第3章 交变电流 单元检测（Word版含答案）

人教版高中物理选修二 第3章 交变电流 单元检测
一、单项选择题（共6小题；共24分）
1. 如图所示，处在匀强磁场中的矩形线圈 ，以恒定的角速度绕中心对称轴转动，在 时刻，线圈平面与磁场重合， 边垂直纸面向里， 边垂直纸面向外运动。若规定 为正方向，则线圈中感应电流 随时间 变化的图线是
A. B.
C. D.
2. 在日光灯的连接线路中，关于启动器的作用，以下说法正确的是
A. 日光灯启动时，为灯管提供瞬时高压
B. 日光灯正常工作时，起降压限流的作用
C. 起到一个自动开关的作用，实际上可用 一个弹片开关代替（按下接通，放手断开）
D. 以上说法均不正确
3. 如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知
A. 此感应电动势的瞬时表达式为
B. 此感应电动势的瞬时表达式为
C. 时，穿过线圈的磁通量为零
D. 时，穿过线圈的磁通量的变化率最大
4. 如图所示为某交变电流随时间变化的图象。则此交变电流的有效值为
A. B. C. D.
5. 图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头 ，使输出电压有效值由 降至 。调节前后

A. 副线圈中的电流比为 B. 副线圈输出功率比为
C. 副线圈的接入匝数比为 D. 原线圈输入功率比为
6. 把一只电热器接在 的直流电源上，在 时间内产生的热量为 。若将它分别接到 和 的交流电源上，仍要产生 的热量，则所需时间分别是
A. B. C. D.
二、双项选择题（共1小题；共4分）
7. 关于低频扼流圈，下列说法中正确的是
A. 这种线圈的自感系数很小，对直流有很大的阻碍作用
B. 这种线圈的自感系数很大，对低频交流有很大的阻碍作用
C. 这种线圈的自感系数很大，对高频交流的阻碍作用比对低频交流的阻碍作用更大
D. 这种线圈的自感系数很小，对高频交流的阻碍作用很大而对低频交流的阻碍作用很小
三、多项选择题（共3小题；共12分）
8. 发电厂发电机的输出电压为 ，发电厂至学校的输电线电阻为 ，通过输电线的电流为 ，学校输入电压为 ，下列计算输电线损耗的式子中，正确的是
A. B. C. D.
9. 如图所示，甲图是接有灯泡 和交流电表的理想变压器，乙图是输出电压 的图象，已知变压器原、副线圈的匝数比为 ，电流表的示数为 ，则
A. 电压表 的示数为
B. 电压表 的示数为
C. 变压器原线圈中的电流的最大值为
D. 灯泡实际消耗的功率为
10. 如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，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， 为定值电阻， 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
B. 电压表的示数为
C. 处出现火警时电流表示数增大
D. 处出现火警时电阻 消耗的电功率增大
四、填空题（共2小题；共6分）
11. 为了测定变压器的原、副线圈的匝数，可以在变压器的闭合铁芯上再临时绕一个线圈，已知临时绕的线圈是 匝，将变压器的原线圈接到电压是 的交流电源上，测得副线圈和临时绕的线圈两端的电压分别是 和 。由此可知这个变压器原线圈的匝数是 匝，副线圈的匝数是 匝。
12. 原始的电话机将听筒和话筒串联成一个电路，当自己对着话筒讲话时，会从听筒中听到自己的声音，导致听觉疲劳而影响通话。现代的电话将听筒电路与话筒电路分开，改进的电路原理示意图如图所示，图中线圈Ⅰ与线圈Ⅱ匝数相等，，， 为可变电阻 ， 调到某一值时，从听筒中就听不到话筒传出的声音了，这时 数值为
五、解答题（共4小题；共52分）
13. 如图所示，理想变压器有两个副线圈， 、 是两盏规格为“”的灯泡， 、 是两盏规格为“”的灯泡，当变压器的输入电压为 时，四盏灯泡恰好都能正常发光，如果原线圈的匝数 匝，求：
（1）副线圈 、 的匝数；
（2）电流表的读数。
14. 如图所示， 匝矩形线圈 处于磁感应强度大小 的水平匀强磁场中，线圈面积 ，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴 以角速度 匀速转动，线圈中产生的感应电流通过金属滑环 、 与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈线接入一只“”灯泡，且灯泡正常发光，求：
（1）线圈中产生交变电压的有效值为多少
（2）变压器原、副线圈匝数之比为多少
（3）与变压器串联的交流电流表的示数为多少 维持线圈匀速转动输入的最小机械功率为多少
