第三章 交变电流 单元综合训练（word版含答案）

第三章 交变电流 单元综合训练
一、单选题
1．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω的电阻。闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝10sin 10πt （V），则（　　）
A．该交变电流的频率为10 Hz
B．该电动势的有效值为10 V
C．电路中理想交流电流表A的示数为0.71 A
D．若将“10 V　100 μF”的电容器并联在发电机两端，则电容器可能被击穿
2．（2021·黑龙江·大庆市东风中学高二期末）如图甲所示为一小型交流发电机的示意图，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，电阻R的阻值为。下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数为14.1A
B．0.02 s时线圈平面与中性面重合
C．线圈转动的角速度为50π rad/s
D．电阻R上的热功率为100W
3．（2022·全国·高二专题练习）如图单匝矩形闭合导线框abcd一半处于磁感应强度为B的水平有界匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与其中心线重合的竖直固定转轴OO′以角速度ω匀速转动，固定转轴恰好位于匀强磁场的右边界。则线框中感应电流的有效值为（　　）
A． B． C． D．
4．（2021·湖南·雅礼中学高三阶段练习）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，是原线圈的中心抽头，为单刀双掷开关，定值电阻，从某时刻开始在原线圈、两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法中正确的是（　　）
A．当S与连接后，理想电流表的示数为
B．当S与连接后，时理想电流表示数为零
C．当S由拨到后，原线圈的输入功率变为原来的4倍
D．当S由拨到后，副线圈输出电压的频率变为
5．（2021·贵州·凯里实验高级中学高二阶段练习）关于正弦交流电压表达式，下列说法不正确的是（　　）
A．该交流电的频率为，相位是，初相为零
B．该交流电压的有效值为220伏，最大值约为311伏
C．该交流电加在100Ω电阻上，0.1分钟内，产生的热量为
D．该交流电的发电机电枢线圈平面是从平行磁场开始计时的
6．（2022·全国·高二专题练习）如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e111sin100t（V）。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25︰11，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，输入功率为1100W，输电线路总电阻R25Ω，电动机内阻r8.8Ω，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则正确的是（　　）
A．电动机的机械效率为60%
B．电流表的示数为10A
C．输电线路损失的电功率为200W
D．升压变压器原、副线圈匝数之比为1︰5
7．（2021·重庆市清华中学校高二阶段练习）如图所示，变压器为理想变压器，原线圈一侧接在稳定交流电源上。R0为定值电阻，R为滑动变阻器，A1和A2为理想电流表，V1和V2为理想电压表。若将滑动变阻器的滑动片向a端移动，则（　　）
A．V2示数变小 B．V1示数变大 C．A2示数变小 D．A1示数不变
8．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，匝数n=100匝、面积S=10cm2的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴OO‘以角速度ω=100 rad/s匀速转动，并与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接入一只标有“2.5V， 1.5W”的小灯泡，恰好正常发光，不计线框电阻。下列说法正确的是（　　）
A．理想变压器原线圈、副线圈的匝数比为4：1
B．流过线框的电流有效值为0.2A
C．以图示位置为计时起点，线框中产生的感应电动势的表达式为e= 5cos（100t）V
D．如果在小灯泡两端再并联一盏相同的小灯泡，则两盏灯泡都变暗
二、多选题
9．（2021·全国·高二专题练习）在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所有输电导线的电阻率均为ρ，横截面积均为S，两地的距离为L，输电线上损耗的电功率为P1，用户得到的电功率为P2。下列关于P1和P2的表达式中正确的是（　　）
A． B． C． D．
10．（2021·重庆市清华中学校高二阶段练习）一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。设发电机的线圈为单匝线圈，其内阻为5 Ω，外接一只电阻为95 Ω的灯泡（阻值恒定），如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．在t = 0.01 s的时刻，通过线圈的磁通量最大
B．在t = 0的时刻，电压表的示数为零
C．在t = 0.005 ～ 0.015 s的过程中，通过线圈的电量为零
D．在t = 0 ～ 0.01 s的过程中，灯泡产生的焦耳热为220 J
11．（2021·黑龙江黑河·高二期末）如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．原、副线圈匝数之比为 B．原、副线圈匝数之比为
C．此时a和b的电功率之比为 D．此时a和b的电功率之比为
三、填空题
12．（2021·陕西·永寿县中学高二阶段练习）如图所示，在某一输电线路的起始端和终点端各接入一个理想变压器，原、副线圈的匝数比分别为n1∶n2=100∶1和n3∶n4=1∶50，图中a、b表示电流表或电压表，已知电压表的示数为22 V，电流表的示数为1 A，每根输电线的电阻为1Ω，则____ （选填“a”或“b”）为电流表 ，输电线上损失的电功率为______， 线路输送的电功率为___________。
13．（2021·四川省绵阳南山中学高二期中）如图所示，交流发电机的矩形线圈中，，，匝数匝，线圈电阻，外电阻。线圈在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度，则产生感应电动势的最大值为__________V，交流电压表的示数为__________V：从图示位置起，转过90°过程中，通过线圈截面的电荷量为__________C；从图示位置起，转过60°时通过电阻R的电流为__________A。
14．（2021·吉林·长春外国语学校高二阶段练习）如图所示。L1和L2是输电线，甲、乙是两个互感器，通过观测接在甲、乙中的电表读数，可以间接得到输电线两端电压和通过输电线的电流。若已知图中，，V表示数为220V，A表示数为10A，则甲是__________，输电线两端电压是________；乙是______，输电线两端电流是__________。
四、解答题
15．（2022·全国·高三课时练习）发电机输出功率为40 kW，输出电压为400 V，用变压比（原、副线圈匝数比）为1∶5的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为5 Ω，然后再用降压变压器将电压降为220 V供用户使用，求：
（1）输电线上损失的电功率是多少；
（2）降压变压器的匝数之比是多少。
16．（2022·全国·高三课时练习）交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T。用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220V、11kW”的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：
（1）发电机输出电压的有效值；
（2）变压器原、副线圈的匝数比；
（3）交流电流表的示数．
17．（2021·安徽·安庆九一六学校高二阶段练习）如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直，磁场的磁感应强度为B。线圈匝数为n，电阻为r，长为l1，宽为l2，转动角速度为ω。线圈两端外接阻值为R的电阻和一个理想交流电流表。求：
（1）线圈转至图示位置时的感应电动势；
（2）电流表的读数；
（3）从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式；
（4）从图示位置开始，转过90°角的过程中通过电阻R横截面的电荷量；
（5）图示位置时，图中左侧的边（长为l1）所受安培力的大小和方向。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．A
4．C
5．D
6．D
7．A
8．A
9．AC
10．AC
11．BC
12． b 5000 W 110 kW
13．
14． 电压互感器 2.2×104V 电流互感器 100A
15．(1)2000W；(2)
16．(1)1100V；(2)5:1；(3) 20 A。
17．（1）nBωl1l2；（2）；（3）e＝nBωl1l2sinωt；（4）；（5）；垂直纸面向里
答案第1页，共2页
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