第三章 交变电流 单元练习（Word版含答案）

第三章交变电流基础练习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．电磁感应现象的发现，标志着人类从蒸汽机时代步入了电气化时代，下列设备利用电流热效应原理的是（　　）
A．电风扇
B．电熨斗
C．发电机
D．电磁起重机
2．如图A、B、C为三相交流发电机的3组线圈，a、b、c为三盏电阻不同的灯泡，已知发电机的相电压为220V，则下列说法中正确的是（　　）
A．灯泡两端的电压为220V
B．灯泡两端的电压为220V
C．灯泡两端的电压为220V
D．因三盏灯的电阻不同，灯泡两端的电压无法判断
3．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
4．家庭电路中交流电压随时间变化的规律为，则该电压的（　　）
A．最大值是220V B．有效值是220V
C．周期是100s D．频率是100Hz
5．图乙是降压变压器图甲给用户供电的电路示意图，表示输电线的总电阻、假设用户端为纯电阻用电器，总电阻为R。若变压器视为理想变压器、输入电压恒定，电表视为理想电表，当用户使用的用电器减少时，则（　　）
A．用户总电阻R减少 B．电压表示数增大
C．用电器R两端电压升高 D．电流表示数保持不变
6．正弦电流和方波电流随时间变化的关系图像如图所示，四图中电流的最大值均为，下列说法正确的是（　　）
A．图甲为交流电，频率为，电流有效值为
B．图乙为直流电，频率为，电流有效值为
C．图丙为直流电，频率为，电流有效值为
D．图丁为交流电，频率为，电流有效值为
7．如图所示为一台手摇发电机，它的大轮半径是小轮半径的十倍，小轮和线圈同轴转动，线圈的匝数为100匝，线圈的面积为50 cm2，磁铁产生的匀强磁场的磁感应强度为0.1 T。现在该发电机两端接一个特殊的灯泡，灯泡两端电压超过2 V时灯泡开始发光，但两端电压超过6 V时灯泡就会烧断。已知皮带不打滑，发电机线圈电阻可忽略不计。某同学摇动手柄点亮灯泡，下列说法正确的是（ ）
A．题目当中的“2 V”和“6 V”是指灯泡两端的最大电压
B．当大轮匀速转动时发电机输出方波交变电流
C．若要灯泡能够安全发光，该同学摇手柄的最小角速度为rad/s
D．若要灯泡能够安全发光，该同学摇手柄的最大角速度为rad/s
8．某发电站向远方供电，将的电压直接加在输送线路的输入端，且输送的电功率为；输送线路的终端获得的电功率为。若要将此输送线路的效率提升为98.5%，则输送线路的输入端需要接入的如图所示升压变压器的匝数比为（　　）
A．3：20 B．3：10 C．2：5 D．1：10
9．如图所示，在理想自耦变压器原线圈的两端加上正弦式交变电压，总匝数匝的副线圈两端连接一个电动机M和电阻R。已知电动机的额定电压、额定功率、内部线圈电阻，定值电阻。现调节自耦变压器的滑片P，使电动机恰好正常工作。电流表为理想电表，则以下说法中正确的是（　　）
A．电流表的示数为1.4A B．接入电路的原线圈的匝数为40匝
C．变压器的输入功率为35W D．电动机的输出功率为7.5W
10．如图所示，两根间距为的无限长光滑金属导轨，电阻不计，其左端连接一阻值为的定值电阻，两导轨之间存在着磁感应强度为的匀强磁场，磁场边界虚线为正弦曲线的一部分，一阻值为的光滑导体棒，在外力作用下以的速度匀速向右运动（接触电阻不计），交流电压表和交流电流表均为理想电表，则（　　）
A．电流表示数是
B．导体棒上消耗的热功率为
C．导体棒运动到图示虚线位置时，电流表示数为零
D．电压表的示数是
11．手摇式发电机的简化图如图所示：发电机线圈内阻，产生的电动势随时间变化的规律为。现将发电机与阻值为的灯泡组成闭合电路，则（　　）
A．电压表的示数为
B．线框转动到图示位置时，灯泡中电流瞬时值为零
C．线框由图示位置转圈，回路中消耗的电能
D．线框由图示位置转圈，通过灯泡的电荷量为
12．如图是用电区通过理想变压器降压给用户供电的示意图，假设用户负载均为纯电阻，分别为和，降压变压器的原副线圈的匝数分别为、、，将如图所示虚线框内部分等效为电阻，则下列关系式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
13．有一台使用交流电的洗衣机上标有额定电压为“220 V"的字样，这“220 V”指交电电压的_____(选填“瞬时值”“有效值”或“最大值”) ；洗衣机工作时消耗的电能_______ (选填“大于”“等于”或“小于”)洗衣机发热产生的内能。
14．经济：指输电线路建造和运行的费用______，电能损耗______。
15．在输送一定功率的电能时，为减少输电导线因发热而损失的电能，有效的方法是______(填“提高”成“降低”)送电的电压：若变压器副线圈两端的电压大于原线圈两端的电压，则副线圈的匝数_______(填“大于”“小于“或“等于”)原线圈的匝数。
16．如图所示是我国居民生活用电的电压随时间变化的关系图像，请写出该电压瞬时值的表达式________．若将该电压加到阻值为的定值电阻两端，则在内产生的热量是________．
17．风电是一种清洁、绿色的可再生能源，中国的风电装机容量，目前处于世界领先地位，图甲为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁体转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时，传感器显示如图乙所示，该交变电流的线圈两端电压瞬时值表达式为______V，线圈两端电压的有效值为______V。
三、解答题
18．有些机床为了安全，照明电灯用的电压是36V，这个电压是把380V的电压降压得到的。如果变压器的原线圈是1140匝，副线圈是多少匝？
19．如图甲为某中小型水力发电站远距离输送单相交流电示意图，每根导线电阻为4 Ω，远距离输电线的输送电流为100 A，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为960 kW，在用户端起点接有交流电压表，求：
(1)升压变压器原副线圈匝数比；
(2)设降压变压器原副线圈匝数比40∶1，求用户端交流电压表的示数；
(3)若用户端全是照明用电，能使多少盏“220 V、20 W”的节能灯正常发光？
20．如图所示，N=50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1=20cm，ad边长l2=25cm，放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n=3000r/min的转速匀速转动，线圈电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，t=0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里。求：
（1）t=0时感应电流的方向；
（2）感应电动势的瞬时值表达式；
（3）线圈转一圈外力做的功；
（4）从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
2．B
3．A
4．B
5．C
6．D
7．C
8．B
9．C
10．B
11．D
12．D
13． 有效值 大于
14． 低 少
15． 提高 大于
16． 4400
17．
18．108
19．(1)；(2)220V；(3)
20．（1）线圈感应电流方向为adcba。；（2）314cos100πt (V)；（3）98.6 J；（4）0.1 C
答案第1页，共2页
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