15. 水平放置的两根平行金属导轨 和 ，导轨两端 、 和 、 两点分别连接电阻 和 ，组成矩形线框，如图所示， 和 相距 ，放在垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为 ，一根电阻为 的导体棒 跨接在两根金属导轨上，在外力作用下以 的速度向右匀速运动，如果电阻 ，，导轨 和 的电阻不计，导体与导轨接触良好。求：
（1）导体棒 中产生的感应电流的大小和感应电流的方向。
（2） 、 两点间的电势差。
（3）电阻 和 的功率。
（4）导体棒 向右匀速滑动的过程中，外力做功的功率。
16. 如图所示，将一质量为 的光滑小球从一个半径为 的半球形碗的边缘释放。求：
（1）当小球滑到碗底时，重力对小球所做的功；
（2）小球滑落过程中重力势能的改变量；
（3）如果将碗底的重力势能取为零势能点，小球释放时的重力势能；
（4）如果重力势能的零点改为小球的释放点，当小球到达碗底时的重力势能
（5）如果小球的质量加倍，以上答案是否会变化
答案
第一部分
1. C
2. C
3. B
【解析】由图象知周期 ，所以频率 ，由图象知电动势最大值为 ，角速度为 ，所以感应电动势的瞬时表达式为 ，A错误，B正确；
时，感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量最大，故C错误；
时，感应电动为零，则穿过线圈的磁通量的变化率也为零，故D错误。
4. A
5. C
【解析】电阻丝的阻值 可认为不变，由欧姆定律 可知副线圈中的电流取决于副线圈的输出电压，故调节前后副线圈中电流之比为 ，A 错误；
再由 或 可知副线的输出功率之比应为 ，B 错误；
而理想变压器输入功率的总是等于输出功率，故原线圈的输入功率之比也为 ，D 错误；
因原线圈的输入电压 ，匝数 恒定，故由电压关系 可知副线圈的接入匝数比为 ，C 正确。
6. B
【解析】设电热器的电阻为 。
当电热器接在 的直流电源上时，
当电热器改接到交流电源上时，
根据 解得 。
当电热器改接到交流电源上时，
根据 解得 ，故B正确，ACD错误；
第二部分
7. B， C
【解析】低频扼流圈对低频交变电流的阻碍作用也很大，说明低频扼流圈的自感系数 很大，而低频扼流圈的直流电阻很小，所以对直流的阻碍作用很小。
由于低频扼流圈对低频交变电流的阻碍作用已经很大了，所以，对高频交变电流的阻碍作用更大。
选项 B、C 正确。
第三部分
8. B， C， D
【解析】输电线的损耗
9. B， C， D
【解析】由 图象可得 ，所以有效值 ，选项 B 正确；
由 ，得 ，选项 A 错误；
由题意知电流表的示数为 ，所以 ，由 ，得 ，选项 C 正确；
灯泡实际消耗的功率为 ，选项 D 正确。
10. A， C， D
【解析】设将此电流加在阻值为 的电阻上，电压的最大值为 ，电压的有效值为 。
代入数据得图乙中电压的有效值为 ，故A正确；
变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是 ，所以电压表的示数为 ，故B错误；
处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈增大，即电流表示数增大，故C正确；
处出现火警时通过 的电流增大，所以电阻 消耗的电功率增大，故D正确。
第四部分
11. ；
【解析】根据原线圈和临时绕制的线圈电压与匝数成正比，有
代入数据：
解得：
副线圈与临时绕制的线圈匝数与电压成正比，有
代入：
解得：。
12.
【解析】当Ⅰ 、Ⅱ线圈所在回路对称时，从听筒中就听不到话筒发出的声音，即 与 并联后的总电阻与 相等，即可形成电路对称，则 ，将 ， 代入解得
第五部分
13. （1） 匝； 匝
【解析】由变压器原理可知 ，则
。
（2）
【解析】由输入功率等于输出功率知 即有 。
14. （1）
【解析】矩形闭合导线框 在磁场中转动，产生的交流电的最大值为：
，
由于最大值为有效值的 倍，所以交流电的有效值为 ；
（2）
【解析】由于电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈匝数之比为：；
（3） ；
【解析】根据 ，再根据 ，
解得：。
理想变压器的输入功率等于输出功率，输出功率为 ，故输入功率也为 。
15. （1） ；
【解析】因为 做切割磁感线运动，所以感应电流为 ；
根据右手定则，感应电流的方向为 。
（2）
【解析】 、 两点间的电势差即为闭合回路的端压，则 。
（3） ；
【解析】电阻 的功率为 ；
电阻 的功率为 。
（4）
【解析】导体在向右匀速滑动，即外力等于安培力，因此外力做功的功率即为安培力做功的功率，
。
16. （1）
（2）
（3）
（4）
（5） 会变化，都增加为原来的 倍。
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