第三章 交变电流与远距离输电 单元测试卷（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 交变电流与远距离输电 单元测试卷（Word版含答案） |
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| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1023.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-21 00:00:00 | ||
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文档简介
第3章 交变电流与远距离输电 同步测试卷
一、单选题
1．（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
2．（2022·全国·高三阶段练习）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为，定值电阻，滑动变阻器，图中电流表、电压表均为理想电表．在端输入电压有效值恒定的交变电流，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，则（ ）
A．电压表示数减小 B．电流表示数减小
C．消耗的功率减小 D．电源的输出功率减小
3．（2022·江苏省睢宁高级中学北校（睢宁县第一中学）高二阶段练习）我国新能源汽车产业的高速增长使得市场对充电桩的需求越来越大，解决充电难题已经刻不容缓。无线充电的建设成本更低，并且不受场地限制等因素的影响，是解决充电难的途径之一、如图所示是某无线充电接收端电流经电路初步处理后的I-t图象，其中负半轴两段图像为正弦函数图像的一部分，则该交变电流的有效值为（ ）
A．3A B． C． D．
4．（2022·河北·高三学业考试）在如图所示的电路中，理想变压器原线圈的匝数大于副线圈的匝数，该电路输入端接在有效值为U的交流电源上。当滑动变阻器的滑片向下滑动时，变压器输出端的功率与电源输入端的功率之比的变化情况是（ ）
A．变小 B．不变 C．变大 D．不确定
5．（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
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
二、多选题
7．（2022·海南·高三学业考试）如图所示，理想变压器原线圈有1、2、3三个端子，副线圈与定值电阻R相连，交变电源的电压有效值恒定不变。当1、3接电源时，理想电流表读数为I1，定值电阻R消耗的功率为P1；当2、3接电源时，电流表读数为I2，定值电阻R消耗的功率为P2，下面说法正确的是（ ）
A．I1>I2 B．I1P2 D．P18．（2022·河北·高三专题练习）如图所示，面积为0.01m2的单匝矩形线圈abcd放置在磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中，与一定值电阻连成闭合回路。线圈以n=100r/s的转速匀速转动，线圈的内阻r=0.2Ω，定值电阻的阻值R=0.8Ω，以图示时刻为0时刻，下列说法正确的是（ ）
A．若0时刻的电流方向如图中箭头所示，则线圈沿逆时针方向（从上往下看）转动
B．0时刻穿过线圈的磁通量最大
C．该线圈的感应电动势的有效值为πV
D．0~0.0025s内，通过定值电阻的电荷量为0.005C
9．（2022·全国·高三阶段练习）如图所示为某种发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，矩形线圈的匝数为n，面积为S，电阻为r。线圈两端有两个彼此绝缘的半圆金属环可随线圈一起转动。P、为一对固定不动的电刷，可分别与两半圆金属环接触，两个电刷间接有阻值为R的电阻，其余电阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω逆时针匀速转动。从图所示位置（线圈平面与磁场方向平行）开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．时刻，穿过线圈的磁通量为零，线圈产生的感应电动势也为零
B．通过电阻R上的电流瞬时值表达式为
C．线圈每转动一周，通过电阻R上的电流方向改变两次
D．通过电阻R的电流的有效值为
10．（2022·山东·模拟预测）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有四个完全相同的灯泡。当输入电压U＝200sin100πt时，四个灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．输入电压的频率为100Hz
B．原、副线圈匝数比为3：1
C．灯泡的额定电压为50V
D．副线圈中磁通量的最大变化率为50Wb/s
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．（2021·福建师大二附中高二期中）2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市。图甲为某品牌的共享单车，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为S=0.001m2，共有N=100匝，线圈总电阻r=1Ω，线圈处于磁感应强度大小为B=T的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动，线圈在转动时保持与外电路电阻R=9Ω连接，不计电流表内阻。在外力作用下线圈以ω=10πrad/s的角速度匀速转动时，从图中位置开始计时，电动势的瞬时表达式为____________________V；交流电流表的示数为_________A；线圈从图示位置转过的过程中通过电阻R的电量q为______C；线圈转动一圈外力所做的功为_________J。
