第三章 交变电流 训练卷（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 交变电流 训练卷（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 683.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-22 14:43:47 | ||
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文档简介
第三章 交变电流 同步训练卷
一、单选题
1．（2021·江苏·泰州中学高二阶段练习）如图所示为远距离输电的示意图，已知交流电源电压为U，升压变压器的原副线圈匝数比为1∶m，降压变压器的原副线圈匝数比为n∶1，负载R正常工作。现输电距离增大，输电线电阻随之增大，若要保证负载仍能正常工作，只改变选项中的一个量，下列做法可行的是（ ）
A．增大m B．减小m C．增大n D．减小U
2．（2022·湖南·高三专题练习）如图甲所示是某小型交流发电机的示意图,两磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A 为理想交流电流表,面积为 S=1 m2 的线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO′沿逆时针方向匀速转动,从图甲所示位置开始计时,产生的交变电流 i随时间t变化的图像如图乙所示,已知线圈的等效电阻R =10Ω,线圈的匝数N = 10,下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数约为14.1A
B．该交变电流的有效值是 A
C．t=0.01s时,通过线圈的磁通量为零
D．该磁场的磁感应强度大小T
3．（2021·河南·温县第一高级中学高三阶段练习）如图所示，理想自耦变压器的输入端接在电动势为E、内阻为r的交流电源上，输入回路中串联有一交流电流表A，输出端接滑动变阻器R和小灯泡L。则下列说法正确的是（ ）
A．保持P2位置不变，当理想自耦变压器的滑片P1向下移动时，电流表A的示数一定变大，电源输出功率一定增大
B．保持P2位置不变，当理想自耦变压器的滑片P1向下移动时，电流表A的示数一定变大，小灯泡L可能变暗
C．保持P1位置不变，当滑动变阻器的滑片P2由b向a滑动时，电流表A的示数增大，电源输出功率一定增大
D．保持P1位置不变，当滑动变阻器的滑片P2由b向a滑动时，电流表A的示数先增大后减小，小灯泡L一定变亮
4．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正，则下列四幅图像中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2022·山东德州·高三阶段练习）如图所示为某种电吹风机的电路图，a、b、c、d为四个固定触点。绕O点转动的扇形金属触片P，可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风的各项参数如下表所示。下列说法正确的是（ ）
冷风时输入功率 50W
热风时输入功率 450W
小风扇额定电压 50V
正常工作时小风扇输出功率 45W
A．触片P同时接触b、c两个触点时电吹风吹热风
B．理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=5：22
C．电吹风吹热风时电热丝上的电流为
D．小风扇的内阻为5Ω
二、多选题
6．（2021·广东北江实验学校高二阶段练习）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO′轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（ ）
A．框内电流方向呈周期性变化 B．电动势的最大值为Um
C．流过电阻的电荷量 D．电阻产生的焦耳热
7．（2022·安徽·合肥市第八中学高二开学考试）b、c是额定电压均为的两个完全相同小灯泡，与小灯泡a（额定电压为）分别与理想变压器相接，如图所示，当MN两端的输入电压为的交流电时，三盏小灯泡恰好正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈的匝数比为4：1 B．原、副线圈的匝数比为2：1
C．此时a和b的电功率之比为1：1 D．此时a和b的电功率之比为2：1
8．（2021·湖北·高二阶段练习）如图甲所示，某理想变压器原、副线圈的匝数比为，电流表为理想电表．原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为．则下列判断正确的是（ ）
A．副线圈两端输出电压的有效值为
B．原线圈中电流表的示数约为
C．原线圈两端电压的瞬时值表达式为
D．变压器的输入功率、输出功率之比为
9．（2021·浙江·高三阶段练习）2021年9月东北地区的高峰拉闸限电事件让我们清醒地认识到，随着人类能源消耗的迅速增加，如何有效地提高能源利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是远距离输电示意图，变压器、均为理想变压器，变压器原、副线圈的匝数之比为11∶5，两端的电压随时间t变化规律为：，假设负载是电阻为电水壶，下列说法正确的是（ ）
A．交流电源输出的交流电周期为
B．变压器副线圈两端的电压为
C．经过1分钟电水壶产生的焦耳热是
D．为了减少输电线r上的电能损失，变压器应该使用升压变压器
10．（2022·黑龙江·齐齐哈尔市第八中学校高二开学考试）如图（a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，A、V为理想电流表和电压表．若原线圈接入如图（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（ ）
A．电流表的示数为2A
B．原，副线圈匝数比为4：1
C．电压表的示数为电压的有效值
D．原线圈中交变电压的频率为100Hz
11．（2021·江西·九江市同文中学高二阶段练习）如图所示，单匝线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边以角速度ω匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为Em，闭合回路中两只灯泡均能正常发光。则（ ）
A．从图中位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emsinωt
B．增大线圈转动角速度ω时，感应电动势的峰值Em不变
C．减小电容器C两极板间的距离时，灯泡A1变暗
D．抽去电感器L的铁芯时，灯泡A2变亮
三、填空题
