第三章 交变电流 章末质检（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 交变电流 章末质检（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 536.4KB | ||
| 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 18:37:53 | ||
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文档简介
交变电流 章末质检 2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．一个单匝矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（ ）
A．线框交变电动势的最大值为nπBS
B．线框交变电动势的有效值为nπBS
C．从开始转动经过周期，线框中的平均感应电动势为2nBS
D．感应电动势瞬时值为e=nπBSsin2nπt
2．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=22∶5，电阻R1=R2=25 Ω，D为理想二极管，原线圈接u=220sin（100πt）V的交流电，则（ ）
A．交流电的频率为100 Hz
B．通过R2的电流为1 A
C．通过R2的电流为A
D．变压器的输入功率为200 W
3．2020年3月28日消息，随着复产复工有序推进，全国发电量、用电量出现明显回升。如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，单匝线圈逆时针匀速转动，产生的交变电流随时间按正弦规律变化，其图像如图乙所示，以下说法正确的是（ ）
A．线圈转动两周，电流的方向改变2次
B．从线圈经过图示位置开始计时，则电动势e随时间变化的规律为
C．在到时间内，穿过线圈的磁通量逐渐增大
D．若只将线圈的转速变为原来的2倍，则周期变为
4．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝T，边长为L＝10cm的正方形线圈abcd共匝，线圈电阻r＝1Ω。线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，转动的角速度，外电路电阻R＝4Ω。则下列说法不正确的是（ ）
A．由图示位置转过角时的感应电动势的大小为1V
B．交流电压表的示数为0.8V
C．线圈转动一周电流产生的总热量0.4J
D．图示位置ab边所受的安培力大小为N
5．一台发电机的结构示意图如图所示，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状。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形成方向沿半径的辐向磁场。若从图所示位置开始计时，此时电动势为正值，图中能正确反映线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2=4:1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表的示数是12mA，则副线圈中电流表的示数是( )
A．3mA B．48mA
C．零 D．与R阻值有关
7．有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则（ ）
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
8．远距离输电示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。降压变压器的输出电压为220V，则下列说法中正确的（ ）
A．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大
B．
C．乙图中电压的瞬时值表达式为
D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率
二、多选题
9．如图所示，矩形线圈的匝数N＝100匝、面积S＝0.02m2，以OO′为轴在磁感应强度为B＝0.5T的匀强磁场中以ω＝100 rad/s的角速度匀速转动，电路中灯泡的电阻R＝5Ω，氖泡在两端电压达到60V时开始发光，不计矩形线圈的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为100V
B．灯泡的电功率为1000W
C．线圈中的最大磁通量为1Wb
D．S闭合时，在线圈转动一周的时间内氖泡会发光两次
10．如图所示，一个理想变压器原线圈的匝数为50匝，副线圈的匝数为100匝，原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上，导轨间距为L＝0.4 m。导轨上垂直于导轨有一长度略大于导轨间距的导体棒，导轨与导体棒的电阻忽略不计，副线圈回路中电阻R＝20Ω，图中交流电压表为理想电压表。导轨所在空间有垂直于导轨平面向里、磁感应强度B＝1T的匀强磁场，导体棒在水平外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为v＝5sin10πt（m/s），则下列说法正确的是（ ）
A．水平外力为恒力
B．电压表的示数为2 V
C．R的功率为0.2 W
D．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04 Wb/s
11．如图，发电机的矩形线圈长为、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和，两个副线圈分别接有电阻和，当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻的电流为 B．电阻两端的电压为
C．与的比值为 D．发电机的功率为
12．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：10，接线柱a、b接在电压为的正弦交流电源上，R1为定值电阻，其阻值为100Ω，R2为用半导体热敏材料制成的传感器。下列说法中正确的是（ ）
A． 时，a、b两点间电压的瞬时值为5V
B．时，电压表的读数为100V
C．在1min内电阻R1上产生的热量为6000J
D．当R2的温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大
三、实验题
13．有一个教学用的可拆变压器，如图所示，它有两个外观基本相同的线圈A和B，线圈外部还可以绕线．
（1）某同学用多用电表的欧姆挡测量了A、B线圈的电阻值，发现B线圈电阻约为A线圈电阻的3倍，则可推断___线圈的匝数多（选填“A”或“B”）；