13．（2021·陕西·永寿县中学高二阶段练习）如图所示，在某一输电线路的起始端和终点端各接入一个理想变压器，原、副线圈的匝数比分别为n1∶n2=100∶1和n3∶n4=1∶50，图中a、b表示电流表或电压表，已知电压表的示数为22 V，电流表的示数为1 A，每根输电线的电阻为1Ω，则____ （选填“a”或“b”）为电流表 ，输电线上损失的电功率为______， 线路输送的电功率为___________。
14．（2021·江西·南昌十中高二阶段练习）如图所示，理想变压器的初、次级线圈分别接着定值电阻、，且，初、次级线圈的匝数比，加一定交流电源电压后，两电阻两端电压之比___________，两电阻上消耗的电功率之比___________。
四、解答题
15．（2022·江西·临川一中实验学校高二期末）如图，矩形线圈的边长l1＝50cm，l2＝30cm，匝数n＝100，线圈电阻r＝10，在磁感应强度B＝0.20T的匀强磁场中绕OO′轴以角速度＝100rad/s匀速转动，外电路电阻R＝90。当线圈由图示位置转过90°的过程中，求：
（1）通过电阻R的电荷量q；
（2）电阻R上所产生的热量Q。
16．（2021·重庆市江津第五中学校高二期中）如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转速为 r/s，已知ab=ad=20cm，匝数N=100，磁感应强度B=1T，图示位置线圈平面与磁感线平行．闭合回路中线圈的电阻r=4Ω，外电阻R=12Ω．求：
（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；
（2）从图示位置开始计时，写出感应电流的瞬时表达式；
（3）交流电压表的示数；
（4）从图示位置转过90°过程中的平均电动势；
（5）从图示位置转过90°过程中的通过线圈截面的电荷量q。
17．（2022·内蒙古·呼和浩特市第一中学高二期末）如图甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交流电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接有额定电压均为12V的灯泡和风扇电动机，灯泡额定功率为3W，电动机线圈电阻r=2Ω，电阻R=8Ω，接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，求：
（1）副线圈电流的频率；
（2）副线圈两端的电压；
（3）电动机输出的机械功率。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
2．A
3．C
4．A
5．D
6．D
7．BD
8．AD
9．CD
10．BC
11．BC
12． 0.2 0.08
13． b 5000 W 110 kW
14．
15．（1）q＝0.03C；（2）Q＝J
16．(1)400V；(2) i=25cos（100t）A；(3)；(4)；(5)0.25C
17．（1）50Hz；（2）22V；（3）10W
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．（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
2．（2022·全国·高三阶段练习）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为，定值电阻，滑动变阻器，图中电流表、电压表均为理想电表．在端输入电压有效值恒定的交变电流，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，则（ ）
A．电压表示数减小 B．电流表示数减小
C．消耗的功率减小 D．电源的输出功率减小
3．（2022·江苏省睢宁高级中学北校（睢宁县第一中学）高二阶段练习）我国新能源汽车产业的高速增长使得市场对充电桩的需求越来越大，解决充电难题已经刻不容缓。无线充电的建设成本更低，并且不受场地限制等因素的影响，是解决充电难的途径之一、如图所示是某无线充电接收端电流经电路初步处理后的I-t图象，其中负半轴两段图像为正弦函数图像的一部分，则该交变电流的有效值为（ ）
A．3A B． C． D．
4．（2022·河北·高三学业考试）在如图所示的电路中，理想变压器原线圈的匝数大于副线圈的匝数，该电路输入端接在有效值为U的交流电源上。当滑动变阻器的滑片向下滑动时，变压器输出端的功率与电源输入端的功率之比的变化情况是（ ）
A．变小 B．不变 C．变大 D．不确定
5．（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
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
二、多选题
7．（2022·海南·高三学业考试）如图所示，理想变压器原线圈有1、2、3三个端子，副线圈与定值电阻R相连，交变电源的电压有效值恒定不变。当1、3接电源时，理想电流表读数为I1，定值电阻R消耗的功率为P1；当2、3接电源时，电流表读数为I2，定值电阻R消耗的功率为P2，下面说法正确的是（ ）
A．I1>I2 B．I1
A．若0时刻的电流方向如图中箭头所示，则线圈沿逆时针方向（从上往下看）转动