12．（2021·山东省招远第一中学高二阶段练习）如图所示，正方形线框边的中点和边的中点连线恰好位于匀强磁场的右边界上，已知磁感应强度，方向如图，线框的边长，电阻。现让线框以连线为轴，以角速度逆时针（俯视）匀速转动，若从图示位置开始计时，则线框中电流瞬时值的表达式为___________A；从图示位置转过的过程中通过线框的电荷量为___________C。
13．（2021·安徽·蚌埠田家炳中学高二阶段练习）如图1所示，匝数，边长的正方形线框置于匀强磁场中，从图示位置开始计时，让线框绕垂直磁场方向的轴匀速转动，通过线框的磁通量随时间变化的图象如图2所示。
(1)匀强磁场的磁感应强度为___________T；
(2)线框中感应电动势的有效值为___________V；
(3)线框中感应电动势的瞬时值表达式为___________。
14．（2021·吉林·镇赉县第一中学校高一阶段练习）如图所示是某正弦交变电流的图像，该交变电流有效值为___________ ，根据图像写出交变电流的瞬时值表达式为___________；若该电流在t=0.0025s时刻才开始记时，则该交变电流的瞬时值表达式为___________。（计算时）
四、解答题
15．（2022·新疆昌吉·高二期末）如图所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R=9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300 r/min的转速匀速转动时，求：
（1）转动中感应电动势的最大值和有效值；
（2）写出从图中位置开始计时的交变电流的瞬时值表达式；
（3）电路中交流电流表的示数；
（4）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量。
16．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，ab＝cd＝50 cm，bc＝ad＝30 cm，匝数N＝100，线圈电阻r＝0.2 Ω，外电阻R＝4.8 Ω。线圈在磁感应强度B＝0.05 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度ω＝100π rad/s。
（1）求产生感应电动势的最大值；
（2）若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的表达式；
（3）交流电压表和交流电流表的示数各为多少？
（4）从图示位置起，转过90°过程中，平均电动势多大？通过线框导线横截面电量多大？
17．（2021·全国·高二专题练习）某发电站向远处输电的示意图如图所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路。
（1）结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系（发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计）．
（2）若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．B
4．C
5．D
6．ABD
7．AC
8．AD
9．CD
10．AC
11．AD
12．
13．
14．
15．（1）50 V；35.4 V；（2）i=5sin 10πt（V）；（3） 3.54 A；（4）0.16 C
16．（1）235.5 V；（2）；（3）160 V，33.3 A；（4）150 V，0.15 C答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2021·江苏·泰州中学高二阶段练习）如图所示为远距离输电的示意图，已知交流电源电压为U，升压变压器的原副线圈匝数比为1∶m，降压变压器的原副线圈匝数比为n∶1，负载R正常工作。现输电距离增大，输电线电阻随之增大，若要保证负载仍能正常工作，只改变选项中的一个量，下列做法可行的是（ ）
A．增大m B．减小m C．增大n D．减小U
2．（2022·湖南·高三专题练习）如图甲所示是某小型交流发电机的示意图,两磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A 为理想交流电流表,面积为 S=1 m2 的线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO′沿逆时针方向匀速转动,从图甲所示位置开始计时,产生的交变电流 i随时间t变化的图像如图乙所示,已知线圈的等效电阻R =10Ω,线圈的匝数N = 10,下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数约为14.1A
B．该交变电流的有效值是 A
C．t=0.01s时,通过线圈的磁通量为零
D．该磁场的磁感应强度大小T
3．（2021·河南·温县第一高级中学高三阶段练习）如图所示，理想自耦变压器的输入端接在电动势为E、内阻为r的交流电源上，输入回路中串联有一交流电流表A，输出端接滑动变阻器R和小灯泡L。则下列说法正确的是（ ）
A．保持P2位置不变，当理想自耦变压器的滑片P1向下移动时，电流表A的示数一定变大，电源输出功率一定增大
B．保持P2位置不变，当理想自耦变压器的滑片P1向下移动时，电流表A的示数一定变大，小灯泡L可能变暗
C．保持P1位置不变，当滑动变阻器的滑片P2由b向a滑动时，电流表A的示数增大，电源输出功率一定增大
D．保持P1位置不变，当滑动变阻器的滑片P2由b向a滑动时，电流表A的示数先增大后减小，小灯泡L一定变亮
4．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正，则下列四幅图像中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2022·山东德州·高三阶段练习）如图所示为某种电吹风机的电路图，a、b、c、d为四个固定触点。绕O点转动的扇形金属触片P，可同时接触两个触点，触片P处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风的各项参数如下表所示。下列说法正确的是（ ）
冷风时输入功率 50W
热风时输入功率 450W
小风扇额定电压 50V
正常工作时小风扇输出功率 45W
A．触片P同时接触b、c两个触点时电吹风吹热风
B．理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=5：22
C．电吹风吹热风时电热丝上的电流为
D．小风扇的内阻为5Ω
二、多选题
6．（2021·广东北江实验学校高二阶段练习）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO′轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（ ）
