第3章 交变电流与远距离输电 单元滚动训练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第3章 交变电流与远距离输电 单元滚动训练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 690.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-30 09:05:14 | ||
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文档简介
第3章 交变电流与远距离输电 单元滚动训练
一、单选题
1．（2022·河南·高二阶段练习）一理想变压器原、副线圈匝数比为7：4，原线圈与一理想交流电流表和电阻R1串联，副线圈电路中，一电容器与电阻R2串联后，与电阻R3、R4并联，如图所示。当原线圈接入一正弦交流电u=40sin100πt（V）时，电流表的示数为1A。已知R1=5Ω，R2=20Ω，R3=20Ω，R4=40Ω，电容器在电路中会改变电流的相位而不消耗能量，则通过电容器的电流为（ ）
A．0.25A B．0.50A C．0.75A D．1.00A
2．（2022·重庆·西南大学附中高二阶段练习）如图所示，高铁的供电流程是将高压或经过牵引变电所进行变压，降至，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得的电力使高铁机车运行，下列回答正确的是（ ）
A．若电网的电压为，则变压所的变压器原、副线圈匝数比
B．若电网的电压为，则变压所的变压器原、副线圈匝数比
C．如果高铁机车的电动机输出机械功率为，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为
D．如果高铁机车的电动机输出机械功率为，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为
3．（2022·江苏省阜宁中学高二阶段练习）如图所示，绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交变电时，两个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂。已知线圈1、2的匝数之比N1∶N2=2∶1。在不接负载的情况下（ ）
①当线圈1输入电压220V时，线圈2输出的电压为110V
②当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55V
③当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220V
④当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110V
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
4．（2022·云南·江川一中高三阶段练习）一自耦调压变压器（可看做理想变压器）的电路如图甲所示，移动滑动触头P可改变副线圈匝数。已知变压器线圈总匝数为1900匝，原线圈匝数为1100匝，接在如图乙所示的交流电源上，电压表为理想电表，则（ ）
A．交流电源电压瞬时值的表达式为u=220sin100πt（V）
B．P向上移动时，电压表的示数变大，最大显示示数为
C．P向下移动时，原、副线圈的电流之比减小
D．P向下移动时，变压器的输入功率变大
5．（2022·河北·高三学业考试）如图所示，理想自耦变压器输入端接入正弦交流电，调节K1位置可以改变输出匝数，调节K2位置可以改变R的阻值，两电表为理想交流电表，以下说法正确的是（ ）
A．指示灯L常亮且通过指示灯的电流方向每秒钟改变50次
B．不论开关S状态如何，电压表示数为
C．闭合开关S，仅向下滑动K1，输入功率变小
D．闭合开关S，仅向下滑动K2，电表示数不变
二、多选题
6．（2022·四川凉山·二模）如图甲所示，两闭合线圈ab、cd内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁感应强度B随时间的变化规律满足正弦曲线关系（如图乙所示）。已知两线圈相同，匝数匝、线圈面积为0.01m2，电阻。在cd两端接一理想电压表V ，ab两端接一阻值的电阻，规定磁场竖直向上为正。则（ ）
A．穿过cd线圈磁通量的最大值为x10-2（）
B．理想电压表V的读数为4V
C．在时刻，ab线圈中的电势b端高于a端
D．ab电路中的输出功率为3.2W
7．（2022·江西·南昌十中高二阶段练习）如图甲所示，理想变压器原线圈电路中接有理想电压表和理想电流表，副线圈电路中接有理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）和两电阻值均为6Ω的灯泡。当原线圈中输入的交变电压如图乙所示时，电流表的示数为1A。则（ ）
A．电压表的示数为
B．变压器原、副线圈的匝数比为5∶2
C．灯泡a消耗的电功率为
D．灯泡b消耗的电功率为
8．（2021·四川·西昌市第二中学高二期中）在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2＝22：1，原线圈接u1＝220sin100πt（V）的交变电流，电阻R＝10Ω，电流表、电压表均为理想电表，则（ ）
A．电压表的读数为10V
B．电流表的读数为1A
C．电阻R消耗的功率为10W
D．变压器的输出功率为10W
9．（2022·重庆·西南大学附中高二阶段练习）在匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，从经过中性面后开始计时，经过时间再次回到中性面，线圈中产生的电流是如图所示的正弦式交流电，这段时间内（ ）
A．电流的有效值等于 B．电流的有效值小于
C．图像与坐标轴图成的图形面积除以表示电流的平均值 D．图像与坐标轴围成的图形面积除以表示电流的有效值
10．（2022·山东·模拟预测）如图所示，矩形线圈切割磁感线产生一交流电压，将其接在理想变压器原线圈上，导线上接入阻值的电阻，原、副线圈匝数之比，副线圈上的滑动变阻器的最大阻值为，且其滑动触头可上下安全调节，其余电阻不计，电路中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．时刻，矩形线圈垂直于中性面
B．若将滑动触头从最下端滑到最上端，R消耗的功率先增大后减小再增大
C．滑动变阻器的阻值为时，其消耗的功率最大，最大值为4.5W
D．若维持滑动变阻器消耗功率最大的电路状态，则1分钟内r产生的焦耳热为270J
11．（2022·重庆市涪陵第五中学校高三阶段练习）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，、、均为固定电阻，，，各电表均为理想电表。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．所用交流电的频率为 B．电压表的示数为20V
C．电流表的示数为2.0A D．变压器传输的电功率为20W
