第三章 交变电流 单元复习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 交变电流 单元复习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 823.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-20 16:31:04 | ||
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文档简介
交变电流 单元复习
一、单选题
1．在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2＝22：1，原线圈接u1＝220sin100πt（V）的交变电流，电阻R＝10Ω，电流表、电压表均为理想电表，则（ ）
A．电压表的读数为10V
B．电流表的读数为1A
C．电阻R消耗的功率为10W
D．变压器的输出功率为10W
2．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
3．如图甲所示，为某手机无线充电装置简化工作原理图，充电基座线圈接上如图乙所示的家用交流电，受电线圈接一理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）给手机电池充电，基座线圈与受电线圈的组合可视为理想变压器。已知该手机电池的充电电压为5V，下列说法正确的是（ ）
A．该无线充电装置主要利用了电磁感应中的自感现象
B．家用交流电电流方向每秒变化50次
C．该无线充电装置的输出电压的峰值为
D．基座线圈和受电线圈的匝数比为311：10
4．如图所示，匝数为N的矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO'匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为1：4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，、为定值电阻，为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表、的示数，分别为、；电压表、的示数分别为、。不计线框电阻，下列说法正确的是（ ）
A．从图示位置开始，线框转过180°的过程中，通过线圈的电荷量为0
B．矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为
C．交流电压表的示数为
D．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则变大
5．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为，则（ ）
A．时，线圈平面位于与中性面垂直的位置
B．时，线圈中的电流改变方向
C．时，线圈中的感应电动势最大
D．时，线圈中的电流为0
6．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连，电阻R接在K、L之间。现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈每转过一圈，线圈所受安培力做功为零
B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小
C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且Em=NBSω
D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量最大
7．如图所示，磁感应强度为B的磁场均匀分布，一单匝线框abcd面积为S，在cd边上接有一电容器，现把线框以cd为轴，从上往下看沿顺时针方向以角速度ω旋转180°到虚线位置，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电容器两极板间电压随时间变化关系为U=BSωsinωt
B．电容器上极板先带正电，后带负电
C．电流方向始终是由a流向c
D．若把线框匀速平移到虚线处，过程中电容器不带电
二、多选题
8．目前我国远距离输电已经采用的超高压和的特高压。假设甲、乙两地原来采用的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用的特高压输电，若不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上输送的电流大小增大
B．输电线上由于导线电阻造成的损失电压减小
C．输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小
D．用户得到的电功率增大
9．2021年6月28日，白鹤滩水电站正式并网发电，使用了我国领先全球的特高压输电技术。若发电机的输出电压不变，远距离输电的示意图如图所示。则下列叙述中正确的是（ ）
A．用户接入电路的用电器越多，用电器两端电压越大
B．用户接入电路的用电器越多，发电机的输出功率越大
C．用户接入电路的用电器越多，输电线电阻r消耗功率越大
D．用户接入电路的用电器越多，输电线电阻r两端电压越小
10．原、副线圈匝数比为k的理想变压器，原线圈与定值电阻串联并接入电压有效值恒定的交流电源，副线圈电路中接有理想电压表和最大阻值也为的滑动变阻器R，开始时滑片P位于滑动变阻器中央位置，如图所示。将滑片P向下滑至a点时，滑动变阻器接入电路的阻值为，电压表的示数为；将滑片P向上滑至b点时，滑动变阻器接入电路的阻值为，电压表的示数为，且。下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数比
B．原、副线圈匝数比
C．在将滑片P向下滑至a点的过程中，理想变压器的输出功率先增大后减小
