第三章 交变电流 章末综合检测（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 交变电流 章末综合检测（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 712.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-19 07:35:03 | ||
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文档简介
人教版（2019）选择性必修第二册 第三章 章末综合检测
一、单选题
1．下列说法中不正确的是
A．理想变压器原、副线圈匝数比4∶1，原线圈接入220V交流电压，副线圈的电压为55V
B．描述电场的电场线是客观存在的
C．光敏电阻的电阻值会随光照的强度的变化而改变
D．电场对放入其中的电荷有力的作用
2．在远距离输电时，若保持发电厂的输出功率不变，输电线路的电阻不变，变压器的匝数比不变，将输送电压增大到原来的10倍，则输电线上损失的功率变为原来的（ ）
A．0.1倍 B．0.01倍
C．10倍 D．100倍
3．远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到n倍，则（ ）
A．输电线上的电压损失增大
B．输电线上的电能损失增大
C．输电线上的电压损失不变
D．输电线上的电功率损失减少到原来的
4．将一条形磁铁分两次插入同一闭合线圈中，两次插入的时间之比为2∶1，则两次( )
A．产生的感应电动势之比为2∶1
B．产生的电动势之比为1∶2
C．产生的电动势之比为1∶1
D．无法确定
5．如图所示，由同种材料制成的粗细均匀的正方形金属线框以恒定速度向右通过有理想边界的匀强磁场，开始时线框的ab边恰与磁场边界重合，磁场宽度大于正方形的边长，则线框中a、b两点间电势差Uab随时间变化的图线是下图中的（ ）
A． B． C． D．
6．关于生产和生活中的交流电，下列说法正确的是（ ）
A．在一个周期内，交流电的方向改变一次
B．交流用电设备上标出的电压和电流值是有效值
C．某正弦交流电压的最大值为311V，则该交流电压的最小值为-311V
D．用交流电表测交变电流和电压时，测得的是交变电流和电压的最大值
7．如图甲所示,理想变压器原、副线图的匝数之比 .电阻R=5Ω.L1、L2、L3为三个完全相同的小灯泡,S1、S2为开关,原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S1闭合,S2断开,此时L1正常发光.下列说法正确的是（ ）
A．输入电压u的表达式u=10sin5πt(V)
B．R消耗的电功率为0.2W
C．若S1、S2均闭合,三个小灯泡均正常发光
D．若S1、S2均断开,三个小灯泡均正常发光
8．无线充电器能给手机充电正是因为两者内部有线圈存在，当电源的电流通过无线充电器的送电线圈会产生变化的磁场，手机端的受电线圈靠近该磁场就会产生电流，双方密切配合，手机成功无线充电。如图为自制的简易无线充电装置，由一个电磁炉（发射线圈）、一个接收线圈、一个二极管、一个车载充电器构成，发射线圈接收线圈匝数比n1：n2＝10：1，若电磁炉两端所加电压为u＝220sin314t（V），不考虑充电过程中的各种能量损失。则下列说法正确的是（ ）
A．通过车载充电器的电流为交流电 B．通过车载充电器的电流方向周期性地变化
C．车载充电器两端电压的有效值约为22V D．车载充电器两端电压的有效值约为V
二、多选题
9．如图所示，水平传送带以水平速度v顺时针运转，在传送带的左端相隔一定时间轻轻放置材料相同质量均为m的金属杆a和b，杆与传送带之间的动摩擦因数为μ，每根金属杆运动到传送带的右端前就与传送带相对静止了，传送带右侧与两光滑平行金属导轨平滑连接；导轨与水平面间夹角为30o，两虚线EF、GH之间有垂直导轨平面向下的匀强磁场，EF、GH之间宽度为L,已知两杆与导轨接触良好，金属杆a进入磁场后恰好做匀速直线运动，金属杆a离开磁场时，金属杆b恰好进入磁场．下列说法正确的是
A．传送带对每根金属杆做的功为mv2
B．传送带克服摩擦力做的功为mv2
C．金属杆b进入磁场后做匀速运动
D．两杆在穿过磁场的过程中，回路中产生的总热量为mgL