12．（2022·河北保定·高二期末）如图甲所示，理想变压器原线圈a、b端接入如图乙所示的交流电，副线圈接有阻值为的定值电阻，已知原、副线圈的匝数比，各电表均为理想交流电表。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为V
B．通过副线圈的交变电流的频率为50 Hz
C．电流表的示数为1.5 A
D．理想变压器的输入功率为18 W
三、填空题
13．（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___________。
14．（2021·福建·三明一中高二阶段练习）一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像，如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则
（1）电压表V的示数为_________；
（2）电路中的电流方向每秒钟改变_________次。
15．（2021·江西·南昌十中高二阶段练习）如图所示，理想变压器的初、次级线圈分别接着定值电阻、，且，初、次级线圈的匝数比，加一定交流电源电压后，两电阻两端电压之比___________，两电阻上消耗的电功率之比___________。
四、解答题
16．（2021·四川成都·高二期中）如图所示，矩形线圈abcd面积为，匝数为，线圈电阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为，当线圈由图示位置转过的过程中，求：
（1）电压表的示数；（2）此时电流的瞬时值；（3）若线圈转过，这个过程中电阻R所产生的焦耳热。
17．（2021·甘肃·静宁县第一中学高二阶段练习）一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500kW，路端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：5，两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器能量损耗，求：
（1）升压变压器副线圈两端的电压；
（2）用户得到的功率；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比。
18．（2021·山东枣庄·高二期中）如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，ab边和cd边的长度L1=50cm，bc边和ad边的长度L2=20cm，匝数n=20匝，线圈的总电阻r=1Ω，线圈位于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=4Ω的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OO′以角速度ω=200rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。
（1）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式；
（2）求线圈转动过程中电阻R的发热功率；
（3）从线圈经过图示位置开始计时，求经过周期时间通过电阻R的电荷量。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．B
4．C
5．C
6．BC
7．BD
8．BD
9．BC
10．CD
11．BC
12．BD
13． b 5000 W 110 kW
14． 209 100
15．
16．（1）（2）（3）
17．（1）2500V；（2）440kW；（3）10：1
18．（1）；（2）32W；（3）
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．（2022·河南·高二阶段练习）一理想变压器原、副线圈匝数比为7：4，原线圈与一理想交流电流表和电阻R1串联，副线圈电路中，一电容器与电阻R2串联后，与电阻R3、R4并联，如图所示。当原线圈接入一正弦交流电u=40sin100πt（V）时，电流表的示数为1A。已知R1=5Ω，R2=20Ω，R3=20Ω，R4=40Ω，电容器在电路中会改变电流的相位而不消耗能量，则通过电容器的电流为（ ）
A．0.25A B．0.50A C．0.75A D．1.00A
2．（2022·重庆·西南大学附中高二阶段练习）如图所示，高铁的供电流程是将高压或经过牵引变电所进行变压，降至，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得的电力使高铁机车运行，下列回答正确的是（ ）
A．若电网的电压为，则变压所的变压器原、副线圈匝数比
B．若电网的电压为，则变压所的变压器原、副线圈匝数比
C．如果高铁机车的电动机输出机械功率为，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为
D．如果高铁机车的电动机输出机械功率为，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效电阻为
3．（2022·江苏省阜宁中学高二阶段练习）如图所示，绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交变电时，两个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂。已知线圈1、2的匝数之比N1∶N2=2∶1。在不接负载的情况下（ ）
①当线圈1输入电压220V时，线圈2输出的电压为110V
②当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55V
③当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220V
④当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110V
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
4．（2022·云南·江川一中高三阶段练习）一自耦调压变压器（可看做理想变压器）的电路如图甲所示，移动滑动触头P可改变副线圈匝数。已知变压器线圈总匝数为1900匝，原线圈匝数为1100匝，接在如图乙所示的交流电源上，电压表为理想电表，则（ ）
A．交流电源电压瞬时值的表达式为u=220sin100πt（V）
B．P向上移动时，电压表的示数变大，最大显示示数为
C．P向下移动时，原、副线圈的电流之比减小
D．P向下移动时，变压器的输入功率变大
5．（2022·河北·高三学业考试）如图所示，理想自耦变压器输入端接入正弦交流电，调节K1位置可以改变输出匝数，调节K2位置可以改变R的阻值，两电表为理想交流电表，以下说法正确的是（ ）
A．指示灯L常亮且通过指示灯的电流方向每秒钟改变50次
B．不论开关S状态如何，电压表示数为
C．闭合开关S，仅向下滑动K1，输入功率变小
D．闭合开关S，仅向下滑动K2，电表示数不变
二、多选题