（2）如果把它看作理想变压器，现要测量A、B线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和一只低压交流电源（输出电压的有效值不变）．
现采用如下方法进行测量：
①将绝缘导线一端与A线圈上方接线柱相连，顺着原来的绕制方向在变压器的铁心上再绕制n匝线圈；
②将绝缘导线的另一端和A线圈下方接线柱分别与低压交流电源两端相连接；
③用多用电表的交流电压挡先后测量低压交流电源两端的电压U0和B线圈的输出电压U；
请在上述基础上，补充一个实验步骤，完成A、B线圈匝数的测量（需要测量的物理量请用字母表示，并说明其含义），再写出测量A、B线圈的匝数和的表达式．
④___________________；
nA= _________，nB= __________．
14．实验“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”
①实验室中有下列器材：
A．可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
B．条形磁铁
C．直流电源
D．多用电表
E.开关、导线若干
上述器材在本实验中不用的是________(填器材序号)，本实验中还需用到的器材有________________．
②该学生继续做实验，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________(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，观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”中采用的实验方法是________________．
四、解答题
15．有条河流，流量Q=2m3/s，落差h=5m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240V，输电线总电阻R=30Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？（g取10N/kg）
16．图为某人设计的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示。
热风时输入功率 460W
冷风时输入功率 60W
小风扇额定电压 60V
正常工作时小风扇输出功率 52W
(1)吹冷风时触片P位于怎样的位置？请在图中标注。
(2)由表格中数据计算出小风扇的内阻是多少？
(3)变压器原、副线圈的匝数比是多少？
17．面积均为S的两个电阻相同的线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中。甲图中是磁感应强度为的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕轴匀速转动；乙图中磁场变化规律为，从图示位置开始计时。请比较两个线圈：
(1)磁通量的变化规律；
(2)感应电动势的变化规律。
18．如图所示，理想变压器原线圈中输入电压，副线圈两端电压为，输出端连有完全相同的两个灯泡和，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数求：
(1)原线圈等于多少匝？
(2)当开关S断开时，电流表的示数则电流表的示数为多少？
(3)当开关S闭合时，电流表的示数等于多少？
试卷第1页，共3页
试卷第10页，共1页
参考答案
1．B
2．C
3．D
4．B
5．D
6．C
7．C
8．C
9．BD
10．BD
11．BC
12．BCD
13．B 用多用电表的交流电压挡测量A线圈两端的电压U1，然后拆除电路并整理器材
14．B C 低压交流电源 增大 减小 控制变量法
15．6：125，235：11，470
16．(1) 触片P与触点b、c接触；(2)8Ω；(3)11:3
17．(1)相同；(2)相同
18．(1)1100匝；(2)1A；(3)2A
一、单选题
1．一个单匝矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（ ）
A．线框交变电动势的最大值为nπBS
B．线框交变电动势的有效值为nπBS
C．从开始转动经过周期，线框中的平均感应电动势为2nBS
D．感应电动势瞬时值为e=nπBSsin2nπt
2．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=22∶5，电阻R1=R2=25 Ω，D为理想二极管，原线圈接u=220sin（100πt）V的交流电，则（ ）
A．交流电的频率为100 Hz
B．通过R2的电流为1 A
C．通过R2的电流为A
D．变压器的输入功率为200 W
3．2020年3月28日消息，随着复产复工有序推进，全国发电量、用电量出现明显回升。如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，单匝线圈逆时针匀速转动，产生的交变电流随时间按正弦规律变化，其图像如图乙所示，以下说法正确的是（ ）
A．线圈转动两周，电流的方向改变2次
B．从线圈经过图示位置开始计时，则电动势e随时间变化的规律为
C．在到时间内，穿过线圈的磁通量逐渐增大
D．若只将线圈的转速变为原来的2倍，则周期变为
4．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝T，边长为L＝10cm的正方形线圈abcd共匝，线圈电阻r＝1Ω。线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，转动的角速度，外电路电阻R＝4Ω。则下列说法不正确的是（ ）
A．由图示位置转过角时的感应电动势的大小为1V
B．交流电压表的示数为0.8V
C．线圈转动一周电流产生的总热量0.4J
D．图示位置ab边所受的安培力大小为N
5．一台发电机的结构示意图如图所示，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状。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形成方向沿半径的辐向磁场。若从图所示位置开始计时，此时电动势为正值，图中能正确反映线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2=4:1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表的示数是12mA，则副线圈中电流表的示数是( )
A．3mA B．48mA
C．零 D．与R阻值有关
7．有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则（ ）
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
8．远距离输电示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。降压变压器的输出电压为220V，则下列说法中正确的（ ）
