第三章 交变电流 训练题（Word版含答案）

第三章交变电流训练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．我国民用交流的电压为220V，频率为50Hz。关于民用交流，下列说法正确的是（　　）
A．交流电压的峰值是220V
B．交流电压的有效值是220V
C．交流在1s内周期性变化50次
D．交流在1s内周期性变化100次
2．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
3．如图所示，可以将电压升高给电灯供电的变压器是（　　）
A． B．
C． D．
4．交流电压表受其量程范围和绝缘能力限制，不能直接连到电压过高的电路。用变压器把高电压变成低电压再接到交流电压表上，就可以解决这个问题。这样的变压器叫做电压互感器。为了安全完成高压输电线路电压的测量，下列操作可行的是（　　）
A．应当采用甲电路，且原线圈匝数大于副线圈匝数
B．应当采用甲电路，且原线圈匝数小于副线圈匝数
C．应当采用乙电路，且原线圈匝数大于副线圈匝数
D．应当采用乙电路，且原线圈匝数小于副线圈匝数
5．如图所示为一交变电流随时间变化的图像，正负半轴都是正弦曲线的一个部分，则此交变电流的有效值为（　　）
A． A B．2A C． A D．3 A
6．2020年9月，中国发布“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一。若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的150kV高压输电升级为1350kV的特高压输电，下列说法正确的是（　　）
A．若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的9倍
B．若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的
C．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的
D．若更换直径为原来输电线直径的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不变
7．某交流发电机产生的电动势波形如图所示，已知该发电机线圈匝数n=100匝，线圈面积为S=0.1m2，线圈内阻为r=1Ω，用一理想交流电压表接在发电机的两个输出端。由此可知（　　）
A．线圈在匀强磁场中转动的角速度为50πrad/s
B．线圈所在处的磁感应强度大小是B=1T
C．交流电压表的读数为220V
D．0~0.005s时间内交流电动势的平均值为=200V
8．如图甲所示是目前市面上流行的手摇手机充电器，它体型小，携带方便，可以在紧急状态下给手机临时充电。若某人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，当线圈转到图乙所示位置时，下列说法正确的是（ ）
A．线圈中无电流 B．电流方向将发生改变
C．线圈中的电流最大 D．穿过线圈磁通量的变化率为0
9．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电路简图如图甲所示，矩形交流发电机匝数为n=50，线圈、导线的电阻均不计，在匀强磁场中以矩形线圈中轴线OO’为轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间t的变化图像如图乙所示，。并与变压器的原线圈相连，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，假设额定电压为220V的医疗设备恰能正常工作。下列说法正确的有（　　）
A．电压表的示数为
B．假如给变压器输入端接入电压的直流电，医疗设备能正常工作
C．变压器的匝数比为5：22
D．从t=0开始计时，变压器的原线圈两端的电压
10．如图所示，高铁的供电流程是将高压或经过牵引变电所进行变压，降至，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得的电力使高铁机车运行，下列回答正确的是（ ）
A．若电网的电压为，则变压所的变压器原、副线圈匝数比
B．若电网的电压为，则变压所的变压器原、副线圈匝数比
C．如果高铁机车的电动机输出机械功率为，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为
D．如果高铁机车的电动机输出机械功率为，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为
11．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，原线圈接在u=Umcos(t+)的交流电源上，副线圈接一定值电阻R0和滑动变阻器R，电流表、电压表均为理想交流电表。当滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动时，下列说法中正确的是（　　）
A．电流表 A1 、A2的示数之比为2∶1
B．电压表 V1 、V2的示数之比为1∶2
C．滑动变阻器R消耗的功率可能先增大后减小
D．原线圈的输入功率可能减小
二、填空题
12．如图是调压变压器的原理图，当变压器接入0-220V交流时，通过调压可得0-250V交流，则电源应接在变压器两个接线柱上，用电器应接在________（“ab”或“cd”）两个接线柱上，这时将变压器的旋转滑动触头向____________（“顺时针”或“逆时针”）方向旋转，输出电压将升高．
13．如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值___________。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量___________。
14．从发电站输出的功率为某一定值 P，输电线的总电阻为 R 保持不变，分别用 110V 和 11kV两种电压输电。忽略变压器损失的电能，则这两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为_____。
15．一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t 的关系如图所示，则磁感应强度B=_______，在t = 时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于_____。
16．如图用理想变压器给变阻器R供电，设输入交变电压不变．当变阻器R上的滑动触头P向上移动时，图中电表的示数和输入功率P变化情况是A1______，V2______，P______．（填变大、变小或不变）
三、解答题
17．如图所示，线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动，角速度为ω。经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt。设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S=L1L2，磁感应强度为B，则：
（1）ab边产生的感应电动势为多大？
（2）整个线圈中的感应电动势为多大？
（3）若线圈有N匝，则整个线圈的感应电动势为多大？
18．在匀强磁场中有一矩形线圈，绕线圈平面内垂直于磁感线的轴匀速转动。线圈中产生的感应电动势随时间变化的图像如图所示，试求出该感应电动势的最大值、有效值、周期和频率，写出该感应电动势随时间变化的关系式。
19．如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=1.0 Ω，所围成的矩形的面积S=0.040 m2，小灯泡的电阻R=9.0 Ω，磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期。不计灯丝电阻值随温度的变化，求：
（1）线圈中产生感应电动势的最大值；
（2）小灯泡消耗的电功率；
（3）在磁感应强度变化的时间内，通过小灯泡的电荷量。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．A
3．C
4．A
5．C
6．D
7．D
8．C
9．C
10．D
11．C
12． ab 顺时针
13．
14．100:1
15． 30°
16． 变小 不变 变小
17．（1）BSωsin ωt；（2）BSωsin ωt；（3）NBSωsin ωt
18．10V；；0.02s；；e=10sin100t（V）
19．（1）8 V；（2）2.88 W；（3）0.004 C
答案第1页，共2页
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