B．0时刻穿过线圈的磁通量最大
C．该线圈的感应电动势的有效值为πV
D．0~0.0025s内，通过定值电阻的电荷量为0.005C
9．（2022·全国·高三阶段练习）如图所示为某种发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，矩形线圈的匝数为n，面积为S，电阻为r。线圈两端有两个彼此绝缘的半圆金属环可随线圈一起转动。P、为一对固定不动的电刷，可分别与两半圆金属环接触，两个电刷间接有阻值为R的电阻，其余电阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω逆时针匀速转动。从图所示位置（线圈平面与磁场方向平行）开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．时刻，穿过线圈的磁通量为零，线圈产生的感应电动势也为零
B．通过电阻R上的电流瞬时值表达式为
C．线圈每转动一周，通过电阻R上的电流方向改变两次
D．通过电阻R的电流的有效值为
10．（2022·山东·模拟预测）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有四个完全相同的灯泡。当输入电压U＝200sin100πt时，四个灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．输入电压的频率为100Hz
B．原、副线圈匝数比为3：1
C．灯泡的额定电压为50V
D．副线圈中磁通量的最大变化率为50Wb/s
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．（2021·福建师大二附中高二期中）2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市。图甲为某品牌的共享单车，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为S=0.001m2，共有N=100匝，线圈总电阻r=1Ω，线圈处于磁感应强度大小为B=T的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动，线圈在转动时保持与外电路电阻R=9Ω连接，不计电流表内阻。在外力作用下线圈以ω=10πrad/s的角速度匀速转动时，从图中位置开始计时，电动势的瞬时表达式为____________________V；交流电流表的示数为_________A；线圈从图示位置转过的过程中通过电阻R的电量q为______C；线圈转动一圈外力所做的功为_________J。
13．（2021·陕西·永寿县中学高二阶段练习）如图所示，在某一输电线路的起始端和终点端各接入一个理想变压器，原、副线圈的匝数比分别为n1∶n2=100∶1和n3∶n4=1∶50，图中a、b表示电流表或电压表，已知电压表的示数为22 V，电流表的示数为1 A，每根输电线的电阻为1Ω，则____ （选填“a”或“b”）为电流表 ，输电线上损失的电功率为______， 线路输送的电功率为___________。
14．（2021·江西·南昌十中高二阶段练习）如图所示，理想变压器的初、次级线圈分别接着定值电阻、，且，初、次级线圈的匝数比，加一定交流电源电压后，两电阻两端电压之比___________，两电阻上消耗的电功率之比___________。
四、解答题
15．（2022·江西·临川一中实验学校高二期末）如图，矩形线圈的边长l1＝50cm，l2＝30cm，匝数n＝100，线圈电阻r＝10，在磁感应强度B＝0.20T的匀强磁场中绕OO′轴以角速度＝100rad/s匀速转动，外电路电阻R＝90。当线圈由图示位置转过90°的过程中，求：
（1）通过电阻R的电荷量q；
（2）电阻R上所产生的热量Q。
16．（2021·重庆市江津第五中学校高二期中）如图所示，正方形线圈abcd绕对称轴OO′在匀强磁场中匀速转动，转速为 r/s，已知ab=ad=20cm，匝数N=100，磁感应强度B=1T，图示位置线圈平面与磁感线平行．闭合回路中线圈的电阻r=4Ω，外电阻R=12Ω．求：
（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；
（2）从图示位置开始计时，写出感应电流的瞬时表达式；
（3）交流电压表的示数；
（4）从图示位置转过90°过程中的平均电动势；
（5）从图示位置转过90°过程中的通过线圈截面的电荷量q。
17．（2022·内蒙古·呼和浩特市第一中学高二期末）如图甲所示为一个小型电风扇的电路简图，其中理想变压器的原、副线圈匝数之比n1∶n2=10∶1，接线柱a、b接上一个正弦交流电源，电压随时间变化规律如图乙所示，输出端接有额定电压均为12V的灯泡和风扇电动机，灯泡额定功率为3W，电动机线圈电阻r=2Ω，电阻R=8Ω，接通电源后，灯泡正常发光，风扇正常工作，求：
（1）副线圈电流的频率；
（2）副线圈两端的电压；
（3）电动机输出的机械功率。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
2．A
3．C
4．A
5．D
6．D
7．BD
8．AD
9．CD
10．BC
11．BC
12． 0.2 0.08
13． b 5000 W 110 kW
14．
15．（1）q＝0.03C；（2）Q＝J
16．(1)400V；(2) i=25cos（100t）A；(3)；(4)；(5)0.25C
17．（1）50Hz；（2）22V；（3）10W
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