10．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻阻值为r的正方形线图abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴转动，轴垂直于磁感线，图示位置线圈平面与磁场平行，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数比，副线圈接有阻值为R的电阻，电表均为理想电表，若线圈保持以恒定角速度转动，下列判断正确的是（ ）
A．在图示位置时线框中磁通量最大，感应电动势也为零
B．电流表A的示数为
C．电压表V示数等于
D．在矩形线圈转一周的过程中，电阻R产生的焦耳热为
11．阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上．以下说法中正确的是 （ ）
A．电压的有效值为10V
B．通过电阻的电流有效值为A
C．电阻消耗电功率为5W
D．电阻每秒种产生的热量为10J
12．如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1．原线圈接入一电压为u＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω的负载电阻．若U0＝220V，ω＝100π Hz，则下述结论正确的是 （ ）
A．副线圈中电压表的读数为55 V
B．副线圈中输出交流电的周期为
C．原线圈中电流表的读数为0.5 A
D．原线圈中的输入功率为
三、实验题
13．理想变压器是指在变压器变压的过程中，线圈和铁芯不损耗能量、磁场被束缚在铁芯内不外漏的变压器．现有一个理想变压器、一个原线圈（匝数为n1）和一个副线圈（匝数为n2）。甲、乙两位同学想探究这个理想变压器的原、副线圈两端的电压与线圈匝数的关系。
（1）甲同学的猜想是U1∶U2＝n1∶n2；乙同学的猜想是U1∶U2＝n2∶n1.你认为猜想合理的同学是________，你做出上述判断所依据的物理规律是_________。
（2）为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来探究。为保证实验安全、有效地进行，应选用________电源。
（3）在实验时，若采用多用电表进行测量，应先将选择开关置于________挡，并选用________量程进行试测，大致确定被测数据后，再先用适当的量程进行测量。
14．物理研究课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示：
(1)下列说法正确的是____；
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
E.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
F.变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用
(2)如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是____。
A．与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力
B．若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变
C．若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起
四、解答题
15．如图所示，用均匀导线弯成一个单匝的正方形闭合线框abcd，线框每边长为8cm，每边的电阻值为0.01Ω，把线框放在磁感应强度为B =0.05T的匀强磁场中，并使它绕轴OO’以转速n =(50/π)r/s匀速旋转，旋转方向如图所示，轴且在线框平面内．已知线框的Ob =3 Oa，，当线框平面转至与B平行的瞬间，
(1)每条边产生的感应电动势的大小各是多少？
(2)感应电流大小是多少？在图中标出感应电流的方向；
(3)如图所示计时开始，求从线圈转过过程中，通过线框电阻的电荷量是多少
16．如图所示为一交变电压随时间的变化图象，求交变电压的有效值。
17．一小型发电机输出功率为50kW，输出电压为240V。现用一台升压变压器使其升压，至用户处再用一台降压变压器降到所需要的220V。输电线总电阻为30，损失电功率为总功率的6%。若变压器是理想的，求这两台变压器原、副线的匝数比。
18．如图所示，一理想变压器原线圈输入电压u=2200sin100tV，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，10W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光，导线电阻不计．求:
