第三章 交变电流 单元测试（Word版含答案）

第三章交变电流同步练习2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是（　　）
A．减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗
C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D．高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好
2．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．和时刻穿过线圈的磁通量为零
B．和时刻穿过线圈的磁通量变化率为零
C．从线圈平面与磁场方向垂直时刻开始计时
D．每当感应电动势改变方向时，穿过线圈的磁通量的绝对值都为最小
3．正弦交流电源与电阻R1、R2、交流电压表按图甲所示的方式连接，，，交流电压表的示数是20V，图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则（　　）
A．通过R1的电流i1随时间t变化的规律是
B．通过R1的电流i1随时间t变化的规律是
C．R2两端的电压u2随时间t变化的规律是
D．R2两端的电压u2随时间t变化的规律是
4．如图所示，R为用于热处理的电阻炉，正常工作电压为交流220V，通电后R在升温过程中电阻值增大很多，利用自耦变压器可使R升温过程中的热功率与正常工作时基本相同，通电后刚开始的一段时间内，应将变压器的滑片P（　　）
A．从a缓慢调至b B．从b缓慢调至a
C．从b缓慢调至c D．从c缓慢调至b
5．小爱同学将一理想变压器的原线圈接入的正弦交流电后，用理想交流电压表测得其副线圈两端的电压为，为了得到原、副线圈的匝数，在变压器副线圈外用绝缘导线绕了两圈，测得这两圈导线两端的电压为。下列说法正确的是（　　）
A．副线圈上电压的最大值为
B．原线圈的匝数为匝
C．原线圈的匝数为匝
D．若在副线圈两端接一标有“”的灯泡，则原线圈中的电流为
6．目前我国远距离输电已采用和的超高电压，到达用电区后经过“一次高压变电站”和“二次变电站”降到，最后通过街头降压变压器给普通用户供电。如图所示，街头降压变压器输入电压为市区电网电压，用户变化时波动不大，输出电压通过输电线输送给用户，表示两条输电线的总电阻，表示用户用电器总电阻，用户的用电器增加时，相当于减小。若变压器的能量损失可忽略，电压表、电流表均为理想电表，当用户用电器增加，下列关于说法正确的是（　　）
A．的读数变大，的读数变小
B．的读数变大，的读数变小
C．的读数变大，的读数变大
D．的读数变小，的读数变大
7．交流电源与电阻R1、R2及理想交流电压表按图甲所示的方式连接，R1=20Ω，R2=10Ω，交流电压表的示数是20V，图乙是交流电源输出电压u随时间t变化的图像，则（　　）
A．通过R1的电流i1随时间t变化的规律是i1=2cos10πt（A）
B．通过R1的电流i1随时间t变化的规律是i1=2sin10πt（A）
C．R2两端的电压u2随时间t变化的规律是u2=20cos10πt（V）
D．R2两端的电压u2随时间t变化的规律是u2=20sin10πt（V）
8．如图，理想变压器的原线圈匝数匝，接入电压的正弦交流电路中。副线圈匝数匝，副线圈上接有“、”的定值电阻，则变压器的输入功率是（　　）
A． B． C． D．
9．如图甲所示的电路中，阻值为的线框水平放置，线框所在区域内存在垂直线框的磁场（未画出），磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，电压表为理想电表，定值电阻的阻值为，将电阻箱的阻值调到，电压表的读数为4V，忽略导线的电阻。则（　　）
A．时刻，线框中产生的感应电动势为0
B．线框中产生的感应电动势的最大值为5V
C．一个周期内定值电阻上产生的热量为0.02J
D．当电阻箱的阻值为4时线框的输出功率最大
10．如图所示，矩形线框的匝数为N，面积为S，理想变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，定值电阻R1、R2的阻值均为R，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，现让线框由图示位置开始绕轴OO'以恒定的角速度沿逆时针方向转动，忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是（　　）
A．图示位置，线框的输出电压为
B．流过定值电阻R2的电流为
C．矩形线框的输出功率为
D．定值电阻R1消耗的电功率与理想变压器的输出功率之比为1∶1
11．家用燃气热水器电子脉冲点火装置的原理图如图所示。将3V的直流电压通过转换器转换为正弦交变电压u=12sin100πt（V），将该交变电压加在理想变压器的原线圈上，副线圈两端接放电针，当放电针之间电压的最大值达到18kV时，就可以放电，利用放电针高压放电所产生的电火花可点燃燃气。下列说法正确的是（　　）
A．热水器每秒点火50次
B．理想交流电压表V的示数为12V
C．在转换器损坏的情况下，只要副线圈的匝数足够大，就可以点燃燃气
D．要使点火装置正常工作，变压器原、副线圈的匝数之比不能超过1：1500
12．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，所产生的交变电流如图所示，由此可知（　　）
A．在t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值
B．在t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值
C．在t3时刻穿过线圈的磁通量达到峰值
D．在t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值
二、填空题
13．一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流。已知两个线圈的匝数比为40∶1，则副线圈中的输出电压为________，输出功率为________，变压器原线圈中的电流为________。
14．矩形线框绕垂直于磁场的轴匀速转动产生交流电，电动势瞬时值表达式为，则电动势的有效值为______，交流电的周期为______，时刻穿过线框的磁通量最______（选填“大”或“小”）。
15．如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈匝数n=40匝，ab边长L1=0.5m，bc边长L2=0.4m，线圈总电阻r=1Ω．线圈转动的角速度ω=100rad/s，磁场的磁感应强度B=0.2T．线圈两端外接R=9Ω的电阻和一个理想交流电流表．则：
（1）从图示位置开始计时，闭合电路中电流随时间变化的函数表达式为_____________；
（2）电流表的示数为________；
（3）电阻R上消耗的电功率为_____；从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电量是__．
16．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。
三、解答题
17．如图所示，在两正对磁极间磁感应强度大小的匀强磁场中，一匝数、面积的矩形金属线圈以转速绕与磁场垂直的转轴匀速转动，在电刷处外接一理想交流电压表，求电压表的示数U。（结果保留三位有效数字）
18．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°过程中的通过线圈截面的电荷量q。
19．如图所示，线圈abcd的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，求：
（1）转动中感应电动势的最大值和有效值；
（2）电路中交流电压表和电流表的示数；
（3）线圈由图示位置转过的过程中，交变电动势的平均值。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
2．B
3．A
4．D
5．B
6．B
7．A
8．A
9．C
10．B
11．D
12．B
13． 250 V 50 kW 5 A
14． 220 0.02 大
15．
16． C 20 40 110
17．
18．（1）400V；（2） i=25cos(100t)A；（3）；（4）0.25C
19．（1）100V，；（2），；（3）
答案第1页，共2页
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