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 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-18 19:20:54 | ||
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文档简介
第三章 交变电流 单元综合卷
一、单选题
1．（2022·广东广州·一模）如图是手机无线充电器的模型，其工作原理与理想变压器相同，己知发射、接收线圈匝数比，C，D端输出电流，则A、B端输入电流的（ ）
A．频率为 B．周期为
C．有效值为 D．最大值为
2．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，在理想自耦变压器原线圈的两端加上正弦式交变电压，总匝数匝的副线圈两端连接一个电动机M和电阻R。已知电动机的额定电压、额定功率、内部线圈电阻，定值电阻。现调节自耦变压器的滑片P，使电动机恰好正常工作。电流表为理想电表，则以下说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数为1.4A B．接入电路的原线圈的匝数为40匝
C．变压器的输入功率为35W D．电动机的输出功率为7.5W
3．（2022·河北·高三专题练习）如图所示为一台手摇发电机，它的大轮半径是小轮半径的十倍，小轮和线圈同轴转动，线圈的匝数为100匝，线圈的面积为50 cm2，磁铁产生的匀强磁场的磁感应强度为0.1 T。现在该发电机两端接一个特殊的灯泡，灯泡两端电压超过2 V时灯泡开始发光，但两端电压超过6 V时灯泡就会烧断。已知皮带不打滑，发电机线圈电阻可忽略不计。某同学摇动手柄点亮灯泡，下列说法正确的是（ ）
A．题目当中的“2 V”和“6 V”是指灯泡两端的最大电压
B．当大轮匀速转动时发电机输出方波交变电流
C．若要灯泡能够安全发光，该同学摇手柄的最小角速度为rad/s
D．若要灯泡能够安全发光，该同学摇手柄的最大角速度为rad/s
4．（2022·河北·高三学业考试）近年来，手机无线充电技术越来越普及。图甲是某款手机的无线充电装置，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a、b间接上220V的正弦交变电压后，受电线圈中产生交变电流以给手机充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。设送电线圈端输入电压为，受电线圈cd端输出电压为，若把装置线圈视为理想变压器，则下列说法正确的是（ ）
A．若送电线圈中电流均匀增加，则受电线圈中电流也一定均匀增加
B．流过送电线圈与受电线圈的电流之比为5:1
C．充电时，电压大小为42.5V
D．电阻R阻值为18.75Ω
5．（2022·河北·高三学业考试）如图所示，理想自耦变压器输入端接入正弦交流电，调节位置可以改变输出匝数，调节位置可以改变R的阻值，两电表为理想交流电表，以下说法正确的是（ ）
A．指示灯L常亮且通过指示灯的电流方向每秒钟改变50次
B．不论开关S状态如何，电压表示数为
C．闭合开关S，仅向下滑动，输入功率变小
D．闭合开关S，仅向下滑动，电表示数不变
6．（2022·河北·高三学业考试）为做好疫情防控供电准备，防控指挥中心为医院设计的备用供电系统输电模型的电路简图如图甲所示，匝数匝，电阻的矩形线圈绕垂直于磁场的竖直轴逆时针匀速转动，线圈的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，。变压器的副线圈接入到医院为医疗设备供电，变压器为理想变压器，假设额定电压，额定功率的小灯泡恰能正常工作。下列说法正确的有（ ）
A．当时，线圈的电动势为零
B．电压表的示数一定为21V
C．0.005～0.015s通过线圈回路的电荷量一定为
D．变压器原副线圈的匝数比可能为1：20
7．（2022·广东深圳·一模）如图所示为火灾报警系统的部分电路，理想电流表的示数超过1A时就自动报警。R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，原线圈输入电压为，则报警时R的临界值为（ ）
A．55Ω B．82.5Ω C．110Ω D．220Ω
8．（2022·安徽省定远中学高二阶段练习）钳形电流表是电机运行和维修工作中最常用的仪表之一，其内部结构如图所示，工作部分主要由一只电流表和电流互感器组成。电流互感器铁芯制成钳形活动开口，用手柄来控制开合，则（ ）
A．与电流表相连的线圈匝数越多，电流表读数越大
B．钳形电流表测电流时相当于升压变压器
C．如果通电导线在钳形口多绕几圈，则电流表读数会变小
D．测量电流时，需要断开电路将此钳形电流表串接在电路中
9．（2022·河南洛阳·高二期末）如图所示的交流电路中，灯L1、L2和L3均发光，如果保持交变电源两端电压的有效值不变，当频率减小时，各灯的亮、暗变化情况为（ ）
A．灯L1不变，灯L2变亮，灯L3变暗
B．灯L1、L2、L3均变暗
C．打L1、L2均变亮，红L3变暗
D．灯L1不变，灯L2变暗，灯L3变亮
二、多选题
10．（2022·全国·高三专题练习）2021年6月28日，在建规模全球第一、单机容量世界第一、多年平均发电量602.4亿千瓦时、装机规模为仅次于三峡水电站的全球第二大水电站——金沙江白鹤滩水电站首批机组正式投产发电．若某交流发电机模型的工作原理如图所示，匝数的正方形线框abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，若从某时刻开始计时，电阻R两端的电压满足，线框的边长为0.2m，图示位置线框平面与磁感线平行，闭合回路中线框的电阻，外接负载电阻。在此模型发电机正常工作时以下说法正确的是（ ）