(1)变压器原、副线圈匝数比n1:n2；
(2)通过每个灯泡的最大电流Im；
(3)电流表A的示数IA．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
理想变压器的电压与匝数成正比，由，代入数据解得：U2=55V，故A说法正确；电场线是为了形象描述电场而假象的线，故B说法错误；光敏电阻的电阻值会随光照的强度的变化而改变，故C说法正确；电场的性质，对对放入其中的电荷有力的作用，与是否运动无关，故D说法正确．所以选B．
2．B
【解析】
【详解】
根据P=UI得则输电导线上损失的功率为
输出电压提高到原来的10倍，则损失的功率变为原来的
故选B。
3．D
【解析】
【详解】
AC．在输送功率一定时，由
I =
知，电压提高到n倍，则电流变为原来的，电压损失减为原来的，AC错误；
BD．由
P损 = I2R
知，功率损失减为原来的，B错误、D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
根据法拉第电磁感应定律，两次插入磁通量变化相同，时间之比为2∶1，产生的感应电动势之比为1∶2，B正确，ACD错误．
故选B．
5．A
【解析】
【详解】
线框向右匀速穿越磁场区域的过程可分为三个阶段：第一阶段（进入过程），ab是电源，外电阻R=3r（每一边的电阻为r），Uab等于路端电压U1=E；第二阶段（线框整体在磁场中平动过程），ab及dc都是电源，并且是完全相同的电源，回路中虽无感应电流，但U2=E；第三阶段（离开过程），dc是电源，路端电压Udc=E，因此Uab为路端电压Udc的，即U3=E。
故选A。
6．B
【解析】
【详解】
A． 在一个周期内，交流电的方向改变二次，故A错误；
BD．用交流电表测交变电流和电压测得的数值以及交流用电设备上标出的电压和电流值是有效值，故B正确，D错误；
C． 某正弦交流电压的最大值为311V，则该交流电压的最小值为0，故C错误；
故选B。
7．C
【解析】
【详解】
A、由图可知周期，则有，所以输入电压u的表达式应为，故选项A错误；
B、将S1闭合，S2断开，根据变压器的电压与匝数关系可知电阻R电压有效值为，R消耗的电功率为，故选项B错误；
CD、将S1闭合，S2断开时，小灯泡L2与L3短路，此时小灯泡L1两端电压等于，正常发光；若S1、S2均闭合，三个小灯泡并联，此时三个小灯泡两端电压都等于，正常发光；若S1、S2均断开，三个小灯泡串联，此时三个小灯泡两端电压都等于，不能正常发光；故选项C正确，D错误；
8．D
【解析】
【详解】
AB．接收线圈与车载充电器之间连接一个二极管，二极管具有单向导电性，一个周期内只有半个周期的交流电能通过二极管，所以通过车载充电器的电流方向不变，不是交流电，AB错误；
CD．由
可得接收线圈的电压有效值为
由电流的热效应可得
解得车载充电器两端电压的有效值约为
C错误，D正确。
故选D。
9．ACD
【解析】
【详解】
试题分析：由动能定理知摩擦力对每根金属杆做的为μmgx1=mv2.A正确；每根金属杆在传送带上的滑行时间t=，传送带匀速运动的位移x2=vt=2x1，则传送带克服摩擦力做的功为W=μmgx2=mv2，B错误；因为“金属杆b进入磁场时的速度与金属杆a进入磁场时的速度相同，金属杆a进入磁场后做匀速直线运动，且金属杆a离开磁场时，金属杆b恰好进入磁场”，所以可判断金属杆b进入磁场后也做匀速直线运动，选项C正确．根据能量守恒定律可得，回路中产生的总热量Q=2mgsin30o·L=mgL，选项D正确.
考点：本题考查动能定理和电磁感应中的能量守恒．
10．BD
【解析】
【详解】
A．在图示位置时线框中磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故A错误；
B．电流表A的示数为有效值，设为，则有
根据能量守恒定律，可得
又因为
联立求得
故B正确；
C．电压表V示数为有效值，设为有
可得
故C错误；
D．在矩形线圈转一周的过程中，电阻R产生的焦耳热为
可得
故D正确。
故选BD。
11．BC
【解析】
【详解】
由U-t图象，交流电压最大值为10V，有效值．故A错误．通过电阻的电流．故B正确．根据，知电阻消耗的电功率．故C正确，电阻每秒产生热量．故D错误．
故选BC．
12．AC
【解析】
【详解】
试题分析：原线圈电压有效值为：.故变压器次级电压：55V，选项A正确；交流电的周期：，选项B错误；变压器输出功率：，故变压器原线圈中的输入功率为110W，选项D错误；原线圈中电流表的读数为，选项D正确；故选AD.
