第三章 交变电流 单元综合卷（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 交变电流 单元综合卷（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 677.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-04 16:18:22 | ||
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文档简介
第三章 交变电流 单元优选综合卷
一、单选题
1．（2022·吉林·汪清县汪清第六中学高二期末）一个含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻。当输入电压时，原线圈中电流为，则变压器原、副线圈匝数比为（ ）
A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4
2．（2022·全国·高二专题练习）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5∶1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中电压的有效值为220V
B．电压表的示数为44V
C．R处出现火警时电流表示数减小
D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
3．（2021·黑龙江·鹤岗一中高三阶段练习）如图甲所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈电阻为1Ω。在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R＝10 Ω的电阻构成闭合回路。通过电阻R的交变电流如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A．该发电机产生的交变电流的频率为100 Hz
B．该发电机产生交流电的最大感应电动势为200V
C．图甲时刻，线圈平面与中性面重合
D．电阻R的热功率为8kW
4．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，转动的角速度＝100πrad/s。线圈的匝数N＝100，边长ab＝0.2m、ad＝0.4m，电阻不计。磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小，电容器放电时间不计。下列说法正确的是（ ）
A．该线圈产生的交流电动势峰值为50V
B．该线圈产生的交流电动势有效值为25V
C．电容器的耐压值至少为50V
D．以上说法均错误
5．（2021·云南·一模）如图甲所示为交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场，A为理想电表。单匝线框绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，线框中的磁通量随时间t变化的关系如图乙所示。已知电阻R=10Ω，其余电阻忽略不计，下列判断正确的是（ ）
A．电流表的示数为10A
B．1s内电流的方向改变50次
C．0.01s时，线框平面与磁场方向垂直
D．1个周期内，电阻R上产生的焦耳热为10J
6．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，当A、B两点间输入有效值为UAB的交流电压时，开关S闭合后，电阻值恒定的六个相同灯泡发光亮度相同（即通过灯泡的电流相等）。已知变压器为理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，UAB保持不变，副线圈两端电压用UCD表示，开关S闭合或断开，六个灯泡都不损坏，则下列说法正确的是（ ）
A．n1∶n2＝1∶4
B．若开关S闭合，UAB∶UCD＝8∶1
C．若开关S断开，UAB∶ UCD＝8∶3
D．开关S断开后，灯泡L1的亮度比S闭合时暗
7．（2022·浙江·高三专题练习）某款手摇点火器原理如图所示，当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2T，手摇发电机线圈的面积为，共50匝，不计内阻。变压器可视为理想变压器，其原副线圈匝数比为1∶100。则（ ）
A．电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花
B．电压表的示数为25V时，点火器可以产生电火花
C．线圈转速等于1r/s时，点火器可以产生电火花
D．线圈转速等于2r/s时，点火器可以产生电火花
8．（2022·全国·高二专题练习）随着科技的进步，温室气体逐渐增多，造成全球变暖，人们开始意识到节能减排的重要性。如图甲所示为某款家用式变频空调，其内部的交流变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变交流电动机的转速。变频空调开始工作时，当室内温度降至设定温度后，交流电动机处于低速持续运转状态，维持室温基本不变，从而达到节能减排的效果。如图乙所示为变频空调的内部结构简图，其理想变压器的原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。若因交流变频器的作用使得输出电压的频率增大为原来的2倍，下列说法正确的是（交流变频器可视为交流发电机）（ ）
A．理想变压器副线圈的输出电压变为原来的2倍
B．若没有交流变频器，则电压表的示数为
C．穿过原、副线圈的磁通量之比为
D．穿过原、副线圈的磁通量之比为
9．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为，原线圈两端接入正弦交流电源，电压为，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为，当开关接通后，电流表读数为，在磁感应强度为的匀强磁场中，电动机带动一电阻为、质量为、长为的金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度匀速上升，重力加速度为。下列判断正确的是（ ）
A．电动机两端电压为，其消耗的电功率为
B．原线圈中的电流为，变压器的输入功率为，副线圈电流的频率为
C．变压器的输入功率为
D．电动机的热功率为，副线圈电压的有效值为
10．（2022·全国·高二专题练习）传统的自行车发电机内部电路如图甲所示，驱动轴一端与自行车车轮相连，另一端连接条形永久磁铁，车轮转动过程中，驱动轴带动永久磁铁在形软铁芯之间匀速转动，发电机线圈两端产生的交变电压波形如图乙所示。已知波形图中正、负尖峰电压分别为和，两个相邻正、负尖峰电压所对应的时间差为，发电机线圈匝数为。下列判断正确的是（ ）
