第3章 交变电流与远距离输电 单元质量检测(Word版含答案)

第3章 交变电流与远距离输电 单元质量检测
一、单选题
1．（河南省平顶山市2021-2022学年高二（上）期末调研考试物理试题）一闭合的矩形线圈在匀强磁场中绕在线圈平面内且垂直于磁场方向的转轴匀速转动，所产生的感应电动势的最大值为，从中性面开始旋转的过程中平均感应电动势为，从中性面开始旋转时的瞬时感应电动势为，则、和的大小关系是（ ）
A． B．
C． D．
2．（2022·安徽省六安中学高二期末）一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势e=（V），则（　　）
A．该交变电流的频率是100 Hz
B．当t=0.02s时，线圈平面恰好位于中性面
C．当t=0.01s时，e有最大值
D．该交变电流电动势的有效值为220 V
3．（河南省新乡市2021-2022学年高二（上）期末物理试题）正弦电流和方波电流随时间变化的关系图像如图所示，四图中电流的最大值均为，下列说法正确的是（　　）
A．图甲为交流电，频率为，电流有效值为
B．图乙为直流电，频率为，电流有效值为
C．图丙为直流电，频率为，电流有效值为
D．图丁为交流电，频率为，电流有效值为
4．（河南省濮阳市2021-2022学年高二（上）期末学业质量监测物理试题）如图所示，为理想变压器，原线圈直接接在电压的正弦交流电源上，负线圈直接接上滑动变阻器作为负载。图中的电表均可视为理想电表。当滑动变阻器的滑片向上滑动时，示数发生变化的电表是（　　）
A．、 B．、
C．、、 D．、、、
5．（2022届广东省深圳市高三（下）第一次调研考试（一模）物理试题）如图所示为火灾报警系统的部分电路，理想电流表的示数超过1A时就自动报警。R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，原线圈输入电压为，则报警时R的临界值为（　　）
A．55Ω B．82.5Ω C．110Ω D．220Ω
6．（2022·广东·模拟预测）如图所示，理想变压器原线圈接电压有效值不变的正弦交流电，副线圈接灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时S断开。现接通S，以下说法正确的是（　　）
A．M、N两端输出电压U减小
B．等效电阻R的电压增大
C．灯泡L1的电流增大
D．电流表的示数减小
7．（2022·河南洛阳·高二期末）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的交变电动势的图象，当调整线圈转速后，所产生的交变电动势的图象如图线b所示，转动轴垂直于磁场方向。则下列说法中错误的是（　　）
A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为最大
B．线圈先后两次转动的角速度之比为
C．图线b所对应的电动势的有效值为V
D．图线a所对应的电动势的瞬时值表达式为（V）
8．（2022·辽宁·沈阳市第一二〇中学高三开学考试）如图甲所示的电路，理想变压器的原、副线圈匝数之比，定值电阻和的阻值分别为和，电表均为理想交流电表，电源输的交流电如图乙所示，图中的前半周期是正弦交流电的一部分，后半周期是直流电的一部分，则（　　）
A．电流表示数为 B．电压表示数为
C．的功率为 D．的功率为
9．（2022·河南信阳·二模）如图为日常生活中常见的电子打火灶点火装置原理图。将直流电压通过转换器转换为正弦交变电压，再将其加在匝数比的理想变压器的原线圈上，副线圈两端就可获得高压引发电火花点燃燃气。下列说法正确的是（　　）
A．原线圈两端所接交流电压表的读数为
B．原线圈两端所接交流电压表的读数为
C．放电针之间电压最高可达
D．放电针之间电压最高可达
10．（2021·天津市红桥区教师发展中心高二期末）一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．t1时刻通过线圈的磁通量绝对值最大
B．t2时刻线圈所在平面与磁场垂直
C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D．每当e改变方向时，通过线圈的磁通量都为零
11．（2022·江西·九江一中高二开学考试）将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的总电阻和灯泡电阻相同，则灯泡的电阻为（　　）
A． B． C． D．