考点：变压器；交流电的有效值.；电功率
13． 甲 法拉第电磁感应定律 低压（一般低于12 V）交流 交流电压 最大
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]由变压器的工作原理可知，猜想合理的同学是甲同学．做出上述判断依据的物理规律是法拉第电磁感应定律．
（2）[3]为了保证实验安全、有效地进行，应选用低压（一般低于12 V）交流电源．
（3）[4][5]使用多用电表时，应先将选择开关置于交流电压挡，并先用最大量程进行试测．
14． CDF AC
【解析】
【详解】
(1)[1]A．为确保实验安全，实验中要求副线圈匝数小于原线圈匝数，使得次级电压较小，故A错误；
B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”测量，故B错误；
C．实验时可采用控制变量法，先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；
D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，防止烧坏电压表，故D正确；
E．变压器开始正常工作后，通过电磁感应，把电能由原线圈输送到副线圈，故E错误；
F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，故F正确。
故选CDF。
(2)[2]A．变压器线圈通电压会产生磁场，而变压器上端的横条相当于磁铁，下端对横条有吸引力作用，因此与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力，故A正确；
B．仅增加原线圈匝数，次级电压将减小，小灯泡亮度将变暗，故B错误；
C．若仅增加副线圈绕制的圈数，副线圈电压升，小灯泡消耗的功率变大，学生电源输出的功率变大，有可能使学生电源的过载指示灯会亮起，故C正确。
故选AC。
15．(1)Ebc =0.024V，Ead =0.008V； (2)I =0.8A，电流方向为b→c→d→a→b ；(3)q=0.004C
【解析】
【详解】
(1)设线圈的长度为L，每边阻值为R，
ω= 2πn = 2π×=100rad/s
则cb段
E1 = BLv1 = BLω = 0.024V
ad段
E2 = BLv2 = BLω= 0.008V
(2)电路中的感应电流
I = = 0.8A
根据楞次定律可知，电流方向为b→c→d→a→b，如图所示
(3)由电量公式
q =I t === 0.004C
【点睛】
本题主要考查了法拉第电磁感应定律及楞次定律的直接应用，注意转动过程中cb段和ad段切割磁感线，产生感应电动势，要求同学们能根据楞次定律判断电流方向。
16．
【解析】
【分析】
【详解】
将该交变电压加在电阻R的两端，则在一个周期内，电阻R上产生的热量为
如果该电阻两端是一个恒定的直流电压U，且在相同的时间T内产生了相同的热量，则
对比可得
解得
即该交变电压的有效值为。
17． ，
【解析】
【分析】
【详解】
用高压输送时，示意图如下图所示
要求
输电电流
故输电线上的电流为10A
发电站升压后输电电压
升压变压器匝数比
输电线上损失的电压
到达用户输入变压器电压
降压变化器的匝数比
18．(1) (2) (3)
【解析】
【详解】
试题分析：（1）根据，即可求出变压器原、副线圈匝数比；（2）根据根据P=UI求出灯泡的电流，通过的是正弦式交流电，则根据求最大值；（3）电流表A的示数为副线圈两个灯泡电流之和．
（1）变压器原、副线圈匝数比
又、，
解得：
（2）根据P=UI，得灯泡电流
又
解得：
（3）由图可知，电流表A的示数
【点睛】本题考查了变压器的使用原理和交流电的相关知识，解题的关键就是要理解变压器原副线圈的电压与匝数成正比，并且知道电流表的示数为副线圈的总电流．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．下列说法中不正确的是
A．理想变压器原、副线圈匝数比4∶1，原线圈接入220V交流电压，副线圈的电压为55V
B．描述电场的电场线是客观存在的
