第三章 交变电流 单元综合卷（Word版含答案）

第三章 交变电流 单元综合卷
一、单选题
1．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，若外电路电灯电阻恒为R，电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（　　）
A．图示位置为感应电流为零的位置
B．电灯两端的电压为
C．电灯中产生的焦耳热为
D．当线圈由平行于磁场方向位置转过90°时，流过线圈的电流为
2．（2021·北京市延庆区教育科学研究中心高二期中）如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．电流表的读数为1 A B．原线圈的输入功率为220W
C．电压表的读数为110V D．副线圈输出交流电的周期为50 s
3．（2021·黑龙江肇州·高三阶段练习）如图甲乙分别是两种交流电的i2-t、i-t关系图像，则甲、乙两种交流电的有效值之比为（　　）
A． B． C．1 D．2
4．（2021·贵州·凯里实验高级中学高二阶段练习）如图，在、两端加上的交流电压，经过一个二极管（正向电阻为0，反向电阻为无穷大）与“，”的灯泡连接，则伏特表（内阻无穷大）的读数为（　　）
A． B． C． D．
5．（2021·贵州·凯里实验高级中学高二阶段练习）交流电流通过的电阻，下列说法正确（　　）
A．第1秒内，电阻产生的热量为
B．第1秒内，有的电荷量通过该电阻
C．该电阻两端电压的瞬时值为
D．第1秒末，该电阻的瞬时功率为0
6．（2022·全国·高三专题练习）教学用发电机能够产生正弦式交变电流，利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为、，消耗的功率为。若发电机线圈的转速变为原来的2倍，下列说法错误的是（　　）
A．消耗的功率变为
B．通过的交变电流频率不变
C．电流表A的读数变为
D．电压表V的读数变为
7．（2022·广东·福田外国语高中高三阶段练习）手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机快速充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（　　）
A．快速充电时，cd间电压U2=44V
B．快速充电时，送电线圈的输入功率为10W
C．快速充电时，送电线圈的输入电压U1=212.5V
D．R的值为187.5Ω
8．（2021·全国·高三阶段练习）如图所示，矩形线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，矩形线框面积为S、匝数为N，通过滑环向理想变压器供电，灯泡L1、L2、L3均正常发光。已知L1、L2、L3的额定功率均为P，额定电流均为I，线框及导线电阻不计，则（　　）
A．图示位置时穿过线框的磁通量为零，产生的感应电动势为零
B．理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1
C．若灯L1烧断，灯泡L3将变亮
D．线框转动的角速度为
9．（2021·山东德州·高二期末）一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为，电阻和的阻值分别为和，a、b输入端输入的电压如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．电阻两端电压的有效值为
B．流过电阻电流的有效值为
C．流过电阻电流的有效值为0.5A
D．0~0.04s内，电阻产生的焦耳热为0.06J
10．（2022·全国·高三专题练习）如图所示的理想变压器中，原副线圈的匝数比为，现在、两点间接一定的交变电流，小灯泡、、均正常发光，小灯泡正常发光时的电阻为、额定功率为，小灯泡、的额定功率相同。已知电源的输出功率为，则下列说法正确的是（　　）
A．小灯泡的额定功率为
B．小灯泡的额定电流为
C．小灯泡的额定电压为
D．、间所加电源的电压为
11．（2021·河南驻马店·高二期末）如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势随时间的变化图象，如图乙所示，若外接电阻，线圈电阻，则下列说法正确的是（　　）
A．线圈转动的角速度为
B．时穿过线圈的磁通量最大
C．通过线圈的最大电流为
D．理想交流电压表的示数为
二、填空题
12．（2019·福建·莆田第十五中学高二期中）如图所示，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，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1=sin314t（V），则
（1）当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为_________V；
（2）当t=s时，c、d间的电压为______V；
（3）单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表示数________，电流表示数________（填“变大”、“变小”或“不变”）；
（4）当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表示数________，电流表示数________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
13．（2019·浙江·金华市江南中学高二阶段练习）一正弦交变电流的电流i随时间t变化的规律如图所示，由图可知：
(1)该交变电流的有效值为__________A。
(2)该交变电流的频率为________Hz。
(3)该交变电流的瞬时值表达式为i=___________A。
(4)若该交变电流通过阻值R=40Ω的白炽灯，则电灯消耗的功率是_______W。
14．（2017·西藏·拉萨中学高二阶段练习）曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，如图甲为其结构示意图．图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc的中点，与ab边平行，它的一端有一半径r0＝1.0 cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图乙所示．当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线圈在磁极间转动．设线框由N＝800匝线圈组成，每匝线圈的面积S0＝20 cm2，磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度B＝0.010 T，自行车车轮的半径R1＝35 cm，小齿轮的半径R2＝4.0 cm，大齿轮的半径R3＝10.0 cm(如图乙)．现从静止开始使大齿轮加速运动，使摩擦小轮逆时针转动（从上往下看）则：线圈的角速度ω=_____才能使发电机输出电压的峰值U＝3.2 V？(假定摩擦小轮与自行车之间无相对滑动)，此时大齿轮的转速为_______转/分钟．
三、解答题
15．（2021·全国·高三专题练习）如图所示是某小型交流发电机的示意图，其矩形线圈的面积为，共有10匝，线圈总电阻为，线圈处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度绕轴匀速转动。求：
(1)当线圈在中性面位置时开始计时，线圈中的感应电动势随时间的变化表达式；
(2)电阻的发热功率；
(2)线圈在转过的过程中，流过导线横截面的电荷量。
16．（2021·江苏·南京市中华中学高二期末）有一台内阻为1Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1：4，降压变压器的匝数比为4：1，输电线的总电阻R=4Ω。全校共22个班，每班有220V40W的灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则：
(1)发电机输出功率多大？
(2)发电机的电动势多大？
17．（2021·全国·高二课时练习）在匀强磁场中有一矩形线圈，绕线圈平面内垂直于磁感线的轴匀速转动。线圈中产生的感应电动势随时间变化的图像如图所示，试求出该感应电动势的最大值、有效值、周期和频率，写出该感应电动势随时间变化的关系式。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．B
4．D
5．D
6．B
7．C
8．D
9．C
10．C
11．C
12． 22 不变 变小 变大 变大
13． 5 25 10sin50πt 2000
14．
15．(1) ；(2) ；(3)
16．(1)5424W；(2)250V
17．10V；；0.02s；；e=10sin100t（V）
答案第1页，共2页
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