A．框内电流方向呈周期性变化 B．电动势的最大值为Um
C．流过电阻的电荷量 D．电阻产生的焦耳热
7．（2022·安徽·合肥市第八中学高二开学考试）b、c是额定电压均为的两个完全相同小灯泡，与小灯泡a（额定电压为）分别与理想变压器相接，如图所示，当MN两端的输入电压为的交流电时，三盏小灯泡恰好正常发光，则下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈的匝数比为4：1 B．原、副线圈的匝数比为2：1
C．此时a和b的电功率之比为1：1 D．此时a和b的电功率之比为2：1
8．（2021·湖北·高二阶段练习）如图甲所示，某理想变压器原、副线圈的匝数比为，电流表为理想电表．原线圈所接电源的电压按图乙所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为．则下列判断正确的是（ ）
A．副线圈两端输出电压的有效值为
B．原线圈中电流表的示数约为
C．原线圈两端电压的瞬时值表达式为
D．变压器的输入功率、输出功率之比为
9．（2021·浙江·高三阶段练习）2021年9月东北地区的高峰拉闸限电事件让我们清醒地认识到，随着人类能源消耗的迅速增加，如何有效地提高能源利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是远距离输电示意图，变压器、均为理想变压器，变压器原、副线圈的匝数之比为11∶5，两端的电压随时间t变化规律为：，假设负载是电阻为电水壶，下列说法正确的是（ ）
A．交流电源输出的交流电周期为
B．变压器副线圈两端的电压为
C．经过1分钟电水壶产生的焦耳热是
D．为了减少输电线r上的电能损失，变压器应该使用升压变压器
10．（2022·黑龙江·齐齐哈尔市第八中学校高二开学考试）如图（a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，A、V为理想电流表和电压表．若原线圈接入如图（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（ ）
A．电流表的示数为2A
B．原，副线圈匝数比为4：1
C．电压表的示数为电压的有效值
D．原线圈中交变电压的频率为100Hz
11．（2021·江西·九江市同文中学高二阶段练习）如图所示，单匝线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边以角速度ω匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为Em，闭合回路中两只灯泡均能正常发光。则（ ）
A．从图中位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝Emsinωt
B．增大线圈转动角速度ω时，感应电动势的峰值Em不变
C．减小电容器C两极板间的距离时，灯泡A1变暗
D．抽去电感器L的铁芯时，灯泡A2变亮
三、填空题
12．（2021·山东省招远第一中学高二阶段练习）如图所示，正方形线框边的中点和边的中点连线恰好位于匀强磁场的右边界上，已知磁感应强度，方向如图，线框的边长，电阻。现让线框以连线为轴，以角速度逆时针（俯视）匀速转动，若从图示位置开始计时，则线框中电流瞬时值的表达式为___________A；从图示位置转过的过程中通过线框的电荷量为___________C。
13．（2021·安徽·蚌埠田家炳中学高二阶段练习）如图1所示，匝数，边长的正方形线框置于匀强磁场中，从图示位置开始计时，让线框绕垂直磁场方向的轴匀速转动，通过线框的磁通量随时间变化的图象如图2所示。
(1)匀强磁场的磁感应强度为___________T；
(2)线框中感应电动势的有效值为___________V；
(3)线框中感应电动势的瞬时值表达式为___________。
14．（2021·吉林·镇赉县第一中学校高一阶段练习）如图所示是某正弦交变电流的图像，该交变电流有效值为___________ ，根据图像写出交变电流的瞬时值表达式为___________；若该电流在t=0.0025s时刻才开始记时，则该交变电流的瞬时值表达式为___________。（计算时）
四、解答题
15．（2022·新疆昌吉·高二期末）如图所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R=9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以300 r/min的转速匀速转动时，求：
（1）转动中感应电动势的最大值和有效值；
（2）写出从图中位置开始计时的交变电流的瞬时值表达式；
（3）电路中交流电流表的示数；
（4）线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电荷量。
16．（2021·全国·高二专题练习）如图所示，交流发电机的矩形线圈abcd中，ab＝cd＝50 cm，bc＝ad＝30 cm，匝数N＝100，线圈电阻r＝0.2 Ω，外电阻R＝4.8 Ω。线圈在磁感应强度B＝0.05 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，角速度ω＝100π rad/s。
（1）求产生感应电动势的最大值；
（2）若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的表达式；
（3）交流电压表和交流电流表的示数各为多少？
（4）从图示位置起，转过90°过程中，平均电动势多大？通过线框导线横截面电量多大？
17．（2021·全国·高二专题练习）某发电站向远处输电的示意图如图所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路。
（1）结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系（发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计）．
（2）若两个变压器均为理想变压器，则每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？
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参考答案：
1．A
2．C
3．B
4．C
5．D
6．ABD
7．AC
8．AD
9．CD
10．AC
11．AD
12．
13．
14．
15．（1）50 V；35.4 V；（2）i=5sin 10πt（V）；（3） 3.54 A；（4）0.16 C
16．（1）235.5 V；（2）；（3）160 V，33.3 A；（4）150 V，0.15 C答案第1页，共2页
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