A．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大
B．
C．乙图中电压的瞬时值表达式为
D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率
二、多选题
9．如图所示，矩形线圈的匝数N＝100匝、面积S＝0.02m2，以OO′为轴在磁感应强度为B＝0.5T的匀强磁场中以ω＝100 rad/s的角速度匀速转动，电路中灯泡的电阻R＝5Ω，氖泡在两端电压达到60V时开始发光，不计矩形线圈的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为100V
B．灯泡的电功率为1000W
C．线圈中的最大磁通量为1Wb
D．S闭合时，在线圈转动一周的时间内氖泡会发光两次
10．如图所示，一个理想变压器原线圈的匝数为50匝，副线圈的匝数为100匝，原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上，导轨间距为L＝0.4 m。导轨上垂直于导轨有一长度略大于导轨间距的导体棒，导轨与导体棒的电阻忽略不计，副线圈回路中电阻R＝20Ω，图中交流电压表为理想电压表。导轨所在空间有垂直于导轨平面向里、磁感应强度B＝1T的匀强磁场，导体棒在水平外力的作用下运动，其速度随时间变化的关系式为v＝5sin10πt（m/s），则下列说法正确的是（ ）
A．水平外力为恒力
B．电压表的示数为2 V
C．R的功率为0.2 W
D．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04 Wb/s
11．如图，发电机的矩形线圈长为、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为、和，两个副线圈分别接有电阻和，当发电机线圈以角速度匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻的电流为 B．电阻两端的电压为
C．与的比值为 D．发电机的功率为
12．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：10，接线柱a、b接在电压为的正弦交流电源上，R1为定值电阻，其阻值为100Ω，R2为用半导体热敏材料制成的传感器。下列说法中正确的是（ ）
A． 时，a、b两点间电压的瞬时值为5V
B．时，电压表的读数为100V
C．在1min内电阻R1上产生的热量为6000J
D．当R2的温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大
三、实验题
13．有一个教学用的可拆变压器，如图所示，它有两个外观基本相同的线圈A和B，线圈外部还可以绕线．
（1）某同学用多用电表的欧姆挡测量了A、B线圈的电阻值，发现B线圈电阻约为A线圈电阻的3倍，则可推断___线圈的匝数多（选填“A”或“B”）；
（2）如果把它看作理想变压器，现要测量A、B线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和一只低压交流电源（输出电压的有效值不变）．
现采用如下方法进行测量：
①将绝缘导线一端与A线圈上方接线柱相连，顺着原来的绕制方向在变压器的铁心上再绕制n匝线圈；
②将绝缘导线的另一端和A线圈下方接线柱分别与低压交流电源两端相连接；
③用多用电表的交流电压挡先后测量低压交流电源两端的电压U0和B线圈的输出电压U；
请在上述基础上，补充一个实验步骤，完成A、B线圈匝数的测量（需要测量的物理量请用字母表示，并说明其含义），再写出测量A、B线圈的匝数和的表达式．
④___________________；
nA= _________，nB= __________．
14．实验“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”
①实验室中有下列器材：
A．可拆变压器(铁芯、两个已知匝数的线圈)
B．条形磁铁
C．直流电源
D．多用电表
E.开关、导线若干
上述器材在本实验中不用的是________(填器材序号)，本实验中还需用到的器材有________________．
②该学生继续做实验，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________(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，观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”中采用的实验方法是________________．
四、解答题
15．有条河流，流量Q=2m3/s，落差h=5m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240V，输电线总电阻R=30Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？（g取10N/kg）
16．图为某人设计的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示。
热风时输入功率 460W
冷风时输入功率 60W
小风扇额定电压 60V
正常工作时小风扇输出功率 52W
(1)吹冷风时触片P位于怎样的位置？请在图中标注。
(2)由表格中数据计算出小风扇的内阻是多少？
(3)变压器原、副线圈的匝数比是多少？
17．面积均为S的两个电阻相同的线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中。甲图中是磁感应强度为的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕轴匀速转动；乙图中磁场变化规律为，从图示位置开始计时。请比较两个线圈：
(1)磁通量的变化规律；
(2)感应电动势的变化规律。
18．如图所示，理想变压器原线圈中输入电压，副线圈两端电压为，输出端连有完全相同的两个灯泡和，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数求：
(1)原线圈等于多少匝？
(2)当开关S断开时，电流表的示数则电流表的示数为多少？
(3)当开关S闭合时，电流表的示数等于多少？
试卷第1页，共3页
试卷第10页，共1页
参考答案
1．B
2．C
3．D
4．B
5．D
6．C
7．C
8．C
9．BD
10．BD
11．BC
12．BCD
13．B 用多用电表的交流电压挡测量A线圈两端的电压U1，然后拆除电路并整理器材
14．B C 低压交流电源 增大 减小 控制变量法
15．6：125，235：11，470
16．(1) 触片P与触点b、c接触；(2)8Ω；(3)11:3
17．(1)相同；(2)相同
18．(1)1100匝；(2)1A；(3)2A