A．驱动轴转动的角速度
B．线圈电压的有效值
C．穿过线圈磁通量变化率的最大值
D．相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值
11．（2015·山东·泗水县教育和体育局教学研究中心高二期中）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是（ ）
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为31.1V
B．当单刀双掷开关与a连接且t=0.01s时，电流表示数为零
C．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变大
二、填空题
12．（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=___________。
13．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期末）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。
14．（2021·宁夏育才中学高二期末）如图所示，正弦交变电源与电阻R、交流电压表、交流电流表按照图1所示的方式连接，R＝200Ω，图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象．则此交流电的频率为__Hz，交流电流表的读数_____A，R两端电压随时间的变化规律的表达式____。
三、解答题
15．（2021·内蒙古自治区第二地质中学高二阶段练习）某小型发电站的发电机输出交流电压为500V，输出电功率为50kW，如果用电阻为3Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220V供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？要求画出电路图。
16．（2021·福建·上杭县才溪中学高二期中）如图所示，矩形线圈的匝数N为100匝，线圈为边长L是的正方形，线圈内阻为，在磁感应强度B为2T的匀弧磁场中绕OO′轴以角速度5rad/s匀速转动，外电路电阻R为4，（不计转动中的一切摩擦），求：
（1）感应电动势的最大值Em及从图示位置开始计时e的瞬时值表达式；
（2）在线圈由图示位置转过180°的过程中通过电阻R的电荷量q；
（3）线圈每转一周电阻R上产生的焦耳热Q。
17．（2021·天津市红桥区教师发展中心高二期末）如图，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。求：
（1）写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；
（2）如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；
（3）当线圈由图示位置转过的过程中，电阻R上所产生的热量；
（4）当线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．C
4．B
5．D
6．D
7．D
8．A
9．C
10．C
11．D
12．
13． 550 120
14． 50 1.1 uR＝311cos100πt（V）
15．200 V；2×104 W；1∶10；497∶22
16．（1）,；（2）0；（3）
17．（1）；（2）；（3）；（4）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2022·吉林·汪清县汪清第六中学高二期末）一个含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻。当输入电压时，原线圈中电流为，则变压器原、副线圈匝数比为（ ）
A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4
2．（2022·全国·高二专题练习）如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5∶1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中正确的是（ ）
A．图乙中电压的有效值为220V
B．电压表的示数为44V
C．R处出现火警时电流表示数减小
D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
3．（2021·黑龙江·鹤岗一中高三阶段练习）如图甲所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈电阻为1Ω。在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R＝10 Ω的电阻构成闭合回路。通过电阻R的交变电流如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A．该发电机产生的交变电流的频率为100 Hz
B．该发电机产生交流电的最大感应电动势为200V
C．图甲时刻，线圈平面与中性面重合
D．电阻R的热功率为8kW
4．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，转动的角速度＝100πrad/s。线圈的匝数N＝100，边长ab＝0.2m、ad＝0.4m，电阻不计。磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小，电容器放电时间不计。下列说法正确的是（ ）
A．该线圈产生的交流电动势峰值为50V
B．该线圈产生的交流电动势有效值为25V
C．电容器的耐压值至少为50V
D．以上说法均错误
5．（2021·云南·一模）如图甲所示为交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场，A为理想电表。单匝线框绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，线框中的磁通量随时间t变化的关系如图乙所示。已知电阻R=10Ω，其余电阻忽略不计，下列判断正确的是（ ）
A．电流表的示数为10A
B．1s内电流的方向改变50次
C．0.01s时，线框平面与磁场方向垂直
D．1个周期内，电阻R上产生的焦耳热为10J
6．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，当A、B两点间输入有效值为UAB的交流电压时，开关S闭合后，电阻值恒定的六个相同灯泡发光亮度相同（即通过灯泡的电流相等）。已知变压器为理想变压器，原、副线圈匝数分别为n1、n2，UAB保持不变，副线圈两端电压用UCD表示，开关S闭合或断开，六个灯泡都不损坏，则下列说法正确的是（ ）