D．在将滑片P向上滑至b点的过程中，理想变压器的输出功率一直增大
11．为某地铁系统供电的变电站示意图如图所示，理想变压器原线圈两端连接有效值为35 kV的电源，两副线圈分别连接牵引电机和照明系统（连接牵引电机的副线圈简称副线圈1，连接照明系统的副线圈简称副线圈2），牵引电机的额定电压为1180V，照明系统的额定电压为220V，S为照明系统中的一条支路的开关。下列说法正确的是（ ）
A．S闭合后，副线圈2两端的电压减小
B．S闭合后，电源的输入功率增大
C．S闭合后，副线圈1中的电流比副线圈2中的电流增加得多
D．原线圈和副线圈1的匝数之比为
12．理想变压器原线圈串接电流表A1连接在电压有效值不变的交流电源上，变压器副线圈连接的电路如图所示，各电表均为理想电表。滑动变阻器滑片P下滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V示数变大 B．电流表A1示数变大
C．电流表A2示数变大 D．电阻R1消耗的电功率减小
三、实验题
13．某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。
(1)下列实验器材必须要用的有______ 选填字母代号。
A．干电池组 B．学生电源 C．多用电表
D．直流电压表 E．滑动电阻器 F．条形磁铁
G．可拆变压器铁芯、两个已知匝数的线圈
(2)下列说法正确的是______ 选填字母代号。
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．要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
C．测量电压时，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
D．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
(3)该同学通过实验得到了如表所示的实验数据，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：______ 。
实验次数 n1/匝 n2/匝 U1/V U2/V
1600 400 12.1 2.9
800 400 10.2 4.95
400 200 11.9 5.92
14．东风中学有一个教学用可拆变压器（可视为理想变压器）。如图所示，它由两个带有绝缘外层的铜质导线绕制而成的线圈A、B组成。章华同学将灯泡（负载）连接到线圈B两端，将学生电源的交流输出端连接到线圈A两端。回答下列问题：
（1）实验时先保持原线圈A的匝数不变，改变副线圈B的匝数，研究其对副线圈电压的影响。再保持副线圈B的匝数不变，研究原线圈A的匝数对副线圈B电压的影响。探究过程采用的实验方法是______。
（2）某次实验时变压器原线圈A、副线圈B的匝数分别为25匝和15匝，该同学用理想电压表测得的副线圈B两端的电压为12V，则用理想电压表测得原线圈A两端的电压为______V。（结果保留一位小数）
（3）该同学通过多次实验发现，原线圈A的输入功率______（填“大于”、“等于”或“小于”）副线圈B的输出功率。
四、解答题
15．如图甲所示为手摇发电机的实物模型，其工作原理可简化为如图乙所示：匀强磁场的磁感应强度大小为T，矩形线圈的总电阻为0.3Ω、匝数为50匝、面积为0.1，可绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。将这台手摇发电机接在理想变压器的原线圈上，副线圈接有规格均为“220V，110W”的灯泡，如图丙所示，现在匀速摇动发电机，使两灯泡均正常发光，已知理想变压器的原、副线圈匝数之比为，电压表为理想交流电表，其余电阻均不计。求：
（1）理想交流电压表的读数；
（2）手摇发电机匀速转动的角速度。
16．如图甲所示为一台小型发电机的示意图，匝数为100匝的线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为，外接灯泡的电阻为。求：
（1）写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；
（2）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功；
（3）从中性面开始转动圈过程中通过灯泡的电荷量。
17．如图所示，为一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电的示意图。已知发电机的输出电功率为10kW，输出电压为250V。两变压器之间输电导线的总电阻为4Ω，向用户供220V交流电，用户得到的功率为发电机输出功率的96%，若变压器是理想变压器。求：
（1）升压变压器原、副线圈的匝数比；
（2）降压变压器原、副线圈的匝数比。
18．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积S=0.03 m2，线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻R=10 Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4=10∶1，若用户区标有“220 V，8.8 kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：
（1）输电线路上损耗的电功率ΔP；
（2）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=1∶8，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．BD
2．B
3．D
4．C
5．A
6．C
7．A
8．BCD
9．BC
10．AD
11．BD
12．BC
13． BCG BC