A．电阻R中的电流每秒改变50次
B．匀强磁场的磁感应强度为
C．线框由图示位置转过时电压表的示数为
D．电阻R的电功率为4000W
11．（2017·云南·富源县教育体育局教研室高二期末）图中理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，现在原线圈两端加上交变电压u=220sin（100πt）V时，灯泡L1、L2均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表。则下列说法中正确的是（ ）
A．电压表的示数为110V
B．原、副线圈磁通量的变化率之比为1：1
C．若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，则电流表示数变大
D．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，则原线圈输入功率变大
三、填空题
12．（2022·福建省龙岩第一中学高二开学考试）图甲为小型交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、总电阻，线圈的两端与阻值为95的电阻R连接，交流电压表为理想电表，时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化，交流发电机产生的电动势的最大值为______V，电阻R实际消耗的功率______W。
13．（2021·四川·威远中学校高二期中）（1）如图为一正弦交变电流的图象，由图可知电流的有效值I=______，电流瞬时值表达式i=______；
（2）如图所示，和是输电线，在图中空圈内填入所用的电表的符号______，若已知变压比为100︰1，变流比为100︰1，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为1000A，则输电线路中的功率为______W。
14．（2021·海南·三亚华侨学校高二期中）实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图所示，该变压器可近似看做理想变压器。某同学欲测量它的初级次级线圈匝数：先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。
(1)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为( )
A．增大涡流，提高变压器的效率
B．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
C．减小涡流，提高变压器的效率
D．增大铁芯中的电阻，以减小发热量
(2)在次级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为60V，则次级线圈的匝数为_______匝；在初级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为30V，则初级线圈的匝数为________匝。
(3)若初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为u=311sin100πt（V），则与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为___________V。
四、解答题
15．（2021·江苏·高考真题）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100、面积为，电阻为，若磁体转动的角速度为，线圈中产生的感应电流为。求：
（1）线圈中感应电动势的有效值E；
（2）线圈的输出功率P。
16．（2021·全国·高二课时练习）某研究性学习小组利用风速仪测风速，风速仪的简易装置如图（a）所示。
（1）请根据装置图说明风速仪测风速的原理。
（2）研究小组发现，某一段时间内线圈输出的感应电流波形如图（b）所示，从电流的波形图中，我们可以得到什么有价值的信息？
（3）若电流波形的峰值突然增大了，则说明风速如何变化？
17．（2021·全国·高二课时练习）一台交流发电机的转子线圈共有n匝，线圈框长为、宽为，转子的转动角速度为，磁极间磁场的磁感应强度为B。根据以上条件，你能推导出该发电机电动势最大值的表达式吗？现在知道有一种强永磁材料，叫铷铁硼，用它制成发电机的磁极，磁极间磁场的磁感应强度可增加到原来的k倍。如果保持发电机的结构尺寸和转子转动的角速度不变，那么要使产生的电动势不变，转子线圈需要多少匝？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．C
4．D
5．C
6．D
7．A
8．B
9．A
10．BD
11．BC
12． 200 190
13． 20sin100πt（A）
14． C 20 40 110
15．（1）；（2）
16.【解析】
（1）当风环在风力作用下发生转动时，永磁体也跟着转动，根据相对运动可知，线圈相对磁场转动，会产生交流电，通过电流测量装置可知风速的大小；
（2）从图中可知风环转动的周期为T，由风力作用产生的感应电流最大值为Im；
（3）根据
Em=NBSω
