
(3)从t1到t2时间内，通过电阻R的电荷量。
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参考答案
1．D
2．D
3．D
4．B
5．B
6．B
7．C
8．D
9．BD
10．AB
11．ABD
12．AD
13．变亮 变亮
14．D 少 BD B C A
15．(1) ； (2)
16．(1)17.5A；(2)
17．(1) 100V；(2)45V；(3)45W
18．(1) V；(2) 1080 J；(3) 2×10－3 C