C．光敏电阻的电阻值会随光照的强度的变化而改变
D．电场对放入其中的电荷有力的作用
2．在远距离输电时，若保持发电厂的输出功率不变，输电线路的电阻不变，变压器的匝数比不变，将输送电压增大到原来的10倍，则输电线上损失的功率变为原来的（ ）
A．0.1倍 B．0.01倍
C．10倍 D．100倍
3．远距离输送一定功率的交流电，若输送电压提高到n倍，则（ ）
A．输电线上的电压损失增大
B．输电线上的电能损失增大
C．输电线上的电压损失不变
D．输电线上的电功率损失减少到原来的
4．将一条形磁铁分两次插入同一闭合线圈中，两次插入的时间之比为2∶1，则两次( )
A．产生的感应电动势之比为2∶1
B．产生的电动势之比为1∶2
C．产生的电动势之比为1∶1
D．无法确定
5．如图所示，由同种材料制成的粗细均匀的正方形金属线框以恒定速度向右通过有理想边界的匀强磁场，开始时线框的ab边恰与磁场边界重合，磁场宽度大于正方形的边长，则线框中a、b两点间电势差Uab随时间变化的图线是下图中的（ ）
A． B． C． D．
6．关于生产和生活中的交流电，下列说法正确的是（ ）
A．在一个周期内，交流电的方向改变一次
B．交流用电设备上标出的电压和电流值是有效值
C．某正弦交流电压的最大值为311V，则该交流电压的最小值为-311V
D．用交流电表测交变电流和电压时，测得的是交变电流和电压的最大值
7．如图甲所示,理想变压器原、副线图的匝数之比 .电阻R=5Ω.L1、L2、L3为三个完全相同的小灯泡,S1、S2为开关,原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示.现将S1闭合,S2断开,此时L1正常发光.下列说法正确的是（ ）
A．输入电压u的表达式u=10sin5πt(V)
B．R消耗的电功率为0.2W
C．若S1、S2均闭合,三个小灯泡均正常发光
D．若S1、S2均断开,三个小灯泡均正常发光
8．无线充电器能给手机充电正是因为两者内部有线圈存在，当电源的电流通过无线充电器的送电线圈会产生变化的磁场，手机端的受电线圈靠近该磁场就会产生电流，双方密切配合，手机成功无线充电。如图为自制的简易无线充电装置，由一个电磁炉（发射线圈）、一个接收线圈、一个二极管、一个车载充电器构成，发射线圈接收线圈匝数比n1：n2＝10：1，若电磁炉两端所加电压为u＝220sin314t（V），不考虑充电过程中的各种能量损失。则下列说法正确的是（ ）
A．通过车载充电器的电流为交流电 B．通过车载充电器的电流方向周期性地变化
C．车载充电器两端电压的有效值约为22V D．车载充电器两端电压的有效值约为V
二、多选题
9．如图所示，水平传送带以水平速度v顺时针运转，在传送带的左端相隔一定时间轻轻放置材料相同质量均为m的金属杆a和b，杆与传送带之间的动摩擦因数为μ，每根金属杆运动到传送带的右端前就与传送带相对静止了，传送带右侧与两光滑平行金属导轨平滑连接；导轨与水平面间夹角为30o，两虚线EF、GH之间有垂直导轨平面向下的匀强磁场，EF、GH之间宽度为L,已知两杆与导轨接触良好，金属杆a进入磁场后恰好做匀速直线运动，金属杆a离开磁场时，金属杆b恰好进入磁场．下列说法正确的是
A．传送带对每根金属杆做的功为mv2
B．传送带克服摩擦力做的功为mv2
C．金属杆b进入磁场后做匀速运动
D．两杆在穿过磁场的过程中，回路中产生的总热量为mgL
10．如图所示，边长为L、匝数为N，电阻阻值为r的正方形线图abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴转动，轴垂直于磁感线，图示位置线圈平面与磁场平行，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数比，副线圈接有阻值为R的电阻，电表均为理想电表，若线圈保持以恒定角速度转动，下列判断正确的是（ ）
A．在图示位置时线框中磁通量最大，感应电动势也为零
B．电流表A的示数为
C．电压表V示数等于
D．在矩形线圈转一周的过程中，电阻R产生的焦耳热为
11．阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上．以下说法中正确的是 （ ）
