第三章 交变电流的产生与输送 单元测试卷（Word版含答案）

第3章 交变电流的产生与输送 单元测试卷
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）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
2．（2022·重庆市第七中学校高二阶段练习）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．
3．（2021·全国·高三阶段练习）如图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图。其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈的匝数n = 10，电阻r = 1Ω，线圈的两端经电刷与电阻R连接，R = 9Ω，与电阻R并联的交流电压表为理想电表。在t = 0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示的正弦规律变化，π ≈ 3.14，下列说法正确的是（ ）
A．t = 3.14 × 10﹣2s时，电阻R两端的电压瞬时值为零
B．电压表的示数为9V
C．线圈由图甲所示位置转过90°的过程中，通过线圈的电荷量为0.01C
D．电阻R的热功率为9W
二、多选题
4．（2021·福建·上杭县才溪中学高二阶段练习）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A。那么（　　）
A．线圈消耗的电功率为4 W
B．线圈中感应电流的有效值为2 A
C．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cost
D．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝sint
5．（2022·广西·高三阶段练习）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1：2，正弦交流电源电压的有效值为U=15V保持不变，电阻，，滑动变阻器R3最大阻值为。开始时，滑片P处于滑动变阻器正中间位置，则下列说法不正确的是（ ）
A．通过R1的电流为1A
B．电压表读数为12V
C．若向下移动P，电压表读数将变大
D．若向上移动P，变压器的输出功率将变大
6．（2022·湖南·衡阳市八中高三开学考试）如图为含有理想变压器的电路，图中电流表均为理想电表，三个灯泡电阻相同且不变。变压器原线圈两端接入有效电压为18V的正弦交流电，开关S闭合时，均能发光。当开关S断开后，电流表A1示数改变了0.3A，A2示数改变了0.6A，则下列说法正确的是（　　）
A．变压器原副线圈的匝数比为1︰2
B．开关S断开后，副线圈两端的输出电压变大
C．开关S断开后，灯泡L1的功率变大
D．开关S断开后，灯泡L2减小的功率大于5.4W
7．（2021·天津市红桥区教师发展中心高二期末）如图所示为一理想变压器的电路图，图中S为单刀双掷开关，P为滑动变阻器R的滑片，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1为原线圈中的电流，则下列说法中正确的是（　　）
A．若保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1 将增大
B．若保持U1及P的位置不变，S由b合到a时，R消耗的功率将增大
C．若保持U1不变，S接在a处，使P向下滑时，I1将增大
D．若保持P的位置不变，S接在a处，使U1增大时，I1将减小
8．（2022·福建·莆田一中高二期末）在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为负温度系数的热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（　　）
A．在t=0.01s，穿过该矩形线圈的磁通量最大
B．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sinπt（V）
C．Rt处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值保持不变
D．Rt处温度升高时，电压表V2的示数变小，变压器输入功率变大
9．（2021·四川·威远中学校高二阶段练习）单匝闭合矩形线框电阻为R，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量Ф与时间t的关系图像如图乙所示．下列说法正确的是（　　）
A． 时刻线框平面与中性面重合
B．线框的感应电动势有效值为2
C．线框转一周外力所做的功为
D．从t＝0到t＝ 过程中线框的平均感应电动势为
10．（2022·河南开封·高二期末）某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机输出的电压恒定，通过升压变压器，和降压变压器向用户供电，已知输电线的总电阻为R，降压变压器的原、副线圈匝数之比为，它的副线圈两端的交变电压如图乙所示。若将变压器视为理想变压器，则下列说法中正确的是（　　）
A．降压变压器原线圈的输入电压为880V
B．降压变压器的输入功率与输出功率之比为
C．当用户端用电量增大时，输电线上损耗的功率减小
D．当用户端用电量增大时，发电机输出的功率也增大
11．（2021·四川·威远中学校高二阶段练习）如图所示，MN、PQ是两条在水平面内、平行放置的金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与阻值为R的电阻组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n1∶n2＝k，导轨宽度为L。质量为m的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力作用下做往复运动，其速度随时间变化的规律是v＝vmsin（t），范围足够大的匀强磁场垂直于轨道平面，磁感应强度为B，导轨、导体棒、导线电阻不计，电流表为理想交流电表.则下列说法中正确的是（　　）
A．导体棒两端的电压有效值为BLvm
B．电阻R上的电压为
C．电流表的示数为
D．导体棒克服安培力做功的功率为
三、填空题
12．（2021·全国·高二课时练习）如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某固定轴以角速度匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角达的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e的大小是___________，线框转动过程中，产生的最大电动势为_________。
13．（2022·四川省武胜烈面中学校高二开学考试）如图所示，一边长为l的正方形线圈abcd绕对称轴OO'在匀强磁场中转动，转速为n=120转/分，若已知边长l=20 cm，匝数N=20，磁感应强度B=0.2 T，线圈电阻为r=2Ω，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和N相连。M和N又通过固定的电刷P和Q与电阻R=8Ω相连。在线圈转动过程中，则从图示位置开始计时的电动势的最大值Em=___________；从图所示位置转过90°过程中的平均电流=___________；电阻R的热功率P=___________。（保留2位有效数字）
14．（2022·全国·高二课时练习）某发电站的输出功率为 104 kW，输出电压为 4 kV，通过理想变压器升压后向125 km 远处用户供电．已知输电线的电阻率为 ρ＝2.4×10－8Ω·m，导线横截面积为1.5×10－4 m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是______，如果用户用电器的额定电压为 220 V，所用理想降压变压器原、副线圈匝数比是______.
四、解答题
15．（2021·四川省蓬安中学校高二阶段练习）某一小型水电站，输电电路如图所示，发电机的输出功率为100kW，发电机的输出电压为400V，导线上损耗的电功率为4kW，降压变压器原副线圈匝数比为480：11该村的用电电压是220V。求：
（1）降压变压器原线圈输入电压是U3；
（2）输电线上电流I3；
（3）升压变压器原、副线圈的匝数比。
16．（2021·全国·高二专题练习）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？
17．（2021·云南·弥勒市一中高二阶段练习）如图所示，矩形线圈abcd的面积是0.01m2，共100匝，线圈的总电阻，外接电阻，线圈以角速度绕ab边匀速转动，ab边右侧有匀强磁场（左侧没有磁场），匀强磁场的磁感应强度，求（电压表为理想电表）∶
（1）当线圈由图示位置转过60°时，通过电阻R的电流大小和方向；
（2）当线圈由图示位置转过60°的过程中，通过电阻R的电荷量；（3）电压表的示数。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．C
4．ACD
5．AD
6．CD
7．AC
8．AD
9．AC
10．AD
11．BD
12． BS BS
13． 2.0V 0.13A 0.16W
14． 1∶25 4800:11
15．（1）；（2）；（3）
16．（1）BSωsin ωt；（2）BSωsin ωt；（3）NBSωsin ωt
17．（1），方向向下；（2）；（3）45V
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页