14． 控制变量法 20.0 等于
15．（1）；（2）10rad/s
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）
18．（1）；（2）
一、单选题
1．在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2＝22：1，原线圈接u1＝220sin100πt（V）的交变电流，电阻R＝10Ω，电流表、电压表均为理想电表，则（ ）
A．电压表的读数为10V
B．电流表的读数为1A
C．电阻R消耗的功率为10W
D．变压器的输出功率为10W
2．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
3．如图甲所示，为某手机无线充电装置简化工作原理图，充电基座线圈接上如图乙所示的家用交流电，受电线圈接一理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）给手机电池充电，基座线圈与受电线圈的组合可视为理想变压器。已知该手机电池的充电电压为5V，下列说法正确的是（ ）
A．该无线充电装置主要利用了电磁感应中的自感现象
B．家用交流电电流方向每秒变化50次
C．该无线充电装置的输出电压的峰值为
D．基座线圈和受电线圈的匝数比为311：10
4．如图所示，匝数为N的矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴OO'匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为1：4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，、为定值电阻，为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表、的示数，分别为、；电压表、的示数分别为、。不计线框电阻，下列说法正确的是（ ）
A．从图示位置开始，线框转过180°的过程中，通过线圈的电荷量为0
B．矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为
C．交流电压表的示数为
D．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则变大
5．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为，则（ ）
A．时，线圈平面位于与中性面垂直的位置
B．时，线圈中的电流改变方向
C．时，线圈中的感应电动势最大
D．时，线圈中的电流为0
6．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一个匝数为N的矩形线圈abcd，线圈面积为S，ab边与磁场垂直，ab边始终与金属滑环K相连，cd边始终与金属滑环L相连，电阻R接在K、L之间。现使矩形线圈以恒定角速度ω，从图示位置绕过ad、bc中点的轴匀速转动，下列说法中正确的是（ ）
A．线圈每转过一圈，线圈所受安培力做功为零
B．线圈转动的角速度越大，通过电阻R的电流越小
C．线圈平面与磁场平行时，瞬时感应电动势最大且Em=NBSω
D．线圈平面与磁场平行时，穿过线圈平面的磁通量最大
7．如图所示，磁感应强度为B的磁场均匀分布，一单匝线框abcd面积为S，在cd边上接有一电容器，现把线框以cd为轴，从上往下看沿顺时针方向以角速度ω旋转180°到虚线位置，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电容器两极板间电压随时间变化关系为U=BSωsinωt
B．电容器上极板先带正电，后带负电
C．电流方向始终是由a流向c
D．若把线框匀速平移到虚线处，过程中电容器不带电
二、多选题
8．目前我国远距离输电已经采用的超高压和的特高压。假设甲、乙两地原来采用的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用的特高压输电，若不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上输送的电流大小增大
B．输电线上由于导线电阻造成的损失电压减小
C．输电线上由于导线电阻造成的损耗电功率减小
D．用户得到的电功率增大
9．2021年6月28日，白鹤滩水电站正式并网发电，使用了我国领先全球的特高压输电技术。若发电机的输出电压不变，远距离输电的示意图如图所示。则下列叙述中正确的是（ ）
A．用户接入电路的用电器越多，用电器两端电压越大
B．用户接入电路的用电器越多，发电机的输出功率越大
C．用户接入电路的用电器越多，输电线电阻r消耗功率越大
D．用户接入电路的用电器越多，输电线电阻r两端电压越小
10．原、副线圈匝数比为k的理想变压器，原线圈与定值电阻串联并接入电压有效值恒定的交流电源，副线圈电路中接有理想电压表和最大阻值也为的滑动变阻器R，开始时滑片P位于滑动变阻器中央位置，如图所示。将滑片P向下滑至a点时，滑动变阻器接入电路的阻值为，电压表的示数为；将滑片P向上滑至b点时，滑动变阻器接入电路的阻值为，电压表的示数为，且。下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数比
B．原、副线圈匝数比
C．在将滑片P向下滑至a点的过程中，理想变压器的输出功率先增大后减小
D．在将滑片P向上滑至b点的过程中，理想变压器的输出功率一直增大
11．为某地铁系统供电的变电站示意图如图所示，理想变压器原线圈两端连接有效值为35 kV的电源，两副线圈分别连接牵引电机和照明系统（连接牵引电机的副线圈简称副线圈1，连接照明系统的副线圈简称副线圈2），牵引电机的额定电压为1180V，照明系统的额定电压为220V，S为照明系统中的一条支路的开关。下列说法正确的是（ ）
A．S闭合后，副线圈2两端的电压减小
B．S闭合后，电源的输入功率增大