A．n1∶n2＝1∶4
B．若开关S闭合，UAB∶UCD＝8∶1
C．若开关S断开，UAB∶ UCD＝8∶3
D．开关S断开后，灯泡L1的亮度比S闭合时暗
7．（2022·浙江·高三专题练习）某款手摇点火器原理如图所示，当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2T，手摇发电机线圈的面积为，共50匝，不计内阻。变压器可视为理想变压器，其原副线圈匝数比为1∶100。则（ ）
A．电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花
B．电压表的示数为25V时，点火器可以产生电火花
C．线圈转速等于1r/s时，点火器可以产生电火花
D．线圈转速等于2r/s时，点火器可以产生电火花
8．（2022·全国·高二专题练习）随着科技的进步，温室气体逐渐增多，造成全球变暖，人们开始意识到节能减排的重要性。如图甲所示为某款家用式变频空调，其内部的交流变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变交流电动机的转速。变频空调开始工作时，当室内温度降至设定温度后，交流电动机处于低速持续运转状态，维持室温基本不变，从而达到节能减排的效果。如图乙所示为变频空调的内部结构简图，其理想变压器的原、副线圈的匝数分别为、，电压表为理想交流电表。若因交流变频器的作用使得输出电压的频率增大为原来的2倍，下列说法正确的是（交流变频器可视为交流发电机）（ ）
A．理想变压器副线圈的输出电压变为原来的2倍
B．若没有交流变频器，则电压表的示数为
C．穿过原、副线圈的磁通量之比为
D．穿过原、副线圈的磁通量之比为
9．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为，原线圈两端接入正弦交流电源，电压为，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为，当开关接通后，电流表读数为，在磁感应强度为的匀强磁场中，电动机带动一电阻为、质量为、长为的金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度匀速上升，重力加速度为。下列判断正确的是（ ）
A．电动机两端电压为，其消耗的电功率为
B．原线圈中的电流为，变压器的输入功率为，副线圈电流的频率为
C．变压器的输入功率为
D．电动机的热功率为，副线圈电压的有效值为
10．（2022·全国·高二专题练习）传统的自行车发电机内部电路如图甲所示，驱动轴一端与自行车车轮相连，另一端连接条形永久磁铁，车轮转动过程中，驱动轴带动永久磁铁在形软铁芯之间匀速转动，发电机线圈两端产生的交变电压波形如图乙所示。已知波形图中正、负尖峰电压分别为和，两个相邻正、负尖峰电压所对应的时间差为，发电机线圈匝数为。下列判断正确的是（ ）
A．驱动轴转动的角速度
B．线圈电压的有效值
C．穿过线圈磁通量变化率的最大值
D．相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值
11．（2015·山东·泗水县教育和体育局教学研究中心高二期中）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是（ ）
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为31.1V
B．当单刀双掷开关与a连接且t=0.01s时，电流表示数为零
C．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变大
二、填空题
12．（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=___________。
13．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期末）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。
14．（2021·宁夏育才中学高二期末）如图所示，正弦交变电源与电阻R、交流电压表、交流电流表按照图1所示的方式连接，R＝200Ω，图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象．则此交流电的频率为__Hz，交流电流表的读数_____A，R两端电压随时间的变化规律的表达式____。
三、解答题
15．（2021·内蒙古自治区第二地质中学高二阶段练习）某小型发电站的发电机输出交流电压为500V，输出电功率为50kW，如果用电阻为3Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220V供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？要求画出电路图。
16．（2021·福建·上杭县才溪中学高二期中）如图所示，矩形线圈的匝数N为100匝，线圈为边长L是的正方形，线圈内阻为，在磁感应强度B为2T的匀弧磁场中绕OO′轴以角速度5rad/s匀速转动，外电路电阻R为4，（不计转动中的一切摩擦），求：
（1）感应电动势的最大值Em及从图示位置开始计时e的瞬时值表达式；
（2）在线圈由图示位置转过180°的过程中通过电阻R的电荷量q；
（3）线圈每转一周电阻R上产生的焦耳热Q。
17．（2021·天津市红桥区教师发展中心高二期末）如图，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。求：
（1）写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；
（2）如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；
（3）当线圈由图示位置转过的过程中，电阻R上所产生的热量；
（4）当线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量。
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参考答案：
1．B
2．D
3．C
4．B
5．D
6．D
7．D
8．A
9．C
10．C
11．D
12．
13． 550 120
14． 50 1.1 uR＝311cos100πt（V）
15．200 V；2×104 W；1∶10；497∶22
16．（1）,；（2）0；（3）
17．（1）；（2）；（3）；（4）
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