可知当转速v变大时，则最大感应电动势也变大，所以感应电流峰值也变大；所以若电流波形的峰值突然增大了，则说明风速变大了。
17．，
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2022·广东广州·一模）如图是手机无线充电器的模型，其工作原理与理想变压器相同，己知发射、接收线圈匝数比，C，D端输出电流，则A、B端输入电流的（ ）
A．频率为 B．周期为
C．有效值为 D．最大值为
2．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，在理想自耦变压器原线圈的两端加上正弦式交变电压，总匝数匝的副线圈两端连接一个电动机M和电阻R。已知电动机的额定电压、额定功率、内部线圈电阻，定值电阻。现调节自耦变压器的滑片P，使电动机恰好正常工作。电流表为理想电表，则以下说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数为1.4A B．接入电路的原线圈的匝数为40匝
C．变压器的输入功率为35W D．电动机的输出功率为7.5W
3．（2022·河北·高三专题练习）如图所示为一台手摇发电机，它的大轮半径是小轮半径的十倍，小轮和线圈同轴转动，线圈的匝数为100匝，线圈的面积为50 cm2，磁铁产生的匀强磁场的磁感应强度为0.1 T。现在该发电机两端接一个特殊的灯泡，灯泡两端电压超过2 V时灯泡开始发光，但两端电压超过6 V时灯泡就会烧断。已知皮带不打滑，发电机线圈电阻可忽略不计。某同学摇动手柄点亮灯泡，下列说法正确的是（ ）
A．题目当中的“2 V”和“6 V”是指灯泡两端的最大电压
B．当大轮匀速转动时发电机输出方波交变电流
C．若要灯泡能够安全发光，该同学摇手柄的最小角速度为rad/s
D．若要灯泡能够安全发光，该同学摇手柄的最大角速度为rad/s
4．（2022·河北·高三学业考试）近年来，手机无线充电技术越来越普及。图甲是某款手机的无线充电装置，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a、b间接上220V的正弦交变电压后，受电线圈中产生交变电流以给手机充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。设送电线圈端输入电压为，受电线圈cd端输出电压为，若把装置线圈视为理想变压器，则下列说法正确的是（ ）
A．若送电线圈中电流均匀增加，则受电线圈中电流也一定均匀增加
B．流过送电线圈与受电线圈的电流之比为5:1
C．充电时，电压大小为42.5V
D．电阻R阻值为18.75Ω
5．（2022·河北·高三学业考试）如图所示，理想自耦变压器输入端接入正弦交流电，调节位置可以改变输出匝数，调节位置可以改变R的阻值，两电表为理想交流电表，以下说法正确的是（ ）
A．指示灯L常亮且通过指示灯的电流方向每秒钟改变50次
B．不论开关S状态如何，电压表示数为
C．闭合开关S，仅向下滑动，输入功率变小
D．闭合开关S，仅向下滑动，电表示数不变
6．（2022·河北·高三学业考试）为做好疫情防控供电准备，防控指挥中心为医院设计的备用供电系统输电模型的电路简图如图甲所示，匝数匝，电阻的矩形线圈绕垂直于磁场的竖直轴逆时针匀速转动，线圈的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，。变压器的副线圈接入到医院为医疗设备供电，变压器为理想变压器，假设额定电压，额定功率的小灯泡恰能正常工作。下列说法正确的有（ ）
A．当时，线圈的电动势为零
B．电压表的示数一定为21V
C．0.005～0.015s通过线圈回路的电荷量一定为
D．变压器原副线圈的匝数比可能为1：20
7．（2022·广东深圳·一模）如图所示为火灾报警系统的部分电路，理想电流表的示数超过1A时就自动报警。R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，原线圈输入电压为，则报警时R的临界值为（ ）
A．55Ω B．82.5Ω C．110Ω D．220Ω
8．（2022·安徽省定远中学高二阶段练习）钳形电流表是电机运行和维修工作中最常用的仪表之一，其内部结构如图所示，工作部分主要由一只电流表和电流互感器组成。电流互感器铁芯制成钳形活动开口，用手柄来控制开合，则（ ）
A．与电流表相连的线圈匝数越多，电流表读数越大
B．钳形电流表测电流时相当于升压变压器
C．如果通电导线在钳形口多绕几圈，则电流表读数会变小
D．测量电流时，需要断开电路将此钳形电流表串接在电路中
9．（2022·河南洛阳·高二期末）如图所示的交流电路中，灯L1、L2和L3均发光，如果保持交变电源两端电压的有效值不变，当频率减小时，各灯的亮、暗变化情况为（ ）
A．灯L1不变，灯L2变亮，灯L3变暗
B．灯L1、L2、L3均变暗
C．打L1、L2均变亮，红L3变暗
D．灯L1不变，灯L2变暗，灯L3变亮
二、多选题
10．（2022·全国·高三专题练习）2021年6月28日，在建规模全球第一、单机容量世界第一、多年平均发电量602.4亿千瓦时、装机规模为仅次于三峡水电站的全球第二大水电站——金沙江白鹤滩水电站首批机组正式投产发电．若某交流发电机模型的工作原理如图所示，匝数的正方形线框abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，若从某时刻开始计时，电阻R两端的电压满足，线框的边长为0.2m，图示位置线框平面与磁感线平行，闭合回路中线框的电阻，外接负载电阻。在此模型发电机正常工作时以下说法正确的是（ ）