A．电压的有效值为10V
B．通过电阻的电流有效值为A
C．电阻消耗电功率为5W
D．电阻每秒种产生的热量为10J
12．如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1．原线圈接入一电压为u＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω的负载电阻．若U0＝220V，ω＝100π Hz，则下述结论正确的是 （ ）
A．副线圈中电压表的读数为55 V
B．副线圈中输出交流电的周期为
C．原线圈中电流表的读数为0.5 A
D．原线圈中的输入功率为
三、实验题
13．理想变压器是指在变压器变压的过程中，线圈和铁芯不损耗能量、磁场被束缚在铁芯内不外漏的变压器．现有一个理想变压器、一个原线圈（匝数为n1）和一个副线圈（匝数为n2）。甲、乙两位同学想探究这个理想变压器的原、副线圈两端的电压与线圈匝数的关系。
（1）甲同学的猜想是U1∶U2＝n1∶n2；乙同学的猜想是U1∶U2＝n2∶n1.你认为猜想合理的同学是________，你做出上述判断所依据的物理规律是_________。
（2）为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来探究。为保证实验安全、有效地进行，应选用________电源。
（3）在实验时，若采用多用电表进行测量，应先将选择开关置于________挡，并选用________量程进行试测，大致确定被测数据后，再先用适当的量程进行测量。
14．物理研究课上，同学们用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。可拆变压器如图甲、乙所示：
(1)下列说法正确的是____；
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
E.变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
F.变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用
(2)如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡。下列说法正确的是____。
A．与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力
B．若仅增加原线圈绕制的圈数，小灯泡的亮度将保持不变
C．若仅增加副线圈绕制的圈数，学生电源的过载指示灯可能会亮起
四、解答题
15．如图所示，用均匀导线弯成一个单匝的正方形闭合线框abcd，线框每边长为8cm，每边的电阻值为0.01Ω，把线框放在磁感应强度为B =0.05T的匀强磁场中，并使它绕轴OO’以转速n =(50/π)r/s匀速旋转，旋转方向如图所示，轴且在线框平面内．已知线框的Ob =3 Oa，，当线框平面转至与B平行的瞬间，
(1)每条边产生的感应电动势的大小各是多少？
(2)感应电流大小是多少？在图中标出感应电流的方向；
(3)如图所示计时开始，求从线圈转过过程中，通过线框电阻的电荷量是多少
16．如图所示为一交变电压随时间的变化图象，求交变电压的有效值。
17．一小型发电机输出功率为50kW，输出电压为240V。现用一台升压变压器使其升压，至用户处再用一台降压变压器降到所需要的220V。输电线总电阻为30，损失电功率为总功率的6%。若变压器是理想的，求这两台变压器原、副线的匝数比。
18．如图所示，一理想变压器原线圈输入电压u=2200sin100tV，变压器副线圈接有理想电流表A和规格均为“220V，10W”的两个灯泡，灯泡恰好正常发光，导线电阻不计．求:
(1)变压器原、副线圈匝数比n1:n2；
(2)通过每个灯泡的最大电流Im；
(3)电流表A的示数IA．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
