2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册 第三章 交变电流 单元综合测试(Word版含答案)

第三章 交变电流 单元综合测试
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，理想变压器的原线圈接有u=311sin100πt（V）的交变电压，副线圈上接有电阻R和两个相同的灯泡L1、L2。开始时，电键S断开，下列说法正确的是（　　）
A．电流方向每秒钟改变50次 B．闭合S后，灯泡L1变亮
C．闭合S后，原线圈的输入功率增大 D．闭合S后，副线圈两端的电压减小
2．（2021·天津北辰·一模）如图a，理想变压器的原线圈接入图b所示的正弦交变电压，副线圈接10个并联的彩色小灯泡，每个灯泡的额定电压均为、额定电流均为。若灯泡正好正常发光，则（　　）
A．图b中电压的有效值为 B．图b中交流电的频率为
C．图a中原线圈上的电流为 D．图a中原、副线圈的匝数比为55∶1
3．（2022·全国·高三专题练习）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．电动势的有效值为
C．流过电阻的电荷量
D．电阻产生的焦耳热
4．（2021·上海·复旦附中高二期中）如图左所示，边长为l和L的矩形线框、互相垂直，彼此绝缘，可绕中心轴转动，将两线框的始端并在一起接到滑环C，末端并在一起接到滑环D，C、D彼此绝缘。通过电刷跟C、D连接。线框处于磁铁和圆柱形铁芯之间的磁场中，磁场边缘中心的张角为，如图右所示（图中的圆表示圆柱形铁芯，它使磁铁和铁芯之间的磁场沿半径方向，如图箭头所示）。不论线框转到磁场中的什么位置，磁场的方向总是沿着线框平面。磁场中长为l的线框边所在处的磁感应强度大小恒为B，设线框和的电阻都是r，两个线框以角速度逆时针匀速转动，电阻。在线框旋转一周的过程中（　　）
A．电阻R两端电压的最大值为
B．流过电阻R的电流最大值为
C．整个回路产生的焦耳热为
D．为维持线框匀速转动，外力至少对系统做功
5．（2021·天津实验中学一模）在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速运动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电加在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（　　）
A．在时，穿过该矩形线圈的磁通量为零
B．原线圈两端电压的瞬时值表达式为
C．处温度升高时，电压表、示数的比值不变
D．处温度升高时，电压表的示数不变，电流表A示数变大
6．（2021·湖南·模拟预测）如图所示，a、b、c三种交流电，分别通过同一电阻，在0.8s内，电阻产生的热量分别为、和，则（　　）
A． B． C． D．
7．（2021·天津市宁河区芦台第一中学一模）如图所示，10匝矩形线框处在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴以恒定角速度在匀强磁场中转动，线框电阻不计，面积为，线框通过滑环与一理想自耦变压器的原线圈相连，副线圈接有一只灯泡L（规格为“”）和滑动变阻器，电流表视为理想电表，则下列正确的是（　　）
A．若从图示线框位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为
B．当灯泡正常发光时，原、副线圈的匝数比为
C．若将滑动变阻器滑片向上移动，则电流表示数增大
D．若将自耦变压器触头向下滑动，灯泡会变亮
8．（2021·山东·高三学业考试）某理想变压器原线圈a的匝数匝，副线圈b的匝数匝，原线圈接在的交流电源上，副线圈中“12V，6W”的灯泡L恰好正常发光，电阻。则下列结论正确的是（　　）
A．电阻的阻值为
B．灯泡L中电流方向每秒钟改变100次
C．流过电阻的电流为1A
D．穿过铁芯的磁通量的变化率最大值为
9．（2021·青海·西宁市湟中区多巴高级中学高二阶段练习）如图是用电区通过理想变压器降压给用户供电的示意图，假设用户负载均为纯电阻，分别为和，降压变压器的原副线圈的匝数分别为、、，将如图所示虚线框内部分等效为电阻，则下列关系式正的是（　　）
A． B．
C． D．
10．（2021·河南·高二阶段练习）某理想变压器的电路连接如图所示，已知原副线圈的匝数比为5:2，原线圈两端接入一电压的交流电源，两个电表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数为44V
B．通过变阻器R的交流电方向1s内改变50次
C．当变阻器R的滑片向下移动时，变压器的输入功率增大
D．当变阻器R接入电路的阻值为时，电流表的示数为2.0A
11．（2021·广东·普宁市普师高级中学模拟预测）图（a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，A、V为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（　　）
A．原、副线圈匝数比为1：2
B．电流表的示数为2A
C．电压表的示数为电压的瞬时值
D．原线圈中交变电压的频率为100Hz
二、填空题
12．（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。
13．（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。
14．（2021·福建省龙岩第一中学高二阶段练习）一个边长为6cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36Ω。磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为_______
三、解答题
15．（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。
16．（2022·江苏如皋·高三期末）某种风力发电机的原理如图所示，发电机的矩形线圈abcd固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，图示位置线圈与磁场垂直。已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为B，线圈的匝数为n，ab边长为L1，bc边长为L2，线圈总电阻为r，外接电阻为R，磁体转动的角速度为ω.当磁体从图示位置转过30°角度时，求：
（1）线圈中的感应电动势大小e；
（2）bc边受到的安培力大小F。
17．（2021·全国·高二课时练习）如图所示，面积为、总电阻为、共100匝的矩形线圈abcd处于磁感应强度的匀强磁场中，其外接阻值的电阻，线圈以的转速绕匀速旋转。
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式。
（2）画出线圈中感应电动势随时间变化的图像。
（3）求出线圈转过时，线圈中感应电动势的瞬时值。
参考答案：
1．C
2．D
3．D
4．B
5．B
6．A
7．B
8．A
9．D
10．C
11．B
12． 180 0.5
13． 25
14．
15．（1）；（2）10A；（3）800W
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）