C．S闭合后，副线圈1中的电流比副线圈2中的电流增加得多
D．原线圈和副线圈1的匝数之比为
12．理想变压器原线圈串接电流表A1连接在电压有效值不变的交流电源上，变压器副线圈连接的电路如图所示，各电表均为理想电表。滑动变阻器滑片P下滑过程中，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V示数变大 B．电流表A1示数变大
C．电流表A2示数变大 D．电阻R1消耗的电功率减小
三、实验题
13．某同学在实验室进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数关系”的实验。
(1)下列实验器材必须要用的有______ 选填字母代号。
A．干电池组 B．学生电源 C．多用电表
D．直流电压表 E．滑动电阻器 F．条形磁铁
G．可拆变压器铁芯、两个已知匝数的线圈
(2)下列说法正确的是______ 选填字母代号。
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．要研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，应该保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数
C．测量电压时，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
D．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
(3)该同学通过实验得到了如表所示的实验数据，表中n1、n2分别为原、副线圈的匝数，U1、U2分别为原、副线圈的电压，通过实验数据分析可以得到的实验结论是：______ 。
实验次数 n1/匝 n2/匝 U1/V U2/V
1600 400 12.1 2.9
800 400 10.2 4.95
400 200 11.9 5.92
14．东风中学有一个教学用可拆变压器（可视为理想变压器）。如图所示，它由两个带有绝缘外层的铜质导线绕制而成的线圈A、B组成。章华同学将灯泡（负载）连接到线圈B两端，将学生电源的交流输出端连接到线圈A两端。回答下列问题：
（1）实验时先保持原线圈A的匝数不变，改变副线圈B的匝数，研究其对副线圈电压的影响。再保持副线圈B的匝数不变，研究原线圈A的匝数对副线圈B电压的影响。探究过程采用的实验方法是______。
（2）某次实验时变压器原线圈A、副线圈B的匝数分别为25匝和15匝，该同学用理想电压表测得的副线圈B两端的电压为12V，则用理想电压表测得原线圈A两端的电压为______V。（结果保留一位小数）
（3）该同学通过多次实验发现，原线圈A的输入功率______（填“大于”、“等于”或“小于”）副线圈B的输出功率。
四、解答题
15．如图甲所示为手摇发电机的实物模型，其工作原理可简化为如图乙所示：匀强磁场的磁感应强度大小为T，矩形线圈的总电阻为0.3Ω、匝数为50匝、面积为0.1，可绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。将这台手摇发电机接在理想变压器的原线圈上，副线圈接有规格均为“220V，110W”的灯泡，如图丙所示，现在匀速摇动发电机，使两灯泡均正常发光，已知理想变压器的原、副线圈匝数之比为，电压表为理想交流电表，其余电阻均不计。求：
（1）理想交流电压表的读数；
（2）手摇发电机匀速转动的角速度。
16．如图甲所示为一台小型发电机的示意图，匝数为100匝的线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为，外接灯泡的电阻为。求：
（1）写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；
（2）线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功；
（3）从中性面开始转动圈过程中通过灯泡的电荷量。
17．如图所示，为一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电的示意图。已知发电机的输出电功率为10kW，输出电压为250V。两变压器之间输电导线的总电阻为4Ω，向用户供220V交流电，用户得到的功率为发电机输出功率的96%，若变压器是理想变压器。求：
（1）升压变压器原、副线圈的匝数比；
（2）降压变压器原、副线圈的匝数比。
18．如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈abcd匝数N=100匝，面积S=0.03 m2，线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，输电导线的总电阻R=10 Ω，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4=10∶1，若用户区标有“220 V，8.8 kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻r不可忽略。求：
（1）输电线路上损耗的电功率ΔP；
（2）若升压变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=1∶8，交流发电机线圈电阻r上的热功率与输电线上损耗的电功率之比。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．BD
2．B
3．D
4．C
5．A
6．C
7．A
8．BCD
9．BC
10．AD
11．BD
12．BC
13． BCG BC
14． 控制变量法 20.0 等于
15．（1）；（2）10rad/s
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）
18．（1）；（2）