第三章 交变电流 单元测试题（Word版含答案解析）

第三章 交变电流 单元测试题
一、单选题
1．（2021·河南·高三阶段练习）如图所示为一小型交流发电机示意图。图中两磁极间的磁场可认为是匀强磁场，单匝矩形线圈绕对称轴OO′以角速度顺时针匀速转动，且通过滑环和电刷与定值电阻R、理想电流表形成闭合回路。已知电流表示数为I，线圈电阻不计。则下列说法正确的是（　　）
A．线圈转到图示位置时，AB边中的电流方向由B到A
B．线圈转到图示位置时，穿过线圈的磁通量的变化率为零
C．从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为
D．从图示位置开始计时，线圈中产生的交变电压的瞬时值表达式为V
2．（2022·黑龙江实验中学高三阶段练习）如图所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（　　）
A．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势也为零
B．当可变电阻R的滑片P向上滑动时，电流表A1的示数变大
C．电压表V2示数等于
D．若可变电阻接入的阻值为R0，则在矩形线圈转一周的过程中，可变电阻产生的焦耳热为
3．（2022·河南·新蔡县第一高级中学高二阶段练习）在如图甲所示的电路中，R1、R2是两个定值电阻且R2=2R1，与R2并联的理想二极管D，其正向电阻可视为零、反向电阻为无穷大。接线柱a、b之间加一个如图乙所示的交变电压，Uab＞0时电压为正值。则R1两端电压的有效值为（　　）
A．10V B．10V C．20V D．20V
4．（2022·河北省唐县第一中学高三阶段练习）如图所示，N匝边长为L的正方形线圈在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕中心轴匀速转动，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1和n2，副线圈接有电阻R1和R2，理想电压表读数为U。不计线圈电阻，线圈在匀强磁场中转动的角速度大小为（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题
5．（2022·山东潍坊·高三期末）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：3，在原、副线圈中接有三个相同的电阻a、b、c，原线圈一侧接在电压（V）的交流电源上，下列说法正确的是（　　）
A．流过电阻a、c的电流之比为3：1 B．理想电压表示数为120V
C．电阻a与c的功率之比为9：4 D．原、副线圈中磁通量的变化率之比为1：3
6．（2022·北京·高三期末）如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈接一定值电阻R，电流表和电压表均视为理想电表，当开关S由1端拨到2端后，各电表示数的变化情况是（　　）
A．V1示数不变 B．V2示数变小 C．A1示数变大 D．A2示数变小
7．（2020·福建·泉州市教科所模拟预测）交流发电机的线圈绕垂直于匀强磁场的中心轴逆时针匀速转动，角速度，线圈从图示位置开始计时（此时线圈平面与磁场平行），理想电流表的示数为，已知线圈匝数为1000匝，内阻，外接电阻，则（　　）
A．时刻与时刻通过R的电流方向相同
B．通过线圈磁通量的最大值为
C．时线圈磁通量的变化率最大
D．外接电阻R在内产生的总焦耳热为
8．（2022·山东滨州·高三期末）如图甲所示，用电器额定电压为40V，通过一理想变压器接在如图乙所示的正弦交变电源上。闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表均为理想电表，交流电流表的示数为2.2A。以下判断正确的是（　　）
A．交流电压表的示数为220V
B．变压器原、副线圈匝数比n1：n2=11：2
C．通过原线圈的电流的最大值为2.2A
D．开关S断开后，交流电压表示数为0
9．（2021·浙江·安吉县高级中学模拟预测）如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，匝数匝，电阻为的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈两端经集流环和电刷与电路连接，定值电阻，，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期。从线框与磁场方向平行位置开始计时，线圈转动的过程中，线圈产生电动势的有效值为。下列说法中正确的是（　　）
A．电阻上的电功率为
B．时，理想电压表的示数为零
C．从开始计时到通过电阻的电荷量为
D．若线圈转速增大为原来的2倍，线圈中产生的电动势随时间变化规律为
10．（2022·河南·新蔡县第一高级中学高二阶段练习）如图为街头变压器通过降压给用户供电的示意图。负载变化时变压器的输入电压（市区电网的电压）不变。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻。忽略变压器上的能量损耗，各电表为理想交流电表，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（　　）
A．用户用电器的总电阻R减小
B．电表A2的示数变大，A1的示数变小
C．电表V2的示数不变，V3的示数变小
D．电表V1的示数与输电线损失的电压均变大
11．（2022·辽宁·东港市第二中学高二开学考试）如图所示，在匀强磁场中转动的单匝线圈电阻为1Ω，外接电阻R＝9Ω，线圈匀速转动的周期为T＝0.2s，从线圈中性面开始计时，理想交流电流表的读数为2A，那么（　　）
A．穿过线圈的最大磁通量为Wb
B．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝20sin20πt（V）
C．在线圈转过90°的过程中，外接电阻产生的焦耳热为1.8J
D．在线圈转动90°的过程中，通过电阻R的电荷量为2πC
三、填空题
12．（2020·全国·高二单元测试）如图所示，线圈的面积是0.05m2，共100匝；线圈的电阻r=1Ω，外接电阻R=24Ω。匀强磁场的磁感应强度为T，当线圈以10πrad/s的角速度匀速转动时，若从线圈平面与磁感线平行时开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e=___________（v），电路中电流表的示数为___________A。
13．（2021·全国·高二专题练习）如图所示为一理想自耦变压器，当它们的滑键P向b方向移动时，R和R′保持不变，电压表读数将______，电流表的读数将______；若P的位置不动，变压器滑片Q向上滑动时，电压表的读数将______，电流表的读数将______。(填“增大”、“减小”或“不变”，R表示滑动变阻器的总电阻)
14．（2020·陕西省子洲中学高二阶段练习）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T，边长为L=10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈总电阻r=1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO’匀速转动，角速度ω=20rad/s，外电路电阻R=4 Ω，求：
(1)转动过程中感应电动势的最大值_________；
(2)由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60°时的瞬时感应电动势_____________ ；
(3)由图示位置转过90°角的过程中产生的平均感应电动势 _____________；
(4)交变电压表的示数_______________；
四、解答题
15．（2021·江西师大附中高二阶段练习）图（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，转速，线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻，与R并联的交流电压表为理想电表。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图（乙）所示正弦规律变化。求：
（1）写出感应电流随时间变化的函数表达式；
（2）线圈从图示位置转动过程中通过电阻R的电量；
（3）线圈从图示位置转动一周时间内电阻R上产生的热量。
16．（2021·江西·赣州市赣县第三中学高二阶段练习）图甲为一小型交流发电机结构模型，在磁感应强度的匀强磁场中，一电阻为、单匝的矩形金属线圈与阻值的电阻构成闭合电路。当线圈绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动时，线圈中产生的感应电动势E随时间t的变化关系如图乙所示。求：
（1）矩形金属线圈的面积S；
（2）电阻R两端的电压U。
17．（2021·山东滨州·高二期中）一台发电机最大输出功率为4000kW，输出电压为4000V，经变压器升压后采用电压向远方输电。输电线路总电阻。到目的地经变压器降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。若变压器和的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态。求：
（1）降压变压器原、副线圈的匝数比；
（2）负载有多少个正常发光的灯泡。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．C
3．A
4．A
5．BC
6．AC
7．BD
8．AB
9．AD
10．AC
11．AC
12． 1.41
13． 变小 变小 不变 增大
14． 10V 5V
15．（1）；（2）0.02C；（3）J
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）盏
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