第三章 交变电流的产生与输送 单元质量检测（Word版含答案）

第3章 交变电流的产生与输送 单元质量检测
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsin ωt的交流电源。若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（　　）
A． B．
C． D．
2．（2022·河南焦作·高二期末）如图所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以恒定的转速匀速转动。电路中理想变压器副线圈接入电路的匝数可通过单刀双开关改变，开始时开关S置于位置1，电流表、电压表均为理想电表，下列说法正确的是（　　）
A．图示位置线圈产生的感应电动势为零 B．只将S从1拨向2时，电流表示数变大
C．只将R的滑片上移，电流表示数变大 D．只将R的滑片上移，的电功率变小
3．（2022·福建·福州第十五中学高三阶段练习）一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动。转轴位于线圈平面内并与磁场方向垂直产生的交变电流i随时间t变化关系如图所示，则（　　）
A．该交变电流频率是0.4Hz
B．该交变电流有效值是0.8A
C．该交变电流瞬时值表达式是
D．t=0.1s时，穿过线圈平面的磁通量最小
4．（2022·陕西咸阳·高二期末）先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化如图甲所示；第二次灯泡两端的电压随时间变化规律如图乙所示，不考虑温度对灯泡电阻影响。则以下说法正确的是（　　）
A．第一、第二次，灯泡两端的电压之比为
B．第一、第二次，通过灯泡的电流之比是
C．第一、第二次，灯泡电功率之比是
D．第一、第二次，灯泡在相等时间内产生的热量之比是
5．（2022·湖南·衡阳市船山英文学校高三开学考试）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1：2，副线圈接一阻值为R的定值电阻，下列描述正确的是（　　）
A．若A、B接在一电压为U的稳恒直流电源上，则定值电阻中的电流为
B．若A、B接在一电压有效值为U的正弦交流电源上，则副线圈中的电流为
C．若A，B接在的电源上，则定值电阻中电流的频率为
D．若A，B接在的电源上，则定值电阻上消耗的电功率为
6．（2022·全国·高三课时练习）如图甲为风力发电的简易模型，发电机与一理想变压器的原线圈相连,变压器原、副线圈匝数分别为500匝和1000匝,在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的永磁体转动,转速与风速成正比,某一风速时,变压器原线圈两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示,则（　　）
A．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
B．电压表V1的示数是100 V
C．断开开关K,电压表V2的示数是0
D．风速加倍时,变压器原线圈的瞬时值表达式为
7．（2022·黑龙江·哈师大青冈实验中学高二开学考试）一个10Ω的电阻，它两端的电压u随时间t的变化规律如图所示，则（　　）
A．流过电阻的最大电流是22A
B．用交流电压表测量电阻两端的电压，其示数为311V
C．电阻消耗的功率为4840W
D．在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是96.8J
8．（2022·广东·梅州市梅江区梅州中学高三开学考试）如图，是一台旋转电枢式交流发动机的原理图，设线圈的角速度为，感应电动势和感应电流的最大值分别为和，由图可以判断下列说法正确的是（　　）
A．电流计的左端为表的正极
B．交流电的方向在图乙的位置要改变一次
C．如果从图甲开始计时，线圈产生的感应电动势表示为
D．如果从图乙开始计时，线圈产生的感应电流表示为
9．（2020·四川省广安代市中学校高二阶段练习）一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则（　　）
A．电压表V的示数为220V
B．电路中的电流方向每秒钟改变100次
C．灯泡实际消耗的功率为484W
D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为48.4J
10．（2021·辽宁·模拟预测）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R1和R2，降压变压器的原副线圈的匝数分别为n1、n2、n3，将如图所示的虚线框内部分等效为电阻RAB，则下列关系式正确的是（　　）
A． B．
C．D．
11．（2022·黑龙江·哈九中高二期末）如图甲所示，一小型发电机内有矩形线圈，线圈电阻为。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匀速转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。通过电阻的电流随时间变化如图乙所示，下列判断正确的是（　　）
A．图甲时刻，线圈平面与中性面垂直
B．该发电机产生交流电的最大感应电动势为
C．该发电机产生的交变电流的频率为
D．电阻的热功率为
二、填空题
12．（2021·福建师大二附中高二期中）2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市。图甲为某品牌的共享单车，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为S=0.001m2，共有N=100匝，线圈总电阻r=1Ω，线圈处于磁感应强度大小为B=T的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动，线圈在转动时保持与外电路电阻R=9Ω连接，不计电流表内阻。在外力作用下线圈以ω=10πrad/s的角速度匀速转动时，从图中位置开始计时，电动势的瞬时表达式为____________________V；交流电流表的示数为_________A；线圈从图示位置转过的过程中通过电阻R的电量q为______C；线圈转动一圈外力所做的功为_________J。
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·安徽芜湖·高二期中）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈电路中分别接有阻值相同的电阻、。交变电源电压为U，则电阻、两端的电压之为___________，电阻、上消耗的电功率之比为___________。
三、解答题
15．（2021·湖南·株洲市南方中学高二阶段练习）某发电厂引进秸秆焚烧发电机设备，该发电机输出功率为40kW，输出电压为400V，用变压比（原、副线圈匝数比）为n1：n2＝1：5的变压器升压后向某小区供电，输电线的总电阻为r＝5Ω，电能到达该小区后再用变压器降为220V。
(1)求输电线上损失的电功率。
(2)求降压变压器的变压比n3：n4。
16．（2022·浙江·高三专题练习）如图甲所示，两足够长的光滑平行导轨固定在水平面内，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为L，一端连接阻值为R的电阻。一金属棒垂直导轨放置，质量为m，接入电路的电阻为r。在金属棒中点对棒施加一个水平向右、平行于导轨的拉力，棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为g。
(1)若金属棒以速度做匀速运动，求棒受到的拉力大小；
(2)若金属棒在水平拉力作用下，速度v随时间t按余弦规律变化，如图乙所示，取水平向右为正方向，求到的过程中，整个回路产生的热量Q以及拉力做的功W；
(3)在(2)的情况下，求到的过程中，通过电阻R的电荷量q及拉力的冲量I。
17．（2021·浙江·高二阶段练习）某发电机输出功率是，输出电压是，如图所示，通过理想变压器升压后向远处的用户供电。已知输电导线的电阻率为，导线横截面积为。输电线上的功率损失为5%，用户得到的电压正好为，降压变压器也是理想变压器，求：
（1）输电线总电阻R；
（2）理想升压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）给用户供电的总电流I。（保留3位有效数字）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．D
4．C
5．B
6．D
7．C
8．C
9．B
10．D
11．D
12． 0.2 0.08
13． 25
14．
15．(1)2000W；(2)95：11
16．(1) ；(2) ，；(3)，
17．（1）8Ω；（2）1∶16；（3）432A
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