第三章 交变电流 单元测试（word版含答案）

第三章 交变电流
一、选择题(本题共14小题，1～10小题为单选题，每题4分，11～14小题为多选题，全部选对得4分，选对但选不全得2分，有选错或不答得零分)
1．下列图像中不属于交变电流的有（　　）
A． B． C． D．
2．如图甲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 = 10，电阻r = 1Ω，线圈的两端经电刷与电阻R连接，R = 9Ω，与电阻R并联的交流电压表为理想电表。在t = 0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示的正弦规律变化，π ≈ 3.14，下列说法正确的是（ ）
A．t = 3.14 × 10﹣2s时，电阻R两端的电压瞬时值为零
B．电压表的示数为9V
C．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，通过线圈的电荷量为0.01C
D．电阻R的热功率为9W
3．如图，理想变压器副线圈匝数为2000匝，原线圈匝数为1000匝。副线圈接有一个阻值为的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想交流电压表，示数为。则交流电流表的示数为（　　）
A． B． C． D．
4．电流互感器是一种测量电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接电流表。则电流互感器（　　）
A．是一种降压变压器 B．是根据电磁感应原理制成的
C．副线圈电流的频率大于原线圈电流的频率 D．副线圈的电流大于原线圈的电流
5．理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈的回路中分别接入电阻、R，原线圈输入端a、b接在电压为的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则下列说法正确的是（　　）
A． B．
C． D．
6．无线充电技术已应用于智能手机。手机无线充电器的基本原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有发射线圈和接收线圈，其简化模型如图所示（视为理想变压器）。已知发射、接收线圈匝数比为，端输入电流为，则（　　）
A．接收线圈的输出电流的有效值为
B．接收线圈的输出功率是发射线圈的输入功率的
C．接收线圈中输出电流方向每秒变化100次
D．发射线圈和接收线圈的频率不相同
7．如图所示，理想变压器的a、b端所接的交变电压，、是规格为“4V、3W”的灯泡，现调节电阻箱R为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光，电压表、均为理想交流电压表。电阻箱R调节过程中所有元件均可安全工作，忽略灯泡电阻的变化，则（　　）
A．t=0.005s时，V1的示数为V
B．变压器原、副线圈匝数比为4∶1
C．增大电阻箱R连入电路的阻值，电压表V1的示数增大
D．增大电阻箱R连入电路的阻值，电压表V2的示数不变
8．如图所示，矩形线圈abcd与理想电压表V、理想电流表A和定值电阻R组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的cd边匀速转动，若已知线圈转动的角速度ω=100rad/s，匝数N=100，边长ab=0.4m、ad=0.2m，线圈总电阻r=2Ω，定值电阻R=8Ω。若磁场只分布在cd边的左侧，磁感应强度大小×10-2T。下列说法正确的是（　　）
A．该线圈产生的感应电动势有效值为V
B．电压表的示数为6.4V
C．1s内，线圈中的电流方向变化100次
D．从图示位置（线圈在纸面内）转过90°的过程中，通过R的电荷量是1.2×10-2C
9．如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（　　）
A．原、副线圈匝数比为9∶1 B．原、副线圈匝数比为1∶9
C．原、副线圈匝数比为1∶3 D．原、副线圈匝数比为3∶1
10．如图所示，理想变压器的输入端接交流电源，、和阻值相等。若当开关S断开时，通过的电流为，当开关S闭合时，通过的电流为，且，则变压器原、副线圈的匝数之比为（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示为一电流通过一电子元件后的波形图（曲线部分为正弦交流电的一部分），则下列说法正确的是（　　）
A．这是一种交变电流
B．电流的变化周期为0.015s
C．电流通过100Ω电阻时，电功率为100W
D．电流通过100Ω的电阻时，一个周期内流经电阻的电荷量大于0.015C
12．如图所示是一台发电机的模型图，面积为0.01m2的正方形线圈从中性面开始以角速度ω=10πrad/s绕OO′轴匀速转动，线圈共100匝，总电阻为2Ω。线圈所在匀强磁场的磁感应强度大小B=T，外电路中理想二极管与电阻R串联，，电流表为理想电表。则下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数为
B．在一个周期内，电阻R上产生的热量为0.4J
C．单匝线圈的AB边受到的安培力最大值为N
D．在一个周期内，外力对发电机做的功为0.5J
13．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1：n2=2：1，输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终为滑动变阻器R总阻值的一半。滑动变阻器的滑片P初始时刚好位于R的正中央。若滑动滑片P的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的为（　　）
A．初始时，灯泡L2两端的电压UL2等于原线圈的电压U1
B．初始时，灯泡L2两端的电压UL2等于原线圈的电压U1的四分之一
C．将滑片P从中央缓慢向上滑到b端，灯泡L1先变暗再变亮
D．将滑片P从中央缓慢向上滑到b端，灯泡L2一直变亮
14．如图所示，理想变压器原线圈中正弦式交变电源的输出电压和电流分别为和，两个副线圈的输出电压和电流分别为和、和。接在原、副线圈中的五个完全相同的灯泡均正常发光。则下列判断正确的是（　　）
A．
B．三个线圈的匝数之比为
C．
D．电源电压与原线圈两端电压之比为
二、填空题（共12分，每空2分）
15．理想变压器，它的初级线圈（原线圈）接在交流电源上，次级线圈（副线圈）接一个标有“10V、90W”的灯泡，已知变压器初、次级线圈的匝数比，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为___________V，电流表的读数为___________A。
16．某同学的电动自行车的充电器是一输入电压为220V，输出电压为48V的变压器，由于副线圈烧坏了，为了修复该变压器需获知此变压器原副线圈匝数，该同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈，如图所示，然后将原来线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为2V。按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原线圈匝数为_______匝，副线圈匝数为_______匝。
17．变压器线圈中的电流较大，所用的导线应当较粗。升压变压器的原线圈的漆包线比副线圈的漆包线________（填“粗”或“细”）。远距离输电时，采用升压变压器使输送电压升高为原来的n倍，当输送电功率一定时，输电线路上因发热损耗的电功率将减少为原来的_________。
三、解答题（共32分，18题10分，19题10分，20题12分）
18．如图所示，正方形线圈绕对称轴在匀强磁场中匀速转动，角速度为，已知，匝数，磁感应强度，图示位置线圈平面与磁感线平行。闭合回路中线圈的电阻，外电阻。求：
（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；
（2）交流电压表的示数；
（3）从图示位置转过过程中的通过线圈截面的电荷量。
19．如图甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比n1：n2=10：1，接线柱a、b接上一个正弦交流电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接有额定电压均为12V的灯泡和风扇电动机，灯泡额定功率为3W，电动机线圈电阻r=3Ω，电阻R=8Ω，接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，求：
（1）副线圈电流的频率；
（2）副线圈两端的电压；
（3）电动机输出的机械功率。
20．为做好疫情防控供电准备，供电部门为医院设计的供电系统输电电路简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.25m2，匝数n＝100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以一定的角速度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈匝数之比为1：20，降压变压器的副线圈接入到医院供电，两变压器间的输电线等效电阻，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率时，电压表的示数为250V，额定电压为220V的医疗设备正常工作。求：
（1）线圈转动角速度大小；
（2）降压变压器原、副线圈匝数之比。
参考答案
1．D 2．C 3．A 4．B 5．C 6．A 7．C 8．A 9．A 10．B 11．BD 12．BD 13．BCD 14．ABD
15．180 0.5
16．550 120
17．粗
18．（1）400V；（2）；（3）0.25C
19．（1）50Hz；（2）22V；（3）9W
20．（1）；（2）第8页，共1页
第7页，共7页