12．（2022·广东梅州·一模）某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，组成了一个新变压器，如图甲所示，线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，电源输出的电压如图乙所示，线圈b接小灯泡。若他组成的新变压器可视为理想变压器，则（　　）
A．电源输出电压的频率为
B．减少副线圈b的匝数，小灯泡变暗
C．小灯泡两端并联一个电阻，电源的输出功率减小
D．将线圈a改接在学生电源的直流输出端，小灯泡也能发光
二、填空题
13．（2022·福建·莆田一中高二期末）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，
（1）线框中感应电流的有效值I=___________。
（2）线框从中性面开始转过过程，通过导线横截面的电荷量q=___________。
14．（2021·山西·保德县中学校高二期中）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。
15．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期末）图甲为交流发电机示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，电阻R=4Ω，线圈电阻r=1Ω。从图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图象如图乙所示。则电动势瞬时值的表达式为______V；若只将线圈转动的角速度变为原来2倍时，电动势的最大值为______V，有效值为________V。
三、解答题
16．（2022·江苏·模拟预测）一个直流电动机的内电阻r=2Ω，与R=8Ω的电阻串联接在线圈上，如图所示。已知线圈面积为m2，共100匝，线圈的电阻为2Ω，线圈在B=T的匀强磁场中绕OO’以角速度ω=20πrad/s匀速转动，在合上开关S后电动机正常工作时，电压表的示数为100V，求：
（1）线圈转动时产生的电动势的最大值；
（2）通过电动机的电流的有效值；
（3）电动机正常工作时的输出功率。
17．（2022·山东·及第中学模拟预测）如图所示，在xOy平面内，阻值为R的金属丝弯折成形，两端点通过圆滑卡扣与x轴上的光滑金属杆紧密接触，长直杆的电阻不计。在x轴正半轴上，0≤x≤的区间内存在方向垂直于xOy平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。在外力控制下使金属丝以大小为v的速度匀速通过该区域，t=0时刻，端刚好从O点进入磁场区域，求：
（1）金属丝进入磁场的过程中，感应电动势的瞬时值表达式；
（2）在金属丝全部穿过磁场的过程中，外力所做的功。
18．（2021·山东·济南市天桥区黄河双语实验学校高二阶段练习）如图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匀速转动，转动的角速度，线圈的匝数匝、电阻，线圈所围面积。线圈的两端经滑环和电刷与阻值的电阻相连，匀强磁场的磁感应强度。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，则：
（1）从图示位置开始计时，写出通过的电流的瞬时表达式；
（2）在线圈转动1分钟的过程中，电阻产生的焦耳热是多少？ （结果保留两位有效数字）
19．（2020·四川·遂宁中学高二阶段练习）2020年属于不平凡的一年，原本属于全国人民的新春佳节却被一场突如其来的疫情打破了，如今新冠病毒在全国白衣天使和所有工作人员的共同努力下得到了有效的遏制，根据中共中央应对新冠肺炎疫情工作领导小组印发《意见》在有效防控疫情的同时积极有序推进复工复产。为了防止复工复产期间停电事故的发生，某工厂购买了一台应急备用发电机及升压变压器及降压变压器各一台。如图，发电机内阻为1，升压变压器匝数比为1：10，降压变压器匝数比9：1，输电线总电阻R=5。工厂共36个车间，每个车间有“220V，22W”灯10盏，若保证全部电灯正常发光，则：
（1）发电机输出功率多大？
（2）发电机电动势多大？
（3）输电的效率是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．D
4．B
5．A
6．B
7．C
8．D
9．C
10．A
11．D
12．B
13．
14． 180 0.5
15． 25
16．（1）；（2）10A；（3）800W
17．
18．（1）；（2）
19．（1）8000W；（2）240V；（3）99%
答案第1页，共2页
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