第三章 交变电流 单元训练卷
一、单选题
1.(2022·山东日照·一模)图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为如图乙所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为、,原线圈中接交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是( )
A.电压表的示数等于5V
B.实现点火的条件是>1000
C.变压器原线圈中电压的瞬时值表达式为
D.t=0.2s时穿过副线圈的磁通量变化率最小
2.(2022·福建漳州·二模)如图,理想变压器原、副线圈匝数之比,M、N接在电压有效值不变的交流电源两端。光照强度由强变弱过程,光敏电阻R的阻值由小变大,灯泡L的阻值不变,则( )
A.通过光敏电阻和灯泡的电流之比为1:3 B.灯泡的亮度由亮变暗
C.原线圈两端的电压始终不变 D.光敏电阻两端的电压逐渐变小
3.(2022·黑龙江·哈尔滨三中高三阶段练习)一个单匝总电阻为2Ω的闭合矩形金属线框位于匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动,该线圈产生的电动势e随时间按如图所示的余弦规律变化。下列说法正确的是( )
A.线框产生电流峰值为200A
B.线框产生电动势有效值为
C.线框的热功率为20000W
D.t=0.01s 时,线框的磁通量最大
4.(2022·山东·青岛二中高三开学考试)某输电线路简化如图,交流发电机的线圈电阻忽略不计,输出电压u=Umsinωt,输电线的等效总电阻为r=5Ω,纯电阻用电器R1和R2的额定电压均为220V、阻值均为10Ω,其余电阻不计。两理想变压器T1、T2的原副线圈匝数分别为n1=350匝、n2=n3=3500匝,n4可调。S断开,调节n4=350匝时,用电器R1正常工作,此时输电线上损耗的功率为P1;闭合S,调节变压器T2的副线圈,当其匝数为N时,用电器R1又能正常工作,此时变压器T2原线圈的电压为U3、输电线上损耗的功率为P2。则( )
A.Um=220V B.U3=2200V C.N<350匝 D.P2>4P1
5.(2022·浙江·嵊州中学高三开学考试)如图甲是小型交流发电机,两磁极间的磁场可视为匀强磁场,一个100匝的矩形线圈(内阻不计)绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动,某位置开始计时产生的交变电动势图像如图乙所示,已知磁感应强度B=0.1T,则( )
A.t=0时刻,线圈平面与磁感线平行
B.线圈的面积S为
C.它可使“220V,60W”的灯泡正常发光,也可使击穿电压为220V的电容器正常工作
D.以此作为电源,每通过1C的电量,消耗的电能为220J
6.(2022·河北省唐县第一中学高二开学考试)如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2,副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W,原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关,灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则( )
A.U=110V
B.I=0.2A
C.原副线圈电流之比为1∶2
D.原线圈输入功率为22W
7.(2022·河北·模拟预测)如图所示,理想变压器原、副线圈分别接有阻值R0=24Ω和R1=5Ω、R2=4Ω的定值电阻,原线圈左侧接一正弦交流电源,开关闭合前后副线圈的输出功率不变,则原、副线圈的匝数的比值为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
8.(2022·全国·高三课时练习)如图甲所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd中点且与磁场垂直的轴OO'以角速度ω逆时针匀速转动(沿OO'方向看)。若以线圈平面与磁场方向夹角θ=45°时(如图乙)为计时起点,并规定当电流自a流向b时方向为正,则下列所示的四幅图中正确的是( )
A. B.
C. D.
9.(2022·山东·高三期末)如图所示,理想变压器的输入端接交流电源,、和阻值相等。若当开关S断开时,通过的电流为,当开关S闭合时,通过的电流为,且,则变压器原、副线圈的匝数之比为( )
A. B. C. D.
10.(2022·江苏省天一中学高二期末)某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示,发电机的输出电压变化规律如图乙所示。输电线总电阻为,升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、(变压器均为理想变压器)。要使额定电压为的用电器正常工作,则( )
A.图乙中电压的瞬时值表达式为
B.图乙中电压的有效值和用电器的额定电压都是,所以
C.通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大
D.升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率
11.(2022·广东·深圳中学高三阶段练习)如图,理想变压器原线圈接正弦交变电源,输入电压,电阻,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关。将S1接到2时,R消耗的电功率为0.8W,现将S1换接到1且闭合S2,L2正常发光。下列说法正确的是( )
A.原线圈交变电流1s内电流方向会改变50次
B.小灯泡的额定电压为
C.原、副线圈的匝数之比n1:n2=5:1
D.只断开S2后,原线圈的输入功率增大为原来2倍
二、填空题
12.(2021·福建省连城县第一中学高二阶段练习)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电,输电线上损耗的电功率为 P,到达B处时电压下降了 U。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1100kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为 P′,到达B处时电压下降了 U′。不考虑其他因素的影响, P′=______, U′=______( P和 U已知)
13.(2021·甘肃·武威十八中高二期中)一矩形线圈在匀强磁场中以角速度匀速转动,产生的交变电动势的图像如图所示。当时,线圈平面与磁感线___________,当时,e为___________V。
14.(2021·贵州·安顺市第三高级中学高二阶段练习)图甲中的变压器为理想变压器,其原线圈接到有效值为的正弦交流电源上,副线圈与阻值为的电阻接成闭合电路,图乙中阻值为的电阻直接接到电压为的直流电源上,电阻消耗的电功率为__________;若发现与消耗的电功率恰好相等,则变压器原、副线圈的电压之比为___________。
三、解答题
15.(2022·江苏·扬州中学高三阶段练习)如图所示,闭合矩形线框abcd可绕其水平边ad转动,ab边长为x,bc边长为L、质量为m,其他各边的质量不计,线框的电阻为R。整个线框处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中。现给bc边施加一个方向与bc边、磁场的方向均垂直的初速度v,经时间t,bc边上升到最高处,此时ab边与竖直线的最大偏角为θ,重力加速度取g。求t时间内:
(1)流过线框导体截面的电量;
(2)线框中感应电流的有效值。
16.(2021·全国·高二专题练习)如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=T,边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝,线圈总电阻r=1Ω,线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动,角速度ω=2π rad/s,外电路电阻R=4Ω。求:
(1)转动过程中线圈中感应电动势的最大值;
(2)从图示位置(线圈平面与磁感线平行)开始感应电动势的瞬时值表达式;
(3)由图示位置转过30°角时电路中电流的瞬时值;
(4)线圈从开始计时经s时线圈中的感应电流的瞬时值;
(5)外电路R两端电压的瞬时值表达式。
17.(2021·全国·高二课时练习)如图所示,一台理想变压器有两个副线圈。已知12V的副线圈输出电流是4.17A,匝数是30匝;127V的副线圈输出电流是。
(1)127V的副线圈匝数是多少?原线圈的匝数是多少?
(2)原线圈的输入功率是多少?原线圈的输入电流是多少?
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
2.B
3.B
4.D
5.B
6.D
7.A
8.D
9.B
10.A
11.C
12. P U
13. 垂直 0
14. 121
15.(1);(2)
16.(1)2V;(2)e=2cos 2πt (V);(3)A;(4)A;(5)uR=cos 2πt(V)
17.(1)317,550;(2) 130.05W,0.59A
答案第1页,共2页
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