第三章交变电流 单元练习（word版含答案）

第三章交变电流随堂练习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．物理学源于生活，又对人类的生产、生活产生深远的影响。以下关于物理学知识及其在 生产、生活中的实际应用的说法正确是（　　）
A．动车比汽车更难制动，说明物体速度越大惯性越大
B．丝绸摩擦玻璃棒，可以使玻璃棒带正电荷，说明摩擦可以创造更多正电荷
C．在地毯中夹进一些不锈钢丝导电纤维，是为了有更好的制热效果
D．我国市民生活用电电压为 220V，指的是交流电的有效值
2．若某正弦式交变电流电压的有效值为100V，能加在电容为10μF的电容器上，则该电容器的耐压值应不小于（　　）
A．100V B．100V C．200V D．200V
3．一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动。转轴位于线圈平面内并与磁场方向垂直产生的交变电流i随时间t变化关系如图所示，则（　　）
A．该交变电流频率是0.4Hz
B．该交变电流有效值是0.8A
C．该交变电流瞬时值表达式是
D．t=0.1s时，穿过线圈平面的磁通量最小
4．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
5．正弦交流电通过一特殊元件后，仅剩下每个周期的第一个四分之一周期，如图所示，则此交流电的有效值为（　　）
A． B． C． D．
6．远距离输电原理图如图所示，原线圈输入电压及输电功率恒定，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，当S由2改接为1时，下列说法正确的是(　　)
A．电压表读数减小
B．电流表读数增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．用户的功率增大
7．如图所示，一初始位置处于竖直平面内的矩形线框，在其右侧空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。若矩形线框的面积为S，匝数为N，电阻为r，绕垂直磁场的水平轴以角速度匀速运动。线框通过滑环与定值电阻R及理想电流表组成闭合回路。从线框平面与磁感线平行的位置开始计时，则（　　）
A．理想电压表的示数为
B．理想电流表的示数为
C．若将此发电机角速度增加至，其输出功率变为
D．若将此发电机角速度增加至，其输出效率将变大
8．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
9．手摇式发电机是实验室中常用的演示工具，如图甲所示，它可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过E、F与外电路连接，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电压表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（　　）
A．电压表的示数为nBSω
B．通过灯泡的电荷量为
C．电灯中产生的焦耳热为
D．流过线圈的电流的平均值为
10．某发电机输出交流电的电压瞬时值表达式为 ，则（ ）
A．该交流电的频率为100Hz
B．该交流电的周期为0.04s
C．时，发电机的线圈位于与中性面垂直的平面上
D．该交流电电压的最大值为220V
11．如图所示，理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）D1与电阻R1串联、理想二极管D2和电阻R2串联，然后并联接入理想变压器的副线圈中，电阻R1＝R2＝R。变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接入电压为U0的正弦交流电，图中的电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（　　）
A．若电阻R1上的电流有效值为I1，则电流表的示数为I1
B．若R1两端的电压有效值为U1，电压表示数为U1
C．副线圈上的电流有效值是电阻R1上电流的两倍
D．原线圈的输入电压是电阻R1两端电压的4倍
12．如图所示，面积为S的矩形线圈共N匝，线圈总电阻为R，在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中以竖直线为轴，以角速度匀速旋转，图示位置C与纸面共面，位置A与位置C成角。线圈从位置A转过到达位置B的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．平均电动势为
B．平均电动势为
C．通过线圈某一截面的电荷量
D．在此转动过程中，电流方向会发生改变
二、填空题
13．远距离输电中，当输送的电功率为P，输送电压为U时，输电线上损失的电功率为△P，若输送的电功率增加为2P，而输电线中损失的电功率减为，输电线电阻不变，那么输电压应增为_________。
14．一台理想变压器，其原线圈2200匝，副线圈440匝，并接一个100Ω的负载电阻，如图所示。
（1）当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数______V，电流表示数______A。
（2）当原线圈接在输出电压U=311sin100πtV的交变电源上时，电压表示数______V，电流表示数______A。
15．如图的理想变压器，原线圈匝数匝，输入电压，副线圈的匝数匝，输出电流，的输出电压，输出电流。则原线圈中电流______A，变压器的输出功率______W，的匝数______匝。
16．交流电压的图形如图所示，由图像可知，有效值是_______V，频率是_________Hz．
三、解答题
17．某课外实验小组将一个交变电流信号输入示波器，示波器屏幕上出现如图所示的波形图。从该波形图可以得到哪些信息？
18．在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，上下运动的速度v=0.4πsin（πt）m/s，且始终处于辐射磁场中，该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连；浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（俯视图乙中阴影部分），其内部为产生磁场的磁体；线圈匝数N=200匝，线圈所在处磁场的磁感应强度大小B=0.2T，圆形线圈的直径D=0.4m，电阻r=1Ω。计算时取π2=10。
（1）求线圈中产生感应电动势的最大值Em；
（2）求灯泡工作时消耗的电功率P。
19．为做好疫情防控供电准备，供电部门为医院设计的供电系统输电电路简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.25m2，匝数n＝100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO′以一定的角速度匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1:20，降压变压器的副线圈接入到医院供电，两变压器间的输电线等效电阻R＝40Ω，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率P＝5×104W时，电压表的示数为250V，额定电压为220V的医疗设备正常工作。求：
（1）线圈转动角速度大小；
（2）降压变压器原、副线圈匝数之比。
20．如图所示，磁极N、S间的磁场可看做匀强磁场，磁感应强度为，矩形线框的面积为，共匝，内阻为，边与滑环E相连，边与滑环F相连．外电路如图所示，理想二极管与串联，其中．若线圈正在绕垂直于磁感线的轴以角速度逆时针匀速转动，图中线圈所在位置恰好与磁感线垂直．求：
（1）写出线圈的电动势e随时间t的变化关系（从图中位置开始）；
（2）转一周的过程中，通过的电荷量；
（3）求电流表的示数；
（4）转一周的过程中，外力所做的功．
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．C
3．D
4．A
5．A
6．D
7．B
8．D
9．C
10．C
11．B
12．B
13． 4U
14． 0V 0A 44V 0.44A
15．
16． 220 50
17．可知道该交变电流的最大值和周期。
18．（1）64V；（2）120W
19．（1）100π rad/s；（2）
20．（1）；（2）0.25C；（3）；（4）
答案第1页，共2页
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