理想变压器的电压与匝数成正比，由，代入数据解得：U2=55V，故A说法正确；电场线是为了形象描述电场而假象的线，故B说法错误；光敏电阻的电阻值会随光照的强度的变化而改变，故C说法正确；电场的性质，对对放入其中的电荷有力的作用，与是否运动无关，故D说法正确．所以选B．
2．B
【解析】
【详解】
根据P=UI得则输电导线上损失的功率为
输出电压提高到原来的10倍，则损失的功率变为原来的
故选B。
3．D
【解析】
【详解】
AC．在输送功率一定时，由
I =
知，电压提高到n倍，则电流变为原来的，电压损失减为原来的，AC错误；
BD．由
P损 = I2R
知，功率损失减为原来的，B错误、D正确。
故选D。
4．B
【解析】
【详解】
根据法拉第电磁感应定律，两次插入磁通量变化相同，时间之比为2∶1，产生的感应电动势之比为1∶2，B正确，ACD错误．
故选B．
5．A
【解析】
【详解】
线框向右匀速穿越磁场区域的过程可分为三个阶段：第一阶段（进入过程），ab是电源，外电阻R=3r（每一边的电阻为r），Uab等于路端电压U1=E；第二阶段（线框整体在磁场中平动过程），ab及dc都是电源，并且是完全相同的电源，回路中虽无感应电流，但U2=E；第三阶段（离开过程），dc是电源，路端电压Udc=E，因此Uab为路端电压Udc的，即U3=E。
故选A。
6．B
【解析】
【详解】
A． 在一个周期内，交流电的方向改变二次，故A错误；
BD．用交流电表测交变电流和电压测得的数值以及交流用电设备上标出的电压和电流值是有效值，故B正确，D错误；
C． 某正弦交流电压的最大值为311V，则该交流电压的最小值为0，故C错误；
故选B。
7．C
【解析】
【详解】
A、由图可知周期，则有，所以输入电压u的表达式应为，故选项A错误；
B、将S1闭合，S2断开，根据变压器的电压与匝数关系可知电阻R电压有效值为，R消耗的电功率为，故选项B错误；
CD、将S1闭合，S2断开时，小灯泡L2与L3短路，此时小灯泡L1两端电压等于，正常发光；若S1、S2均闭合，三个小灯泡并联，此时三个小灯泡两端电压都等于，正常发光；若S1、S2均断开，三个小灯泡串联，此时三个小灯泡两端电压都等于，不能正常发光；故选项C正确，D错误；
8．D
【解析】
【详解】
AB．接收线圈与车载充电器之间连接一个二极管，二极管具有单向导电性，一个周期内只有半个周期的交流电能通过二极管，所以通过车载充电器的电流方向不变，不是交流电，AB错误；
CD．由
可得接收线圈的电压有效值为
由电流的热效应可得
解得车载充电器两端电压的有效值约为
C错误，D正确。
故选D。
9．ACD
【解析】
【详解】
试题分析：由动能定理知摩擦力对每根金属杆做的为μmgx1=mv2.A正确；每根金属杆在传送带上的滑行时间t=，传送带匀速运动的位移x2=vt=2x1，则传送带克服摩擦力做的功为W=μmgx2=mv2，B错误；因为“金属杆b进入磁场时的速度与金属杆a进入磁场时的速度相同，金属杆a进入磁场后做匀速直线运动，且金属杆a离开磁场时，金属杆b恰好进入磁场”，所以可判断金属杆b进入磁场后也做匀速直线运动，选项C正确．根据能量守恒定律可得，回路中产生的总热量Q=2mgsin30o·L=mgL，选项D正确.
考点：本题考查动能定理和电磁感应中的能量守恒．
10．BD
【解析】
【详解】
A．在图示位置时线框中磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故A错误；
B．电流表A的示数为有效值，设为，则有
根据能量守恒定律，可得
又因为
联立求得
故B正确；
C．电压表V示数为有效值，设为有
可得
故C错误；
D．在矩形线圈转一周的过程中，电阻R产生的焦耳热为
可得
故D正确。
故选BD。
11．BC
【解析】
【详解】
由U-t图象，交流电压最大值为10V，有效值．故A错误．通过电阻的电流．故B正确．根据，知电阻消耗的电功率．故C正确，电阻每秒产生热量．故D错误．
故选BC．
12．AC
【解析】
【详解】
试题分析：原线圈电压有效值为：.故变压器次级电压：55V，选项A正确；交流电的周期：，选项B错误；变压器输出功率：，故变压器原线圈中的输入功率为110W，选项D错误；原线圈中电流表的读数为，选项D正确；故选AD.
