第三章 交流电 基础练习题（Word版含答案）

第三章交流电基础练习题2021-2022学年高二下学期物理教科版（2019）选择性必修第二册
一、单选题
1．关于理想变压器工作时，下列说法不正确的是（　　）
A．原线圈的输入功率决定于副线圈的输出功率
B．原线圈中的输入电流随副线圈中输出电流的增大而增大
C．若原线圈两端接电压恒定的直流电源，则副线圈的输出电压一定为零
D．当原线圈的匝数增加时，副线圈的输出电压将增大
2．如图所示是“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验示意图，a线圈接交流电源，b线圈接交流电压表，在实验过程中（　　）
A．只增加b线圈的匝数，电压表的示数一定增大
B．只增加a线圈的匝数，电压表的示数一定增大
C．同时增加a、b两线圈的匝数，电压表的示数一定增大
D．只改变a线圈两端的电压，电压表的示数不变
3．如图所示，降压变压器的输入端接一正弦式交流电源，输出端向用户供电。已知输出端到用户的输电线电阻不可忽略。若用户的每盏灯的规格都相同，当用户开一盏灯时，电流表示数为I1，电压表示数为U1，当用户开两盏灯时，电流表示数为I2，电压表示数为U2。设交流电源输出电压恒定，电流表、电压表可视为理想电表。则下列关系正确的是（　　）
A．， B．，
C．， D．，
4．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，产生正弦式交变电流，电动势随时间的变化规律如图线a所示。仅调整线圈转速，电动势随时间的变化规律如图线b所示，则图线b电动势瞬时值的表达式是（　　）
A．e＝100sin5πt（V） B．e＝100sin（V）
C．e＝120sin5πt（V） D．e＝120sin（V）
5．工厂检验电动机的质量时，要用到1千多伏电压可调的高压电。利用一个自耦变压器和一个升压变压器可满足这个要求。如图为自耦变压器部分示意图，已知该自耦变压器可视为理想变压器，线圈总匝数为1250匝，其中原线圈为1100匝，接在有效值为的交流电源上，则输出端可以得到最高电压是（　　）
A． B． C． D．
6．某输电线路简化如图，交流发电机的线圈电阻忽略不计，输出电压u=Umsinωt，输电线的等效总电阻为r=5Ω，纯电阻用电器R1和R2的额定电压均为220V、阻值均为10Ω，其余电阻不计。两理想变压器T1、T2的原副线圈匝数分别为n1=350匝、n2=n3=3500匝，n4可调。S断开，调节n4=350匝时，用电器R1正常工作，此时输电线上损耗的功率为P1；闭合S，调节变压器T2的副线圈，当其匝数为N时，用电器R1又能正常工作，此时变压器T2原线圈的电压为U3、输电线上损耗的功率为P2。则（　　）
A．Um=220V B．U3=2200V C．N<350匝 D．P2>4P1
7．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
8．如图所示，甲图为远距离输电示意图，输电线的总电阻为，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220V。输电效率为90%，输电线上损耗功率为，变压器均为理想变压器。设升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，下列说法正确的是（　　）
A． B．升压变压器原线圈电流
C． D．用户端消耗功率
9．如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。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。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（　　）
A．用户的用电器是串联的，R增大
B．A1的示数变小
C．V3示数变化量的绝对值与A2示数变化量的绝对值的比值不变
D．V1与V2示数的比值等于A1与A2示数的比值
10．如图（a），在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线框绕竖直轴逆时针匀速转动，已知线框的匝数为100匝，通过线圈的磁通量随时间t变化的关系如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）
A．线框转动的角速度为
B．内线圈的平均感应电动势为
C．时线圈的瞬时感应电动势为
D．一个周期内线圈中感应电动势的有效值为
11．如图所示，理想变压器原线圈与副线圈的匝数比为，ab端接交流电源，此时电路消耗的总功率为P。若将电阻与电阻R互换位置，电路消耗的总功率为2P，则与R的比值为（　　）
A．2：7 B．7：2 C．1：4 D．4：1
二、填空题
12．一台理想变压器，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。
13．交变电流的有效值是根据电流的______来决定的，对于正弦式交流，它的有效值是其峰值的______倍．若把电容器接在交流电路中，则它能起到________和_________作用．
14．降低输电损耗的两个途径
（1）输电线上的功率损失：P=___________，I为输电电流，r为输电线的电阻。
（2）降低输电损耗的两个途径：
①减小输电线的电阻：在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应当选用电阻率___________的金属材料，还要尽可能___________导线的横截面积。
②减小输电线中的电流：为了减小输电电流，同时又要保证向用户提供一定的电功率，就要___________输电电压。
15．从发电厂输出的电功率为220kW，输电线的总电阻为0.25Ω．若输送电压为1.1kV，输电线上损失的电功率为 ________ W；保持输送功率不变，要使输电线上损失的电功率不超过100W，输送电压至少为 ________ V．
16．电感和电容都对交变电流有一定的阻碍作用，其中把电感的阻碍作用大小称为感抗，线圈的 ____________越大、交流的频率越_______，线圈的感抗就越大；把电容的阻碍大小用容抗表示，电容器的_______越小、交流的频率越_____，电容的容抗就越大．
三、解答题
17．如图所示，变压器和电磁炉都是生产和生活中常见的电器，它们有一个共同的特点，是什么呢？
18．有一交变电源产生的电压瞬时值表达式为u=311sin（314t）V，若电源内阻忽略不计，将此交流电接在100的电阻丝上．求：
（1）该交变电的电压最大值
（2）该交流电的频率
（3）该交流电的电压有效值
（4）电阻丝在10分钟内产生的焦耳热.
19．如图所示，矩形线圈匝数N＝100，ab＝30 cm，ad＝20 cm，匀强磁场磁感应强度B＝0.8 T，绕轴OO′从图示位置（线圈平面与磁感线平行）开始匀速转动，角速度ω＝100π rad/s，则：
（1）穿过线圈的磁通量最大值Φm为多大？
（2）线圈产生的感应电动势最大值Em为多大？
（3）求感应电动势e随时间t变化的表达式。（从图示位置开始计时）
（4）从图示位置开始匀速转动60°时，线圈中产生的感应电动势为多少？
20．如图所示，矩形线圈abcd的匝数为N=100匝，线圈的边长为L1=20 cm ，bc的边长为L2=25 cm ，在磁感应强度为B=0.4 T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO 轴匀速转动，转动的角速度，若线圈自身电阻为r=1 ，负载电阻R=9 。试求：
（1）感应电动势的最大值Em；
（2）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
（3）1分钟时间内电阻R上产生的焦耳热Q的大小；
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
2．A
3．B
4．B
5．C
6．D
7．D
8．C
9．C
10．C
11．A
12． 0V 0A 44V 0.44A
13． 热效应 0.707 隔直流 阻交流
14． 较小 增大 提高
15． ; ;
16． 自感系数 高 电容 低
17．它们工作时都利用了电磁感应的原理。
18．（1）311V；（2）50Hz；（3）220V ；（4）290400 J
19．（1）0.048 Wb；（2）480π V；（3）e＝480πcos 100πt（V）；（4）240π V
20．（1）200V；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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