A．电阻R中的电流每秒改变50次
B．匀强磁场的磁感应强度为
C．线框由图示位置转过时电压表的示数为
D．电阻R的电功率为4000W
11．（2017·云南·富源县教育体育局教研室高二期末）图中理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，现在原线圈两端加上交变电压u=220sin（100πt）V时，灯泡L1、L2均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表。则下列说法中正确的是（ ）
A．电压表的示数为110V
B．原、副线圈磁通量的变化率之比为1：1
C．若将滑动变阻器的滑片P向上滑动，则电流表示数变大
D．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，则原线圈输入功率变大
三、填空题
12．（2022·福建省龙岩第一中学高二开学考试）图甲为小型交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、总电阻，线圈的两端与阻值为95的电阻R连接，交流电压表为理想电表，时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化，交流发电机产生的电动势的最大值为______V，电阻R实际消耗的功率______W。
13．（2021·四川·威远中学校高二期中）（1）如图为一正弦交变电流的图象，由图可知电流的有效值I=______，电流瞬时值表达式i=______；
（2）如图所示，和是输电线，在图中空圈内填入所用的电表的符号______，若已知变压比为100︰1，变流比为100︰1，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为1000A，则输电线路中的功率为______W。
14．（2021·海南·三亚华侨学校高二期中）实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图所示，该变压器可近似看做理想变压器。某同学欲测量它的初级次级线圈匝数：先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。
(1)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为( )
A．增大涡流，提高变压器的效率
B．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量
C．减小涡流，提高变压器的效率
D．增大铁芯中的电阻，以减小发热量
(2)在次级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为60V，则次级线圈的匝数为_______匝；在初级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为30V，则初级线圈的匝数为________匝。
(3)若初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为u=311sin100πt（V），则与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为___________V。
四、解答题
15．（2021·江苏·高考真题）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为，线圈的匝数为100、面积为，电阻为，若磁体转动的角速度为，线圈中产生的感应电流为。求：
（1）线圈中感应电动势的有效值E；
（2）线圈的输出功率P。
16．（2021·全国·高二课时练习）某研究性学习小组利用风速仪测风速，风速仪的简易装置如图（a）所示。
（1）请根据装置图说明风速仪测风速的原理。
（2）研究小组发现，某一段时间内线圈输出的感应电流波形如图（b）所示，从电流的波形图中，我们可以得到什么有价值的信息？
（3）若电流波形的峰值突然增大了，则说明风速如何变化？
17．（2021·全国·高二课时练习）一台交流发电机的转子线圈共有n匝，线圈框长为、宽为，转子的转动角速度为，磁极间磁场的磁感应强度为B。根据以上条件，你能推导出该发电机电动势最大值的表达式吗？现在知道有一种强永磁材料，叫铷铁硼，用它制成发电机的磁极，磁极间磁场的磁感应强度可增加到原来的k倍。如果保持发电机的结构尺寸和转子转动的角速度不变，那么要使产生的电动势不变，转子线圈需要多少匝？
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参考答案：
1．C
2．C
3．C
4．D
5．C
6．D
7．A
8．B
9．A
10．BD
11．BC
12． 200 190
13． 20sin100πt（A）
14． C 20 40 110
15．（1）；（2）
16.【解析】
（1）当风环在风力作用下发生转动时，永磁体也跟着转动，根据相对运动可知，线圈相对磁场转动，会产生交流电，通过电流测量装置可知风速的大小；
（2）从图中可知风环转动的周期为T，由风力作用产生的感应电流最大值为Im；
（3）根据
Em=NBSω
可知当转速v变大时，则最大感应电动势也变大，所以感应电流峰值也变大；所以若电流波形的峰值突然增大了，则说明风速变大了。
17．，
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