6．（2022·四川凉山·二模）如图甲所示，两闭合线圈ab、cd内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁感应强度B随时间的变化规律满足正弦曲线关系（如图乙所示）。已知两线圈相同，匝数匝、线圈面积为0.01m2，电阻。在cd两端接一理想电压表V ，ab两端接一阻值的电阻，规定磁场竖直向上为正。则（ ）
A．穿过cd线圈磁通量的最大值为x10-2（）
B．理想电压表V的读数为4V
C．在时刻，ab线圈中的电势b端高于a端
D．ab电路中的输出功率为3.2W
7．（2022·江西·南昌十中高二阶段练习）如图甲所示，理想变压器原线圈电路中接有理想电压表和理想电流表，副线圈电路中接有理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）和两电阻值均为6Ω的灯泡。当原线圈中输入的交变电压如图乙所示时，电流表的示数为1A。则（ ）
A．电压表的示数为
B．变压器原、副线圈的匝数比为5∶2
C．灯泡a消耗的电功率为
D．灯泡b消耗的电功率为
8．（2021·四川·西昌市第二中学高二期中）在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2＝22：1，原线圈接u1＝220sin100πt（V）的交变电流，电阻R＝10Ω，电流表、电压表均为理想电表，则（ ）
A．电压表的读数为10V
B．电流表的读数为1A
C．电阻R消耗的功率为10W
D．变压器的输出功率为10W
9．（2022·重庆·西南大学附中高二阶段练习）在匀强磁场中，线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，从经过中性面后开始计时，经过时间再次回到中性面，线圈中产生的电流是如图所示的正弦式交流电，这段时间内（ ）
A．电流的有效值等于 B．电流的有效值小于
C．图像与坐标轴图成的图形面积除以表示电流的平均值 D．图像与坐标轴围成的图形面积除以表示电流的有效值
10．（2022·山东·模拟预测）如图所示，矩形线圈切割磁感线产生一交流电压，将其接在理想变压器原线圈上，导线上接入阻值的电阻，原、副线圈匝数之比，副线圈上的滑动变阻器的最大阻值为，且其滑动触头可上下安全调节，其余电阻不计，电路中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．时刻，矩形线圈垂直于中性面
B．若将滑动触头从最下端滑到最上端，R消耗的功率先增大后减小再增大
C．滑动变阻器的阻值为时，其消耗的功率最大，最大值为4.5W
D．若维持滑动变阻器消耗功率最大的电路状态，则1分钟内r产生的焦耳热为270J
11．（2022·重庆市涪陵第五中学校高三阶段练习）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，、、均为固定电阻，，，各电表均为理想电表。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．所用交流电的频率为 B．电压表的示数为20V
C．电流表的示数为2.0A D．变压器传输的电功率为20W
12．（2022·河北保定·高二期末）如图甲所示，理想变压器原线圈a、b端接入如图乙所示的交流电，副线圈接有阻值为的定值电阻，已知原、副线圈的匝数比，各电表均为理想交流电表。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为V
B．通过副线圈的交变电流的频率为50 Hz
C．电流表的示数为1.5 A
D．理想变压器的输入功率为18 W
三、填空题
13．（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___________。
14．（2021·福建·三明一中高二阶段练习）一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像，如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0Ω，外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则
（1）电压表V的示数为_________；
（2）电路中的电流方向每秒钟改变_________次。
15．（2021·江西·南昌十中高二阶段练习）如图所示，理想变压器的初、次级线圈分别接着定值电阻、，且，初、次级线圈的匝数比，加一定交流电源电压后，两电阻两端电压之比___________，两电阻上消耗的电功率之比___________。
四、解答题
16．（2021·四川成都·高二期中）如图所示，矩形线圈abcd面积为，匝数为，线圈电阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为，当线圈由图示位置转过的过程中，求：
（1）电压表的示数；（2）此时电流的瞬时值；（3）若线圈转过，这个过程中电阻R所产生的焦耳热。
17．（2021·甘肃·静宁县第一中学高二阶段练习）一小型发电站通过升压、降压变压器把电能输给用户，已知发电机的输出功率为500kW，路端电压为500V，升压变压器原、副线圈的匝数比为1：5，两变压器间输电线的总电阻为1.5Ω，降压变压器的输出电压为220V，不计变压器能量损耗，求：
（1）升压变压器副线圈两端的电压；
（2）用户得到的功率；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数比。
18．（2021·山东枣庄·高二期中）如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，ab边和cd边的长度L1=50cm，bc边和ad边的长度L2=20cm，匝数n=20匝，线圈的总电阻r=1Ω，线圈位于磁感应强度B=0.05T的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=4Ω的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OO′以角速度ω=200rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。
（1）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式；
（2）求线圈转动过程中电阻R的发热功率；
（3）从线圈经过图示位置开始计时，求经过周期时间通过电阻R的电荷量。
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参考答案：
1．B
2．D
3．B
4．C
5．C
6．BC
7．BD
8．BD
9．BC
10．CD
11．BC
12．BD
13． b 5000 W 110 kW
14． 209 100
15．
16．（1）（2）（3）
17．（1）2500V；（2）440kW；（3）10：1
18．（1）；（2）32W；（3）
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