考点：变压器；交流电的有效值.；电功率
13． 甲 法拉第电磁感应定律 低压（一般低于12 V）交流 交流电压 最大
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]由变压器的工作原理可知，猜想合理的同学是甲同学．做出上述判断依据的物理规律是法拉第电磁感应定律．
（2）[3]为了保证实验安全、有效地进行，应选用低压（一般低于12 V）交流电源．
（3）[4][5]使用多用电表时，应先将选择开关置于交流电压挡，并先用最大量程进行试测．
14． CDF AC
【解析】
【详解】
(1)[1]A．为确保实验安全，实验中要求副线圈匝数小于原线圈匝数，使得次级电压较小，故A错误；
B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”测量，故B错误；
C．实验时可采用控制变量法，先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；
D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，防止烧坏电压表，故D正确；
E．变压器开始正常工作后，通过电磁感应，把电能由原线圈输送到副线圈，故E错误；
F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，故F正确。
故选CDF。
(2)[2]A．变压器线圈通电压会产生磁场，而变压器上端的横条相当于磁铁，下端对横条有吸引力作用，因此与变压器未通电时相比较，此时若将可拆变压器上端的横条铁芯取下将更费力，故A正确；
B．仅增加原线圈匝数，次级电压将减小，小灯泡亮度将变暗，故B错误；
C．若仅增加副线圈绕制的圈数，副线圈电压升，小灯泡消耗的功率变大，学生电源输出的功率变大，有可能使学生电源的过载指示灯会亮起，故C正确。
故选AC。
15．(1)Ebc =0.024V，Ead =0.008V； (2)I =0.8A，电流方向为b→c→d→a→b ；(3)q=0.004C
【解析】
【详解】
(1)设线圈的长度为L，每边阻值为R，
ω= 2πn = 2π×=100rad/s
则cb段
E1 = BLv1 = BLω = 0.024V
ad段
E2 = BLv2 = BLω= 0.008V
(2)电路中的感应电流
I = = 0.8A
根据楞次定律可知，电流方向为b→c→d→a→b，如图所示
(3)由电量公式
q =I t === 0.004C
【点睛】
本题主要考查了法拉第电磁感应定律及楞次定律的直接应用，注意转动过程中cb段和ad段切割磁感线，产生感应电动势，要求同学们能根据楞次定律判断电流方向。
16．
【解析】
【分析】
【详解】
将该交变电压加在电阻R的两端，则在一个周期内，电阻R上产生的热量为
如果该电阻两端是一个恒定的直流电压U，且在相同的时间T内产生了相同的热量，则
对比可得
解得
即该交变电压的有效值为。
17． ，
【解析】
【分析】
【详解】
用高压输送时，示意图如下图所示
要求
输电电流
故输电线上的电流为10A
发电站升压后输电电压
升压变压器匝数比
输电线上损失的电压
到达用户输入变压器电压
降压变化器的匝数比
18．(1) (2) (3)
【解析】
【详解】
试题分析：（1）根据，即可求出变压器原、副线圈匝数比；（2）根据根据P=UI求出灯泡的电流，通过的是正弦式交流电，则根据求最大值；（3）电流表A的示数为副线圈两个灯泡电流之和．
（1）变压器原、副线圈匝数比
又、，
解得：
（2）根据P=UI，得灯泡电流
又
解得：
（3）由图可知，电流表A的示数
【点睛】本题考查了变压器的使用原理和交流电的相关知识，解题的关键就是要理解变压器原副线圈的电压与匝数成正比，并且知道电流表的示数为副线圈的总电流．
答案第1页，共2页
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