第三章 交变电流 单元测试 （含答案）

第三章交变电流单元质量检测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．下列i-t图像中表示交变电流的是（　　）
A． B．
C． D．
2．一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电压变为22V，已知变压器原线圈匝数为1000，则副线圈匝数为（　　）
A．25 B．50 C．100 D．500
3．如图所示，一理想变压器原线圈两端所加的电压U1=1100 V时，副线圈两端的电压U2=220 V。若此变压器副线圈的匝数n2=200，则原线圈的匝数n1为（　　）
A．2 000 B．1 000 C．200 D．100
4．交流发电机的工作原理示意图如图甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，边长为L的单匝正方形金属框以恒定角速度绕垂直于磁场方向的轴OO'转动，不计金属框电阻。图乙为金属框产生的电压U随时间变化的图像。则下列说法正确的是（　　）
A．电压有效值为U0
B．ab边产生的最大电动势为U0
C．t=0s时金属框平面垂直于中性面
D．交流电周期为
5．如图所示，理想变压器的原线圈接有u=20sin100πt（V）的交变电压，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，原线圈两端接有阻值R1=10Ω的定值电阻，副线圈上接有阻值R2=4Ω的定值电阻。则理想交变电流表的示数为（　　）
A．0.2A B．2A C．2.2A D．7A
6．将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率，采用特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。设某电厂经升压后输电电压为U，输电电流为I，输电线的电阻为r不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（　　）
A．输电线上损耗的功率为UI B．输电线上损耗的功率为
C．输电线上损失的电压为U D．输电线上损失的电压为Ir
7．如图甲所示为理想变压器，原、副线圈匝数比为n1：n2＝44：1，变压器原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，副线圈两端接两个串联在一起的阻值大小分别为R1＝3Ω，R2＝2Ω的定值电阻，理想二极管与电阻R1并联，电压表为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．副线圈中交流电频率为100Hz
B．电压表的示数为2V
C．R1消耗的功率为3W
D．变压器输入功率为8.75W
8．现在市场上的调光台灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图，这是一个经过元件调节后加在电灯上的电压，在正弦交流电的每半个周期中都会截去前面的四分之一、现在加在电灯上的电压是（　　）
A．-Um B． C． D．
9．如图所示，ab为理想自耦变压器输入端，接入正弦交流电，为线圈的滑动触头，调节位置可以改变cd输出端匝数，输出端的指示灯L与一小段线圈并联，cd端接入滑动变阻器R，调节位置可以改变R的接入阻值，开关处于闭合状态，两表为理想交流电表，以下说法正确的是（　　）
A．若断开开关S，指示灯将熄灭
B．仅向下滑动，ab端输入功率变小
C．仅向下滑动，ab端输入功率变小
D．仅向下滑动，电压表示数不变，电流表示数变大
10．一个10Ω的电阻，它两端的电压u随时间t的变化规律如图所示，则（　　）
A．流过电阻的最大电流是22A
B．用交流电压表测量电阻两端的电压，其示数为311V
C．电阻消耗的功率为4840W
D．在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是96.8J
11．无线充电技术已应用于智能手机。手机无线充电器的基本原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有发射线圈和接收线圈，其简化模型如图所示（视为理想变压器）。已知发射、接收线圈匝数比为，端输入电流为，则（　　）
A．接收线圈的输出电流的有效值为
B．接收线圈的输出功率是发射线圈的输入功率的
C．接收线圈中输出电流方向每秒变化100次
D．发射线圈和接收线圈的频率不相同
12．如图为一电吹风内部电路示意图，其中变压器原副线圈匝数比为2：1.当原线圈接入市电：u=220sin100πt（V）后，闭合开关S，副线圈中电机M（额定电压100V，额定功率100W）刚好正常工作。则（　　）
A．电动机内阻为R=100Ω
B．交变电压的频率为100Hz
C．副线圈中电流的有效值为1A
D．变压器的输入功率为110W
二、填空题
13．如图所示，一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为，最大感应电动势为，则线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向转轴转动的角速度的大小为___________________
14．在正弦式交变电流中，最大值与有效值之间的关系
E＝＝______Em，U＝＝______Um，I＝＝______Im
15．如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd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cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，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q=______。
16．如图，电阻为r、面积为S的单匝矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，图示时刻线圈平面与磁场垂直，此时理想交流电流表的示数为____________，在线圈转过一周的过程中，电阻R产生的焦耳热为_____________。
17．如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝；线圈电阻为1，外电阻为9，匀强磁场的磁感应强度B=T当线圈以10rad/s的角速度匀速转动时，电压表的示数为___________，电流表的示数为___________________。
三、解答题
18．如图为一交变电流i随时间t变化的图象，其中从t＝0开始的每个T/2时间内的图象均为半个周期的正弦曲线，求此交变电流的电流有效值I.
19．如图所示为交流发电机示意图，匝数为n=100匝的矩形线圈边长分别为a=10cm和b=20cm，内阻为r=5Ω，在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO'轴以ω=50rad/s的角速度匀速转动，计时开始时线圈平面与磁场方向平行，线圈通过电刷和外部R=20Ω的电阻相接。开关S合上后，求∶
（1）线圈内产生的交变电动势瞬时值的表达式；
（2）从计时开始到线圈转过的过程中，通过外电阻R的电荷量。
20．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。
21．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．C
3．B
4．D
5．C
6．D
7．D
8．D
9．C
10．C
11．A
12．C
13．
14． 0.707 0.707 0.707
15．
16．
17． 45V 5A
18．A
19．（1）e=50cos50t（V）；（2）0.04C
20．（1）100π rad/s；（2）
21．（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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